毕业设计(论文)-GSM移动通信系统的语音编码技术研究
移动通信中的语音编码算法的研究
移动通信中的语音编码算法的研究今天，全球都在进行移动通信技术的发展，语音编码算法在移动通信技术中扮演着非常重要的角色。
为了有效地提升移动通信技术的效率，提高移动通信的质量，编码算法是必不可少的。
本文将从通信系统的历史、语音编码算法、并行处理系统等几个方面对移动通信中的语音编码算法进行研究和分析。
第一，语音编码算法可以追溯到第一个的电话系统。
这一系统是基于“话筒”的，它由两个电话连接在一起，信号本身就是一个声音。
但是，这个系统的效率很低，仅仅能够以最低的质量传输声音信号。
随着技术的进步，人们开始研究电话系统的编码算法，他们发现，最有效的方法是用数据编码传输声音信号，以提高传输效率。
第二，语音编码算法是一种将声音信号转换为数字信号的编码算法。
它通常使用诸如PCM、ADPCM、CELP等编码算法，以有效地提高移动通信技术的效率。
PCM是一种最基本的编码算法，其目的是将声音信号转换为数字信号，然后用数据表示，以提高传输的效率。
ADPCM 是一种改进的PCM算法，它根据前一个发送的数据来编码，从而提高码率。
而CELP则使用一种特殊的压缩算法，可以进一步减少传输所需的带宽，以节省移动通信费用。
第三，在移动通信系统中，编码算法在实现真正的高效传输时同样重要。
为此，多处理器技术的出现就显得尤为重要。
多处理器系统是一种多处理器的集成系统，它能够将过程被分成多个部分，从而利用多个处理器进行并行处理，极大地提高了编码算法的效率。
最后，本文研究了移动通信中的语音编码算法，探讨了单处理器和多处理器系统对编码算法的影响。
此外，还介绍了常见的语音编码算法，包括PCM、ADPCM和CELP等，以及他们在移动通信中的应用。
随着通信技术的发展，移动通信中的语音编码算法在提高移动通信质量和效率方面发挥着重要作用。
综上所述，移动通信中的语音编码算法尤为重要，从单处理器系统到多处理器系统发挥着重要作用。
未来，人们将继续研究语音编码算法，以进一步提高移动通信质量和可靠性，让传输信息更加安全可靠、有效高效。
GSM系统中的语音编码
GSM系统中的语音编码
吴庆翔;夏风
【期刊名称】《电信快报》
【年(卷),期】1996(000)011
【摘要】ＧＳＭ数字移动通信系统中采用ＲＰＥ－ＬＴＰ编码器，该编码器对输入的１３比特线性ＰＣＭ码进行处理，使其在语音质量没有很大下降的情况下，将码速降到１３ｋｂ／ｓ，本文即对ＲＰＥ－ＬＴＰ编码器的工作过程作比较详细的介绍。
【总页数】4页(P9-12)
【作者】吴庆翔;夏风
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.5
【相关文献】
1.GSM系统的语音编码技术浅析 [J], 张敏
2.GSM系统中的语音质量增强技术 [J], 陈慧剑
3.语音增强技术在低速语音编码中的应用 [J], 蒋海霞;成立新;陈显治
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浅谈移动通信系统中的语音编码技术
浅谈移动通信系统中的语音编码技术作者：赵彦辉来源：《数字化用户》2013年第13期【摘要】为提高移动通信系统的抗干扰能力和抗衰弱能力，移动通信采取了多种有效的技术措施，而语音编码技术就是其中非常重要的一种。
本文对移动通信中的语音编码技术做出如下论述。
【关键词】语音编码移动通信技术随着科学技术的迅速发展，移动通信技术已成为人们日常生活中的重要组成部分。
为了提高数字移动通信中频带的使用率，我们通常使用的是调控解调技术和无线线路控制，在此基础上我们也可以使用语音编码技术，科学有效的去除数字移动通信系统中存在的语音冗余，达到维护优质编码的目的。
一、语音编码技术的种类（一）参数编码参数编码就是人们口中常说的声码器。
