【摘 要】為提高移動(dòng)通信系統(tǒng)的抗干擾能力和抗衰弱能力，移動(dòng)通信采取了多種有效的技術(shù)措施，而語(yǔ)音編碼技術(shù)就是其中非常重要的一種。本文對(duì)移動(dòng)通信中的語(yǔ)音編碼技術(shù)做出如下論述。

【關(guān)鍵詞】語(yǔ)音編碼 移動(dòng)通信 技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，移動(dòng)通信技術(shù)已成為人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾M成部分。為了提高數(shù)字移動(dòng)通信中頻帶的使用率，我們通常使用的是調(diào)控解調(diào)技術(shù)和無(wú)線線路控制，在此基礎(chǔ)上我們也可以使用語(yǔ)音編碼技術(shù)，科學(xué)有效的去除數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)中存在的語(yǔ)音冗余，達(dá)到維護(hù)優(yōu)質(zhì)編碼的目的。

一、語(yǔ)音編碼技術(shù)的種類

（一）參數(shù)編碼

參數(shù)編碼就是人們口中常說(shuō)的聲碼器。其主要工作原理是通過將頻率域內(nèi)的信源信號(hào)或其他正交變化域內(nèi)信源信號(hào)中的特征參量進(jìn)行提取。然后通過對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的處理和轉(zhuǎn)換，將其變成易于傳輸?shù)臄?shù)字代碼，進(jìn)而完成傳輸工作。相同的道理，參數(shù)解碼則是將系統(tǒng)所接受到了數(shù)字序列經(jīng)過系統(tǒng)的處理和轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)變成為與之相對(duì)應(yīng)的特征參量，并依靠所轉(zhuǎn)變出的特征參量對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行重建。這種算法的最大優(yōu)點(diǎn)就是其并不依賴于所輸入語(yǔ)音的原始波形，而是能夠根據(jù)其使用者（人類）的聽覺特性來(lái)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，進(jìn)而保證所解碼的語(yǔ)音在任何時(shí)候能夠具有一定的清晰度，便于使用者的理解和使用。目前所普遍使用的線性預(yù)測(cè)編碼（LPC）就是參量編碼當(dāng)中最為常見的一種。

（二）波形編碼

波形編碼在語(yǔ)音編碼方法中是最常見的一種，是指通過模擬語(yǔ)音波形的采樣，然后量化采樣的幅度，對(duì)其進(jìn)行二進(jìn)制編碼。解碼器作數(shù)模變化之后，低通濾波器會(huì)由現(xiàn)在的模式改變?yōu)樵寄M語(yǔ)音波形，以上為線性編碼調(diào)制，也被稱之為脈沖編碼調(diào)制?？梢酝ㄟ^自動(dòng)適應(yīng)預(yù)測(cè)、樣值差分和非線性量化等方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮。波形編碼的最終目的是盡量使原始波形與解碼器所恢復(fù)的模擬信號(hào)相一致，也就是將失真降到最小。波形編碼可以稱之為是最簡(jiǎn)單的方法，數(shù)碼率相對(duì)較高，比較容易達(dá)到，當(dāng)數(shù)碼頻率小于16kbit音質(zhì)很差，數(shù)碼頻率小于32kbit音質(zhì)會(huì)逐漸降低，數(shù)碼頻率為32kbit—64 kbit其音質(zhì)最優(yōu)。所以，在普通信號(hào)寬帶通信中波形編碼被有效利用，目前的移動(dòng)通信中頻率資源是非常緊張的，顯然波形編碼并適合。波形編碼技術(shù)包括自適應(yīng)差分編碼、脈沖編碼調(diào)制、增量調(diào)制等。

（三）混合編碼

混合編碼是語(yǔ)音編碼方法當(dāng)中相對(duì)困難的一種方法，其主要工作原理就是將參數(shù)編碼與波形編碼兩者相結(jié)合，去糟取精擇兩者之優(yōu)而用。在此基礎(chǔ)之上，混合編碼相對(duì)于參數(shù)編碼和波形編碼而言其音質(zhì)更好一些，當(dāng)然其復(fù)雜程度與技術(shù)含量也更高一些，正因如此筆者才會(huì)將混合編碼定位于編碼程序當(dāng)中相對(duì)困難的依據(jù)。目前，規(guī)劃脈沖、碼本脈沖以及多脈沖激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼等技術(shù)都是混合編碼工作當(dāng)中的主流技術(shù)。

