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設(shè)圖4.4中，內(nèi)環(huán)上8個相量的振幅為Al，外環(huán)上8個相量的振幅為A2。設(shè)在第K－1個碼元取樣時刻接收信號的振幅樣值為ZK-1，相位樣值為qK-1，則解調(diào)器需根據(jù)ZK-1和ZK來判定信號振幅是否發(fā)生了很大變化，以便確定當(dāng)前碼元的第一個比特是否為“1”。

4.2 語音編碼技術(shù)

4.2.1 概述

語音編碼為信源編碼，其目的是為了把模擬語音轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號以便在信道中傳輸，語音編碼技術(shù)在移動通信系統(tǒng)中與調(diào)制技術(shù)直接決定了系統(tǒng)的頻譜利用率。在移動通信中，節(jié)省頻譜是至關(guān)重要的，移動通信中對語音編碼技術(shù)的研究目的是在保證一定的話音質(zhì)量的前提下，盡可能地降低語音碼的比特率。

語音編碼技術(shù)通常分為三類：波形編碼、參量編碼和混合編碼。
脈沖編碼調(diào)制PCM和增量調(diào)制AM是波形編碼的代表，波形編碼直接對模擬語音取樣、量化，并用代碼表示。波形編碼的比特率一般在16kbit／s至64kbit／s之間，它有較好的話音質(zhì)量與成熟的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法。

參量編碼又稱聲源編碼，它是以發(fā)音機(jī)制的模型作為基礎(chǔ)，用一套模擬聲帶頻譜特性的濾波器系數(shù)和若干聲源參數(shù)來描述這個模型，在發(fā)送端從模擬語音信號中提取各個特征參量并進(jìn)行量化編碼。這種編碼的特點(diǎn)是語音編碼速率較低，基本上在2kbit／s---4.8kbit／s之間，語音的可懂度較好，但有明顯的失真。

混合編碼是近年來提出的一類新的語音編碼技術(shù)，它將波形編碼和參量編碼結(jié)合起來，力 圖保持波形編碼話音的高質(zhì)量與參量編碼話碼的低速率�；旌暇幋a數(shù)字語音信號中既包括若 干語音特征參量又包括部分波形編碼信息。其比特率一般在4kbit/s---16kbit/s。
那么，什么樣的語音編碼技術(shù)適用于無線移動通信呢? 這主要取決于無線移動信道的條件。由于頻率資源十分有限，所以要求編碼信號的速率較低，由于移動信道的傳播條件惡劣，因而編碼算法應(yīng)有較好的抗誤碼能力。另外，從用戶的角度出發(fā)，還應(yīng)有較好的語音質(zhì)量和較短的時延。歸納起來，移動通信對數(shù)字語音編碼的要求如下： 
速率較低，純編碼速率應(yīng)低于16kbit／S；
在一定編碼速率下音質(zhì)應(yīng)盡可能高；
編碼時延應(yīng)較短，控制在幾十毫秒以內(nèi)；
在強(qiáng)噪聲環(huán)境中，算法應(yīng)具有較好的抗誤碼性能，以保持較好的話音質(zhì)量；
算法復(fù)雜程度適中，易于大規(guī)模集成。

GSM所用的語音編碼是(RPE—LTP)，規(guī)則碼激勵長期預(yù)測編碼就是一種混合編碼技術(shù)，其純碼速率為13kbit／S，語音質(zhì)量MOS得分可達(dá)4.0。

本節(jié)將介紹一種更新的語音編碼技術(shù)一向量和激勵線性預(yù)測編碼VSELP(Vector Sum Excited Linear Prediction)，它是美國數(shù)字蜂窩所使用的語音編碼技術(shù)，其純碼速率為4.8kbit／S，語音質(zhì)量MOS得分可達(dá)3.5。

4.2.2 矢量和激勵線性預(yù)測編碼

矢量和激勵線性預(yù)測編碼(VSELP)屬于通稱為碼激勵線性預(yù)測(CELP)的編碼類型(也
稱為矢量激勵或隨機(jī)激勵)。VSELP語音編碼器可以利用合理的計(jì)算復(fù)雜性達(dá)到最高的可能的語音質(zhì)量，同時提供給信道誤差韌性，這些目標(biāo)對于遠(yuǎn)程通信應(yīng)用中的公認(rèn)的低數(shù)據(jù)率(4.8 --- 8kpbs)語音編碼至關(guān)重要。
VSELP語音編碼器通過有效利用構(gòu)造的激勵碼本達(dá)到上述目標(biāo)，這種結(jié)構(gòu)的激勵碼本降低了計(jì)算的復(fù)雜性并提高了對信道誤差的韌性，兩個VSELP激勵碼本便可以達(dá)到上述性能，同時也使用了可以達(dá)到高編碼效率的新型增益量化器，并且具有對信道誤差的韌性。新型的適應(yīng)前／后置濾波器的設(shè)計(jì)提高了重建的語音質(zhì)量。
本節(jié)針對8kbps和4.8kbps兩個VSELP編碼器的實(shí)例展開。

圖4.5是VSELP語音的解碼器的方框圖。VSELP codec總共利用三個激勵源，其一來自長項(xiàng)(節(jié)距)預(yù)測狀態(tài)或適應(yīng)性碼本；其余的源來自VSELP激勵碼本之一或之二。

對于8kbps編碼器采用兩個VSELP碼本，每個碼本包含的信息量相當(dāng)于128個矢量；而4.8kbps的編碼器僅利用一個VSELP碼本，包含相當(dāng)于2048個矢量的信息量。這兩個或三個激勵源與它們相應(yīng)的增益相乘，并求和以出組合的激勵序列ex(n)，處理完每一子幀后，ex(n)用于更新長項(xiàng)濾波器狀態(tài)，合成濾波器是直接十階全極點(diǎn)濾波器，LPC系數(shù)每20ms幀編碼一次，通過內(nèi)插(對8kbps系統(tǒng))每5ms子幀更新一次，激勵參數(shù)每子幀內(nèi)也更新。

4.8kbps系統(tǒng)利用幀長為30ms，子幀長為7.5ms，子幀內(nèi)一采樣數(shù)分別為：8kpbs為40，4.8kpbs為60，采樣率為8kHz。節(jié)距(pitch)前置濾波器和頻譜后置濾波器用于提高重建的語音質(zhì)量。

圖4.5 VSELP語音解碼器

表4.2和表4.3表示8kbps和4.8kbps的VSEIP編碼器的字段分配。十個LPC系數(shù)利用反射系數(shù)的標(biāo)量量化編碼；表示每幀平均語音能量的Sq也每幀編碼一次；激勵增益作矢量量化，對于8kbps系統(tǒng)為每子幀8bit(GS-P0-Pl代碼)，而對于4.8kbps系數(shù)為7位(Gs-P。代碼)。

表4.3 8kbps編碼器的字段分配

表4.4 4.8kbps編碼器的字段分配