抗RPE-LTP压缩编码的语音加密
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语音压缩编码技术上传时间:2004-12-22随着通信、计算机网络等技术的飞速发展,语音压缩编码技术得到了快速发展和广泛应用,尤其是最近20年,语音压缩编码技术在移动通信、卫星通信、多媒体技术以及IP电话通信中得到普遍应用,起着举足轻重的作用。
语音压缩编码技术的类别语音编码就是将模拟语音信号数字化,数字化之后可以作为数字信号传输、存储或处理,可以充分利用数字信号处理的各种技术。
为了减小存储空间或降低传输比特率节省带宽,还需要对数字化之后的语音信号进行压缩编码,这就是语音压缩编码技术。
语音的压缩编码方法归纳起来可以分为三大类:波形编码、参数编码和混合编码。
波形编码比较简单,失真最小,方法简单,但数码率比较高。
参数编码的编码速率可以很低,但音质较差,只能达到合成语音质量,其次是复杂度高。
混合编码吸收了波形编码和参数编码的优点,从而在较低的比特率上获得较高的语音质量,当前受到人们较大的关注。
语音压缩编码技术的发展自从1937年A.H.Reeves提出脉冲编码调制(PCM)以来,语音编码技术已有60余年的发展历史。
尤其近20年随着计算机和微电子技术的发展语音编码技术得到飞速发展。
CCITT于1972年确定64kb/sPCM语音编码G.711建议,它已广泛的应用于数字通信、数字交换机等领域,至今,64kb/s的标准PCM系统仍占统治地位。
这种编码方法可以获得较好的语音质量但占用带宽较多,在带宽资源有限的情况下不宜采用。
CCITT于80年代初着手研究低于64kb/s的非PCM编码算法,并于1984年通过了32kb/sADPCM语音编码G.721建议,它不仅可以达到PCM相同的语音质量而且具有更优良的抗误码性能,广泛应用于卫星,海缆及数字语音插空设备以及可变速率编码器中。
随后,于1992年公布16kb/s低延迟码激励线性预测(LD-CELP)的G.728建议。
它以其较小的延迟、较低的速率、较高的性能在实际中得到广泛的应用,例如:可视电话伴音、无绳电话机、单路单载波卫星和海事卫星通信、数字插空设备、存储和转发系统、语音信息录音、数字移动无线系统、分组化语音等。
语音信号压缩编码原理及应用随着通信、计算机网络等技术的飞速发展,语音压缩编码技术得到了快速发展和广泛应用,尤其是最近20年,语音压缩编码技术在移动通信、卫星通信、多媒体技术以及IP电话通信中得到普遍应用,起着举足轻重的作用。
语音是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息的形式,是人们思想疏通和情感交流的最主要途径。
在实际的语音通信中,有些信道难以扩宽且质量很差;有些信道正被广泛使用,短期内难以更新;有些昂贵的信道,每压缩一个比特都意味着节省开支。
因此,语音压缩编码无疑在语音通信及人类信息交流中占有举足轻重的地位。
语音编码就是将模拟语音信号数字化,数字化之后可以作为数字信号传输、存储或处理,可以充分利用数字信号处理的各种技术。
为了减小存储空间或降低传输比特率节省带宽,还需要对数字化之后的语音信号进行压缩编码,这就是语音压缩编码技术。
一,语音压缩编码技术的发展自从1937年A.H.Reeves提出脉冲编码调制(PCM)以来,语音编码技术已有60余年的发展历史。
尤其近20年随着计算机和微电子技术的发展语音编码技术得到飞速发展。
CCITT于1972年确定64kb/sPCM语音编码G.711建议,它已广泛的应用于数字通信、数字交换机等领域,至今,64kb/s的标准PCM系统仍占统治地位。
这种编码方法可以获得较好的语音质量但占用带宽较多,在带宽资源有限的情况下不宜采用。