其主要工作原理是通过将频率域内的信源信号或其他正交变化域内信源信号中的特征参量进行提取。
然后通过对其进行系统的处理和转换，将其变成易于传输的数字代码，进而完成传输工作。
相同的道理，参数解码则是将系统所接受到了数字序列经过系统的处理和转换，将其转变成为与之相对应的特征参量，并依靠所转变出的特征参量对语音信号进行重建。
这种算法的最大优点就是其并不依赖于所输入语音的原始波形，而是能够根据其使用者（人类）的听觉特性来进行适当的调整，进而保证所解码的语音在任何时候能够具有一定的清晰度，便于使用者的理解和使用。
目前所普遍使用的线性预测编码（LPC）就是参量编码当中最为常见的一种。
（二）波形编码波形编码在语音编码方法中是最常见的一种，是指通过模拟语音波形的采样，然后量化采样的幅度，对其进行二进制编码。
解码器作数模变化之后，低通滤波器会由现在的模式改变为原始模拟语音波形，以上为线性编码调制，也被称之为脉冲编码调制。
可以通过自动适应预测、样值差分和非线性量化等方法实现数据的压缩。
波形编码的最终目的是尽量使原始波形与解码器所恢复的模拟信号相一致，也就是将失真降到最小。
波形编码可以称之为是最简单的方法，数码率相对较高，比较容易达到，当数码频率小于16kbit音质很差，数码频率小于32kbit 音质会逐渐降低，数码频率为32kbit—64 kbit其音质最优。
GSM数字移动通信系统语音信源编解码技术
GSM数字移动通信系统语音信源编解码技术王红军1，钟子发1，陈润洁2（1电子工程学院,安徽合肥230037；2合肥通用所,安徽合肥230031）摘要：依据GSM协议，介绍了GSM系统所采用的语音信源RPE-LTP(规则码激励长期预测)编码技术，详细阐述了相应的信源解码模型和解码算法，并在工程实现中对算法性能进行了大量的测试，验证了解码模型的可行性和算法的有效性。
关键词：GSM；信源编码；信源解码；RPE-LTP一、引言GSM(Global System for Mobile Communication)数字移动通信系统中的核心问题是有效性、可靠性和安全性。
信源编码解决的是有效性。
由于移动通信属于无线通信，在无线通信中有效性的要求更加突出，这是因为无线信道的频率资源是有限的。
提高移动通信的有效性可以在不同的层次来实现，本文着重讨论在物理层的实现技术。
信源编码是产生信源数据的源头，利用信源的统计特性，解除信源的相关性，去掉信源多余的冗余信息，以达到压缩信源信息率，提高系统有效性的目的。
在GSM移动通信系统中，语音信源编码是为了保障语音通信的有效性。
本文在完成对语音编解码分析的基础上，工程实现了语音解码技术，技术的突破点就在于解码算法的实际工程应用。
二、GSM语音信源编码技术分析［１，２］GSM数字移动通信系统采用13kbit/s RPE-LTP语音编码技术，包括预处理、线性预测编码（LPC）分析、短时分析滤波、长时预测和规则码激励编码等5个主要部分，如图1所示。
1预处理首先用8k H z采样频率对输入的模拟语音信号进行采样得到离散话语音信号S 0(n)，滤除S(n)中的直流分量，得到S0f(n);其次采用一阶有限冲激响应（FIR）滤波器进行高频预加重，得到信号S(n)，加重的目的是加强语音谱中的高频共振峰，使语音短时谱及线性预测LPC分析中余数谱变得更平坦，从而提高谱参数估值的精确性。
2LPC分析将信号S(n)的每160个样点（20ms）分为一帧，每帧计算出8个LPC反射系数r(i),i=1，2，…，8。
GSM数字移动通信系统语音信源编解码技术
GSM数字移动通信系统语音信源编解码技术
王红军;钟子发;陈润洁
【期刊名称】《电讯技术》
【年(卷),期】2004(44)1
【摘要】依据GSM协议,介绍了GSM系统所采用的语音信源RPE-LTP(规则码激励长期预测)编码技术,详细阐述了相应的信源解码模型和解码算法,并在工程实现中对算法性能进行了大量的测试,验证了解码模型的可行性和算法的有效性.