二、語(yǔ)音編碼技術(shù)在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)展

（一）窄帶CDMA系統(tǒng)中的激勵(lì)和矢量LPC編碼

目前，美國(guó)的語(yǔ)音編碼技術(shù)是較為先進(jìn)的，其所使用的矢量預(yù)測(cè)和線性預(yù)測(cè)是構(gòu)成其數(shù)字窩蜂系統(tǒng)的主要編碼方式。在該編碼系統(tǒng)當(dāng)中，所使用的矢量預(yù)測(cè)和線性預(yù)測(cè)的數(shù)字信息速率為4.8kbit/s，這在很大程度上提高了語(yǔ)音通話的質(zhì)量。其通過脈沖編碼調(diào)制技術(shù)將語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，然后將數(shù)字信號(hào)輸入到編碼器，在編碼器當(dāng)中采用線性預(yù)測(cè)分析法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的分析，得到預(yù)測(cè)參數(shù)，進(jìn)而得到具有逆特性的濾波器。接著以濾波器為標(biāo)準(zhǔn)將聲源信號(hào)當(dāng)中的聲道特性去除，并得出殘差波形。通過殘差波形與碼本當(dāng)中的各矢量模塊進(jìn)行加權(quán)組合，從而得出殘差矢量。

（二）移動(dòng)通信系統(tǒng)中的RPE-LTP

移動(dòng)通信的第一代系統(tǒng)所使用的是FDMA模擬蜂窩系統(tǒng)，然而由于該系統(tǒng)的系統(tǒng)容量小、頻帶利用率低、業(yè)務(wù)種類有限等多種弊端，使其極大程度上的限制了移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展水平。為此第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)很快的就取代了第一代通信系統(tǒng)。相對(duì)于第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)而言，第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用水平得到了顯著的提高，其將所使用的系統(tǒng)更換為數(shù)字窩蜂系統(tǒng)，混合編碼技術(shù)也成為了該系統(tǒng)當(dāng)中的語(yǔ)音編碼方式。另外根據(jù)所使用的激勵(lì)源不同，第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)還將其編碼方案進(jìn)行了優(yōu)化和處理。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)所使用的語(yǔ)音編碼方案是以相位間隔相等、幅度優(yōu)化的規(guī)則脈沖信號(hào)作為激勵(lì)源的，這使得所使用的混合波形信號(hào)最大程度的接近原始信號(hào)。此種方法在結(jié)合長(zhǎng)期的預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，有效的降低了編碼的速率和信號(hào)的多余度，同時(shí)此種方法具有語(yǔ)音質(zhì)量高、計(jì)算量適中、易于硬件化和計(jì)算簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。

（三）G系統(tǒng)中的VMR-WB編解碼器

WCDMA和GSM系統(tǒng)中使用的多速率編碼器為窄帶的AMR，由于其受到帶寬的限制，在語(yǔ)音處理中方面還是存在一些問題的。當(dāng)寬帶AMR音頻帶寬達(dá)到7KHz，采樣頻率達(dá)到16KHz時(shí)，其語(yǔ)音的音樂和自然度，尤其是在免提電話中，窄帶語(yǔ)音編解碼器會(huì)得到很大的改變。最初的GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)定義的寬帶編碼器為AMR—WB，現(xiàn)已被擴(kuò)展為有線系統(tǒng)。AMR—WB的計(jì)量強(qiáng)度較大，因此，應(yīng)充分的使用DSP處理能力。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著研發(fā)工作的不斷深入，在語(yǔ)音編碼技術(shù)中也在引進(jìn)高階統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)、多精度時(shí)頻分析技術(shù)和非線性預(yù)測(cè)等新分析技術(shù)。預(yù)計(jì)以上這些技術(shù)更能貼近于人耳的特性，最真實(shí)的分析與合成出最真實(shí)的語(yǔ)音，使編譯碼工作最大化接近于人們的聽覺器官處理方式，實(shí)現(xiàn)低速率語(yǔ)音編研究工作的新突破。

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