CCITT于80年代初着手研究低于64kb/s的非PCM编码算法,并于1984年通过了32kb/sADPCM语音编码G.721建议,它不仅可以达到PCM相同的语音质量而且具有更优良的抗误码性能,广泛应用于卫星,海缆及数字语音插空设备以及可变速率编码器中。
随后,于1992年公布16kb/s低延迟码激励线性预测(LD-CELP)的G.728建议。
它以其较小的延迟、较低的速率、较高的性能在实际中得到广泛的应用,例如:可视电话伴音、无绳电话机、单路单载波卫星和海事卫星通信、数字插空设备、存储和转发系统、语音信息录音、数字移动无线系统、分组化语音等。
音频编解码技术中的加密算法与安全策略一、背景随着信息技术的飞速发展,数字化音频的应用越来越广泛,包括在线音乐、网络电台、数字广播等等。
音频广泛应用意味着音频的安全问题也越来越引人关注。
音频的加密技术和安全策略成为了重要的研究方向。
而在音频编解码技术中,加密算法也是一个不可或缺的部分。
二、音频编解码技术音频编解码技术是指将音频信号从原始模拟信号转换为数字信号,然后通过各种算法压缩数据,以达到减少存储空间、提高传输效率等目的。
在音频编解码技术中,常用的编解码格式包括MP3、AAC、WMA、FLAC等。
三、音频加密技术音频加密技术是一种将音频信号进行加密,以保障音频的安全。
音频加密技术是由一个加密算法和一个密钥共同构成的。
加密算法是指将音频信号进行转换和加密的算法,密钥是加密算法的关键参数。
加密算法的安全性和加密密钥的保密性是音频加密技术中最重要的两个方面。
四、加密算法常用的音频加密算法包括对称加密算法和非对称加密算法。
(一)对称加密算法对称加密算法是指加密和解密均使用同一个密钥的加密算法。
其中,最常用的对称加密算法是AES(Advanced Encryption Standard),其安全性和效率都具有很高的水平。
AES算法是基于替换和置换的加密算法,其特点是加密和解密速度快,加密密钥长度可选,安全性较高。
(二)非对称加密算法非对称加密算法是指加密和解密使用不同的密钥的加密算法,其中最常见的是RSA算法。
RSA算法是一种基于公私钥的加密算法,发送方使用接收方的公钥进行加密,接收方使用自己的私钥进行解密。
RSA算法的安全性好,但是加密密钥长,加密速度相对较慢。
五、安全策略在音频加密安全策略中,控制密钥的安全性是非常重要的。
通常来说,密钥的安全性由加密密钥的长度、密钥管理和密钥交换等因素决定。
(一)加密密钥长度加密密钥长度越长,被破解的难度就越大。
通常,对于AES算法来说,密钥长度至少应该为128位以上;而对于RSA算法来说,长度应该为1024位以上。
GSM语音编码2008年09月03日星期三 15:51一、语音编码由于GSM系统是一种全数字系统,话音和其它信号都要进行数字化处理,因此移动台首先要将语音信号转换成模拟电信号,以及其反变换,移动台再把这模拟电信号转换成13Kbit/s的数字信号,用于无线传输。
下面我们主要讲一下TCH全速率信道的编码过程。
目前GSM采用的编码方案是13 Kbit/s的RPELTP(规则脉冲激励长期预测),其目的是在不增加误码的情况下,以较小的速率优化频谱占用,同时到达与固定电话尽量相接近的语音质量。
它首先将语音分成20ms为单位的语音块,再将每个块用8 KHZ抽样,因而每个块就得到了160个样本。
每个样本在经过A率13比特(μ率14比特)的量化,因为为了处理A率和μ率的压缩率不同,因而将该量化值又分别加上了3个或2个的“0”比特,最后每个样本就得到了16比特的量化值。
因而在数字化之后,进入编码器之前,就得到了128Kbit/s的数据流。
这一数据流的速率太高了以至于无法在无线路径下传播,因而我们需要让它通过编码器的来进行编码压缩。
如果用全速率的译码器的话,每个语音块将被编码为260比特,最后形成了13Kbit/s的源编码速率。
此后将完成信道的编码。