【总页数】5页(P25-29)
【作者】王红军;钟子发;陈润洁
【作者单位】电子工程学院,安徽,合肥,230037;电子工程学院,安徽,合肥,230037;合肥通用所,安徽,合肥,230031
【正文语种】中文
【中图分类】TN912.3
【相关文献】
1.铁路综合数字移动通信系统(GSM-R)和GSM-R的清频工作 [J], 赵强
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6.3.216移动通信中的语音编码技术
2
EDITED BY LIUJUN
2. 基本语音编码技术
波形编码、声源编码和混合编码
3
EDITED BY LIUJUN
波形编码
➢特性 ✓高保真度 ✓较高编码速率 ✓16～64kb/s
➢一般处理过程
✓取样 ✓量化 ✓编码
➢优点 ✓适用很宽范围的语音特性 ✓抗干扰性能强 ✓技术复杂度低，费用中等
➢典型方案 ✓PCM、DPCM、ADPCM ✓DM、CVSDM ✓ATC、SBC、APC
1. 语音编码基本概念
移动信道带宽有限，数字通信的PCM编码输出的编码速率不能满足移动通 信的要求
移动通信语音编码的目标是高质量、低速率的话音编码技术 可直接影响到数字移动通信系统的通信质量、频谱利用率和系统容量
1
EDITED BY LIUJUN
移动通信中语音编码要求
速率较低，纯编码速率应低于16kb/s 在一定编码速率下话音质量应尽可能高 编解码时延应短，应控制在几十毫秒之内 在强噪声环境中，应具有较好的抗误码性能，从而保证较好的话音质量 算法复杂程度适中，应易于大规模电路集成
5
EDITED BY LIUJUN
混合编码
➢特性 ✓基于参量编码和 波形编码的优点 ✓4～16kb/s
➢优点
✓ 4～16kb/s 时，语音质量 达到商用语音 通信标准
➢典型方案 ✓REP-LTP（GSM， 13kb/s ） ✓VSELP ✓CELP （CDMA， 1.2kb/s ，2.4kb/s， 4.8kb/s ，9.6kb/s ）
7
EDITED BY LIUJUN
小结
什么是语音编码技术？解决什么问题？ 基本的语音编码技术有哪些？ 你了解哪些移动通信系统中的语音编码技术？
数字通信中的语音编码技术
数字通信中的语音编码技术数字通信技术是当前社会中应用最为广泛的一种通信方式，我们平时使用的手机、电脑、电视等都是基于数字通信技术实现的。
而在数字通信领域中，语音编码技术是其中非常重要的一个领域。
本文将会对数字通信中的语音编码技术进行详细介绍，包括其概念、应用和实现原理等方面。
一、语音编码技术概述语音编码是一种将人类语音转换成数字信号的技术。
正常人类语音每秒钟会有约25帧的语音信号，每帧包含了很多信息。
如果在数字通信系统中直接把语音信号传输，将会占用很大的带宽，造成通信的负担。
因此，对于数字通信系统来说，我们需要对语音信号进行压缩和编码处理，以便于在数据传输过程中占用更少的带宽，从而提高通信效率。
语音编码技术主要有两个阶段，即语音信号的采样和量化和语音信号的压缩编码。
采样和量化是指将语音信号转化为数字信号，并对数字信号的每一个样本进行一定的量化。
而压缩编码则是将量化后的语音信号进行编码，使其占用更少的位数，从而实现带宽压缩并提高通信效率。
语音编码技术的主要应用领域是手机通信和VOIP（网络电话），手机通信是我们日常生活中必不可少的通信方式之一。
由于手机的通信信道有限，因此需要对语音信号进行压缩编码以节省通信资源，从而实现高清晰度的通话。
而VOIP则是在互联网上进行语音通话的技术，也需要使用语音编码技术实现高质量的通话。
二、语音编码技术的实现原理语音编码技术的实现原理涉及到数字信号处理、信息论和信号处理等多个方面。
具体来说，语音编码技术的实现主要包括以下几个步骤：1、语音信号的采样和量化。
语音信号的采样和量化将模拟语音信号转换为数字信号。
在这一步骤中，对于语音信号的每一个样本进行一定的量化，将其表示为二进制数，以实现数字化信号的传输、处理和存储。
2、语音信号的预处理。
为了提高语音信号的编码效果，需要对语音信号进行预处理。
主要有高通滤波、分帧、时域抖动平滑等处理方式。
预处理的目的主要是消除语音信号中不必要的信息，以减少编码后的数据量。
GSM全速率语音编码算法分析及DSP实现
GSM全速率语音编码算法分析及DSP实现
何琴;李小文
【期刊名称】《计算机应用与软件》
【年(卷),期】2008(025)011
【摘要】通过分析GSM全速率语音编码算法(RPE-LTP)的原理和特征,在实际应用中提出优化算法的两种方法.采用ADPCM改进算法的规则脉冲编码部分,使编码速率从13Kbit/s降为9Kbit/s;根据TMS320C55x DSP的特点,通过使用程序级别优化、去除不必要函数调用、优化判断语句等方法进行了代码优化.优化后算法的运算速度是19.63MCPS,需要11.9KW 的程序空间和6.8KW 的数据空间.从实验结果看,经优化后的程序在内存占用和运算复杂度方面都达到了预期目标,语音信号经编码器编码解码之后失真很小.
