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CDMA系统的语音编码技术

            语音编码包括波形编码、参数编码(声码器)和波形、参数的混合编码。波形编码是传统的语音编码方式,它以再现波形为目的。例如脉冲编码调制(PCM) 是一种简单而又广泛应用的波形编码技术,语音信号经过取样、量化和编码三个流程,取样 频率为8kHz,每个样值用8bit表示,因此传输一路语音的速率需64kbit/so使用动态压缩技 术后,即自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)也需要32kbit/so因此,它们不适用于移动 通信系统。
            参数编码是以人类语言生成模型为基础,分析表征语音激励源和声道等特征参数,并且 只要传输这些参数,在接收端根据参数来合成恢复语音信号。显然,其传输速率可以降低, 但语音质量较低,因此单纯参数编码的语音质量很难满足蜂窝网移动通信的要求。20世纪 80年代后期,综合了上述两种方式进行混合编码的技术被广泛采用,它兼顾了高质量的波 形编码的准则和高效参数传输与合成技术。
            上述三种语音编码器的速率如图4-49所示。图中示出在不同的速率下,可以得到不同等级的语音质量。质量的等级分别为广播质量、长途质量(有线通信)、通信质量(无线通 信)与合成质量(声码器)。
            广播质量是指一个宽带(由。~7000Hz)及无可察觉噪声的高质量语音,所需数据率超 过64kbit/so长途质量是指从长途电话网所听到的语音质量,其频带为300 - 3400Hz (有的 国家是200 ^3200Hz),信噪比大于或等于30dB,谐波失真低于或等于2%~3%。在数字化 蜂窝系统中釆用混合编码器,其速率在4~13kbit/s之间。例如,在GSM系统中,釆用规则 脉冲激励长时预测线性预测编码(RPE-LTP-LPC)的编码器速率为13kbit/s,在Q -CD. MA系统中采用的码本激励线性预测编码(CELP)最高速率为8kbit/s。
            在Q-CDMA系统中,还有一种语音插空技术,釆用可变速率语音编码,以提高系统的 容量。
            在双工通信方式中,通话时一方在听话期间,发送链路基本空闲。即使是在讲话期间, 也有停顿或空闲。根据统计,实际链路上传输语音的时间仅占整个通话时间的30% -40%, 这被称为激活系数,约0.3~0.4。

            利用数字语音插空技术(DSI),即发端话音识别器检测是否有话音,决定是否分配信 道。理论上讲,有语音时分配信道,无语音时,系统收回信道。在FDMA或TDMA系统中, 需要做到有语音时,系统给它分配信道或时隙,这种情况实现起来既不经济又较复杂。在 CDMA系统中,相对来说,更便于利用语音插空技术,即将DSI与可变速率语音编码结合起 来,从而获得通信容量的增加。码分多址系统是一种干扰受限系统,其容量与其用户产生的干扰密切相关。系统中一个 占用链路的用户在语音空隙期间对其他用户将不造成干扰,即背景噪声(干扰)将降低, 接收端的信干比能提高,或者表明系统还可以允许新的用户接入,增加系统容量。为了充分 发挥这种软容量特性,在Q - CDMA系统中,釆用可变速率语音编码器,提供8kbit/s. 4kbit/s、2kbit/s和1 kbit/s 4种速率,以适应不同的传输要求。