在BTS侧将能够恢复13Kbit/s的源速率,但为了形成16Kbit/s的TRAU帧以便于在ABIS和ATER接口上传送,因而需再增加3Kbit/s的信令,它可用于BTS来控制远端TCU的工作,因而被称为带内信息。
这3Kbit/s将包括同步和控制比特(包括坏帧指示、编码器类型、DTX指示等)。
总之,带内信息将能使TCH,知道信息的种类(全速率语音、半速率语音、数据),以及采用何种适用的方法用于上行和下行的传输。
在TCU侧,通过为了适应PSTN网络64Kbit/s的传输,因而在它其中的码型速率转换板将完成将速率由13Kbit/s转换为64Kbit/s的工作,二、信道编码信道编码用于改善传输质量,克服各种干扰因素对信号产生的不良影响,但它是以增加比特降低信息量为代价的。
北京化工大学2011——2012学年第一学期《移动通信》期末考试试卷标准答案课程代码 E E E 4 2 3 0 3 T班级:姓名:学号:分数:题号一二三四总分得分一、判断题(本题请在第4页的方框内作答)1、数字移动通信系统要求调制技术使已调信号的频谱越宽越好,以便更好地抗衰落×2、π/4-DQPSK是恒包络的调制技术,其优点是可采用成本低廉的非线性功放×3、欧洲数字集群标准TETRA采用的调制技术是π/4-DQPSK √4、RAKE接收可以很好地克服移动通信中的多普勒频移×5、多波束天线的采用可以减少蜂窝网络中的共道干扰√6、GSM通信系统中,为减少邻道干扰而使用干扰抵消和多用户信号检测器技术×7、FSK的解调由于其恒包络的特点不能采用包络检波×8、MSK信号既可采用鉴频器解调,也可采用相干解调√9、MSK是相位连续且满足最小频差的调制指数为1的一种特殊形式的FSK ×10、QPSK解调只能采用相干解调,而π/4-DQPSK既可采用相干解调也可采用非相干解调√11、多载波系统由于一个深衰落可影响到多个子载波,其抗衰落能力逊于单载波系统×12、OFDM的系统带宽比一般的FDMA系统的带宽可以节省三分之一×13、采用非线性功放可以一定程度上解决OFDM系统PAR较大的问题×14、MS移动到同一MSC的不同LA中,不需要进行位置登记×15、CDMA系统中,只要邻站和本站处于同频工作状态,则此时均为软切换×16、对于多载波系统,载波频率的偏移会导致子信道相互间产生干扰√17、自适应均衡器通过动态调整特性参数跟踪信道的变化,补偿信道传输特性,从而使整个系统能满足无码间串扰的传输条件√18、TDMA系统中,为便于克服码间干扰,在时隙中要插入自适应均衡器所需的训练序列√19、GSM系统中,每一个用户在入网时分配公用的密钥Ki和唯一的IMSI ×20、在IS-95蜂窝移动通信系统中,前向是指手机发往基站的方向×21、CDMA系统的频率复用系数可以为1,而GSM系统的频率复用系数不可能为1 √22、EDGE采用8PSK调制技术,从而将传输速率提高为GMSK调制的3倍√23、GSM网络中,BCCH信道和CCCH信道是不参与跳频的信道√24、处于通话状态中的MS从同一MSC下的某一BSC范围移动到另一BSC范围时,系统不必参与切换过程×25、蜂窝移动通信系统的最小区群的N值越大,其频率利用率将随之提高×26、采用顶点激励方式的基站天线采用全向天线模式×27、MS发,BS收的传输链路称为下行链路×28、GSM900网络的双工间隔为50MHz ×29、GSM帧长为4.62ms,每帧8个时隙√30、移动通信网的信道一般分为控制信道和业务信道两大类√31、信号强度排列如下:直射波、反射波、绕射波、散射波√32、GSM中,BCCH既是上行信道,又是下行信道×33、GSM中,MS与BS之间被定义为A接口,MSC与MSC之间被定义为Um接口×34、WCDMA系统的空中接口带宽为5MHz,其码片速率为3.84Mc/s√35、DTX技术的采用可以使移动台具有更长的待机和通话时间√36、WCDMA系统是干扰受限系统√37、IMEI是用于国际唯一区分移动用户的号码×38、GSM中鉴权和加密是两个独立的处理过程,两者间没有任何的关联×39、GSM网采用主从同步方式,BSC的同步基准从MSC来的数据流中提取,也可单独设置同步链路×40、扩频系统提高了系统的保密性、提升了系统的信噪比√41、IS-95蜂窝移动通信系统每个信道1.2288MHz,含有64个码道√42、TCH复帧由26个TDMA帧构成,而用于映射BCH和CCCH的复帧有51 