【总页数】3页(P123-124,175)
【作者】何琴;李小文
【作者单位】重庆邮电大学计算机科学与技术学院,重庆,400065;重庆邮电大学【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.2.4kbps MELP低速率语音编码算法的DSP实现 [J], 曾芳;赵继勇;刘亚峰
2.2．4kbps MELP低速率语音编码算法的DSP实现 [J], 曹芳;赵继勇;刘亚峰
3.基于DSP的甚低速率语音编码算法及其实现 [J], 赵继勇;曹芳;梁妙元;刘亚峰
4.GSM全速率语音编码中Schur递归算法的FPGA实现 [J], 胡建新;易清明
5.GSM全速率语音编码中Schur递归算法的FPGA实现 [J], 胡建新;易清明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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GSM移动通信系统的语音编码技术研究Speech Coding Techniques of GSM Mobile CommunicationSystem目录内容摘要 (I)Abstract............................................................................................................................... I I 第一章引言 .. (1)第二章GSM移动通信系统 (2)§2.1 GSM移动通信系统简介 (2)§2.2 GSM移动通信系统的总体结构 (2)§2.2.1 移动台（Mobile Station） (2)§2.2.2 基站子系统BSS(Base Station Sub-system) (2)§2.2.3 网络子系统NSS（Network Sub-system） (2)§2.2.4 操作支持子系统OSS(Operations Sub-system) (3)第三章GSM系统的语音编码简介 (4)第四章语音编码的发展现状 (5)第五章语音编码质量的评定 (7)§5.1 客观评定方法 (7)§5.2 主观评定方法 (7)§6.1 语音编码技术的分类 (8)§6.1.1 波形编码 (8)§6.1.2 声码器 (9)§6.1.3 混合编码 (10)§6.2 分析GSM系统中的语音编码技术—多脉冲激励LPC (10)§6.2.1 多脉冲激励LPC编码器的组成 (11)§6.2.2 编码过程 (11)§6.2.3 多脉冲激励LPC译码器的组成 (11)第七章语音编码芯片 (12)第八章语音编码技术进展 (13)结束语 (14)参考文献 (15)致谢 (16)内容摘要由于GSM系统的技术成熟、管理灵活、完善的技术规范，在欧洲取得很大的成功之后，在世界上许多国家更是得到广泛的应用，已成为陆地公用移动通信系统的主要系统。
而GSM系统中语音编码是很重要的，因为语音编码往往决定了接受到的语音质量和系统的容量。
在移动通信系统中，信道带宽始终是一个突出的问题。
因此，业务提供商面临的问题是：如何在有限的可分配的带宽内容纳更多的用户？由此可见GSM移动电话系统中语音编码技术仍然有广泛的前景。
现代通信的重要标志是实现数字化，而要实现数字化首先得把模拟信号变换成为数字信号，这种变换对语音信号来说就是语音编码。
为了提高语音编码和语音信号数字传输的有效性，通常还要进行语音压缩编码，这就是本文要讨论的中心课题。
关键词: GSM，编码技术，语音编码，参量编码AbstractBecause of its technical maturity, flexible management and good technical norms, the GSM system has been used widely in many countries after it achieved great success in Europe. And now it has become a common system for mobile communications system all over the world. GSM voice-coding system is very important because voice-coding often sees the decision of voice quality and system capacity. In the mobile communication system, channel bandwidth is a prominent problem. Therefore, the business providers face a problem is that how can the limited distribution of the bandwidth satisfy more customers? So GSM mobile telephone system voice coding technology is a broad prospect. An important indicator in modern communications is digital. In order to transform analog signals into digital signals, which transformation of the speech signal example is called speech code .To improve speech coding and voice signals in the validity of digital transmission, voice must be coded, which is the central issue in the paperKey words: GSM，Coding technology，Voice coding，Parameter coding第一章引言移动通信发展到现在，经历了由模拟到数字的变化，早期的移动通信系统是AMPS和ETACS为代表的模拟移动通信系统。