个TDMA 帧√43、TDD称为时分双工,收发信号在时间上分开互不干扰,广泛地用于IS-95系统×44、一个BSC可以连接到多个MSC上,一个MSC也可以连接到多个BSC ×45、多径效应造成的衰落会随移动台运动速度的加快而加快√46、CDMA为干扰受限系统,当系统中增加一个通话用户时,所有用户的信噪比会下降√47、GSM通信系统中,SCH(同步信道)的作用包括帧同步和时隙同步√48、PCH为寻呼信道,当移动台申请开始一次通话时,利用它向基站发送请求×49、主叫用户到本侧交换机的信令为用户线信令,被叫用户到对端交换机信令为局间信令×50、TD-SCDMA的载频宽度是1.6MHz,其码片速率为1.28Mc/s √二、单选题(本题请在第4页的方框内作答)1、美国的IEEE 802.11a/g和欧洲ETSI的HiperLAN/2中,均采用了(B)技术A.GMSK B.OFDM C.64QAM D.MIMO2、处于空闲模式下的手机所需的大量网络信息来自(B)信道2A.CBCH B.BCCH C.RACH D.SDCCH3、一个用户在忙时一小时内先后进行了1分钟和5分钟的通话,此用户产生的话务量是(C )A.33毫爱尔兰B.66毫爱尔兰C.100毫爱尔兰D.10毫爱尔兰4、模拟移动通信系统采用的多址方式是(A),GSM移动通信系统采用的多址方式为()A.FDMA TDMA B.CDMA FDMA C.TDMA CDMA D.TDMA FDMA 5、GSM网常采用的切换方式是(B )A.移动台控制B.移动台辅助的网络控制C.网络控制D.基站控制6、我国目前有三大运营商获得了3G牌照,其中,WCDMA是由(B )在运营A.中国移动B.中国联通C.中国电信D.中国铁通7、(C)的作用是存储用户密钥,保证系统能可靠识别用户的标志,并能对业务通道进行加密。
移动通信原理与系统答案【篇一:移动通信练习题及答案】t>《移动通信原理》综合练习题(第六次修订) 一、选择题 1.gsm系统采用的多址方式为( d)(a) fdma (b)cdma (c)tdma (d)fdma/tdma 2.下面哪个是数字移动通信网的优点(c)a)频率利用率低(b)不能与isdn兼容 c)抗干扰能力强(d)话音质量差 3.gsm系统的开放接口是指( c)(a) nss与nms间的接口(b)bts与bsc间的接口(c)ms与bss的接口(d)bss与nms间的接口 4.n-cdma系统采用以下哪种语音编码方式(b)(a) celp (b)qcelp (c)vselp (d)rpe-ltp5.为了提高容量,增强抗干扰能力,在gsm系统中引入的扩频技术(a)(a)跳频(b)跳时(c)直接序列(d)脉冲线性调频6.位置更新过程是由下列谁发起的( c)(a)移动交换中心(msc)(b)拜访寄存器(vlr)(c)移动台(ms)(d)基站收发信台(bts) 7.msisdn的结构为(c )(a) mcc+ndc+sn (b)cc+ndc+msin (c)cc+ndc+sn (d)mcc+mnc+sn 8.la是( d )(a)一个bsc所控制的区域(b)一个bts所覆盖的区域(c)等于一个小区(d)由网络规划所划定的区域 9.gsm系统的开放接口是指(c )(b) nss与nms间的接口(b)bts与bsc间的接口(c)ms与bss的接口(d)bss与nms间的接口 10.如果小区半径r=15km,同频复用距离d=60km,用面状服务区组网时,可用的单位无线区群的小区最少个数为。