90年代，随着移动通信拥护数量的增加，用户对跨地区，跨国漫游以及各种增值服务要求也随之增加，同时数字通信技术发展也日趋成熟，欧洲的移动通信运营商开始考虑发展一种新型的数字移动通信系统，由于数字通信系统的优点，如：频谱效率高、容量大、业务种类多、保密性好、话音质量好、网络管理能力强等，使得数字通信网得到迅猛发展。
特别是GSM 系统，技术成熟、管理灵活、有完善的技术规范，在欧洲取得很大的成功之后，在世界上许多国家更是得到广泛的应用，已成为陆地公用移动通信的主要系统[3]。
在移动系统中，语音编码是很重要的，因为语音编码往往决定了接受到的语音质量和系统的容量[5]。
由于大容量通信信道的引入，一段时间内曾认为语音压缩技术已经没有研究的必要，因为语音压缩相对于光纤信道容量来说已经微不足道。
实际上，光纤信道目前也只是在骨干网上得到应用，在接入网及支线的大规模应用仍需要一定的时间。
另外，在移动通信系统中，信道带宽始终是一个突出的问题。
因此，业务提供商面临的问题是：如何在有限的可分配的带宽内容纳更多的用户。
由此可见GSM移动电话系统中，低速率语音编码技术仍然有广泛的应用前景。
在编码器能够传送高质量语音的前提下，如果比特率低，就能够在一定的带宽内容纳更多的语音通道。
第二章GSM移动通信系统§2.1 GSM移动通信系统简介GSM全称数字蜂窝移动通信系统(Global System for Mobile Communication )，俗称“全球通”，目前我国的移动通信网就是以GSM系统为基础的移动网络系统。
它依照欧洲通信标准化委员会(ETSI)制定的GSM规范研制而成，是第二代移动通信技术（2G）。
其开发目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。
§2.2 GSM移动通信系统的总体结构GSM移动通信系统是一种典型的基于TDMA的数字蜂窝移动通信系统，总体结构由以下功能单元组成[10]：§2.2.1 移动台（Mobile Station）它包括移动设备(ME)和用户识别模块(SIM)。
根据业务的状况，移动设备可包括移动终端(MT)，终端适配功能(TAF)和终端设备(TE)等功能部件。
§2.2.2 基站子系统BSS(Base Station Sub-system)1) 基站(BTS)：为一个小区服务的无线收发信设备。
2) 基站控制器(BSC):具有对一个或多个BTS进行控制以及相应呼叫控制的功能，BSC以及相应的BTS组成了BSS(基站子系统)。
BSS是在一定的无线覆盖区中，由移动业务交换中心(MSC)控制，与MS进行通信的系统设备。
a. 接口管理b. BTS－BSC之间的地面信道管理c. 无线参数及无线资源管理d. 测量和统计e. 切换3) 基站发信台(BTS)：受控于基站控制器(BSC)，属于基站子系统(BSS)的无线部分，服务于某小区的无线收发信设备，实现BTS与移动台(MS)空中接口的功能。
BTS主要分为基带单元、载频单元和控制单元三部分。
基带单元主要用于话音和数据速率适配以及信道编码等；载频单元主要用于调制/解调与发射机/接收机间的耦合；控制单元则用于BTS的操作与维护。
BTS中存储编码算法A5和密钥Kc，用于解密接收到的密文形式的用户数据和信令数据（包括解密）。
§2.2.3 网络子系统NSS（Network Sub-system）1）移动业务交换中心(MSC)：对于位于它管辖区域中的移动台进行控制交换的功能实体。
2）拜访位置寄存器(VLR)：MSC为所管辖区域中MS的呼叫接续，所需检索信息的数据库。
VLR存储与呼叫处理有关的一些数据，例如用户的号码，所处位置区的识别，向用户提供的服务等参数。
3)归属位置寄存器(HLR)：管理部门用于移动用户管理的数据库。
每个移动用户都应在其归属位置寄存器注册登记。
HLR主要存储两类信息，有关用户的参数和有关用户目前所处位置的信息。
4)设备识别寄存器(EIR)：存储有关移动台设备参数的数据库。
主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能。
5)鉴权中心(AUC)：认证移动用户的身份和产生相应鉴权参数(随机数RAND，符号响应SRES，密钥Kc)的功能实体。
§2.2.4 操作支持子系统OSS(Operations Sub-system)操作维护系统中的各功能实体。
依据厂家的实现方式可分为无线子系统的操作维护中心(OMC-R)和交换子系统的操作维护中心(OMC-S)。
GSM系统可通过MSC实现与多种网络的互通，包括PSTN、ISDN、PLMN和PSPDN。
以上是GSM的四个分系统，各分系统之间都有定义明确且详细的标准化接口方案，保证任何厂商提供的GSM系统设备可以互连。
同时，GSM系统与各种公用通信网之间也都详细定义了标准接口规范，使GSM系统可以与各种公用通信网实现互连互通。
GSM系统除了可以开放基本的话音业务外，还可以开放各种承载业务、补充业务以及与ISDN 相关的各种业务。