( b) (a)n=4(b)n=7(c)n=9 (d) n=12(a)12.n-cdma系统采用的多址方式为( d)(b) fdma(b)cdma (c)tdma (d)fdma/ cdma 13.cdma 软切换的特性之一是(b )(a)先断原来的业务信道,再建立信道业务信道(b)在切换区域ms与两个bts连接(c)在两个时隙间进行的(d)以上都不是 14.rach(b )(a)是下行信道,是为了保证ms接入,在此信道上申请一sdcch (b) ms通过此信道申请sdcch,作为对寻呼的响应或ms主叫登记时接入(c)用于ms校正频率、同步时间((1(d)用于搜索ms,是下行信道 15.交织技术(b )(a)可以消除引起连续多个比特误码的干扰(b)将连续多个比特误码分散,以减小干扰的影响(c)是在原始数据上增加冗余比特,降低信息量为代价的(d)是一种线性纠错编码技术 16.n-cdma码分多址的特点( a )(a)网内所有用户使用同一载频、占用相同的带宽(b)用walsh码区分移动用户(c)小区内可以有一个或多个载波(d)采用跳频技术,跳频序列是正交的17.gsm系统中,为了传送msc向vlr询问有关ms使用业务等信息,在msc与vlr间规范了( d )(a) c接口(b)e接口(c)a接口(d)b接口 18.gsm的用户记费信息(c )(a)在bsc内记录(b)在bsc、msc及记费中心中记录 c)msc中记录(d)以上都不是 19.以下那种不是附加业务( d )(a)无条件前向转移(b)多方通话(c)闭锁出国际局呼叫(d)以上都是20.电波在自由空间传播时,其衰耗为100 db ,当通信距离增大一倍时,则传输衰耗为。
语音压缩算法测评及质量评估1.语音压缩的基本依据从信息保持的角度讲,只有当信源本身具有冗余度,才能对其进行压缩。
根据统计分析的结果,语音信号中存在着多种冗余度m,主要有以下几个方面:1. 幅度非均匀分布语音中小幅度样本比大幅度样本出现的概率要高。
又由于通话必然会有间隙,更出现了大It的低电平样本。
此外,实际语音信号的功率电平也趋向于出现在编码范围的较低电平端。
因此,语音信号的幅值分布是非均匀的。
2. 样本之间的相关性对语音信号的波形分析表明to,采样数据的最大相关性存在于邻近样本之间。
当采样速率为8KHz时,相邻采样值之间的相关系数大于0.85,甚至在相距十个样本之间,相关系数还有0.3左右的数it级。
如果采样速率提高,样本间的相关性将更强。
3. 周期之间的相关性虽然电话语音信号的频率分布在300-3400Hz的频带内,但在特定的瞬间,某一声音却往往只是该频带内的少数频率分I起作用。
当声音中只存在少数几个基本频率时,就会像某些振荡波形一样,在周期与周期之间存在着一定的相关性。
4. 基音之间的相关性语音可以分为清音和浊音两种基本类型.浊音是由声带振动产生,每一次振动使一股空气从肺部流进声道。
激励声道的各股空气之间的间隔称为基音周期。
浊音的波形对应于基音周期的长期重复波形。
因此,对语音浊音部分编码的有效方法之一是对一个基音周期波形进行编码,并以它作为其它基音段的模板。
此外,电话通信中还有很大的话音间隙。
通话分析表明,语音间隙约占通话时间的60%。
这本身也是一种冗余。
正是由于语音信号具有以上特点,对语音的压缩编码才成为可能。
在现今的通信系统当中,各种语音压缩编码得到了广泛的应用,并形成了一系列的语音编码标准。
语音压缩编码技术大大缓解了信道紧张的状况。
2.语音压缩技术的发展概况语音编码器的主要功能就是把用户语音的PCM(脉冲编码调制)样值编码成少量的比特(帧)。
这种方法使得语音在链路产生误码、网络抖动和突发传输时具有健壮性。