【摘要】：無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)遍布世界各地,已經(jīng)成為一種應(yīng)用廣泛的基礎(chǔ)設(shè)施,擴(kuò)展該基礎(chǔ)設(shè)施的服務(wù)和功能也就變得非常有必要和意義。通過(guò)研究語(yǔ)音信道上的數(shù)據(jù)傳輸,可以實(shí)現(xiàn)在語(yǔ)音信道上傳輸語(yǔ)音和數(shù)據(jù),也為語(yǔ)音保密通信奠定了研究基礎(chǔ)。由于語(yǔ)音信道上聲碼器的存在,限制了在其信道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)需具備語(yǔ)音的特性,因此在傳輸前需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行類語(yǔ)音調(diào)制處理�，F(xiàn)有的類語(yǔ)音調(diào)制算法可以分為兩個(gè)方向:利用調(diào)制方式,將數(shù)據(jù)調(diào)制成適合在語(yǔ)音信道中傳輸?shù)念愓Z(yǔ)音信號(hào);根據(jù)映射關(guān)系,將數(shù)據(jù)映射成一一對(duì)應(yīng)的類語(yǔ)音符號(hào)。本文根據(jù)調(diào)制算法思想設(shè)計(jì)了語(yǔ)音信道數(shù)據(jù)傳輸算法,并利用算法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在語(yǔ)音信道上傳輸?shù)姆抡妗Ｍㄟ^(guò)分析語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形,語(yǔ)音信號(hào)由多個(gè)不同頻率正弦波的疊加以及小額噪聲構(gòu)成,因此可以利用正交頻分復(fù)用調(diào)制算法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)到類語(yǔ)音信號(hào)的轉(zhuǎn)變。正交頻分復(fù)用算法將信道劃分為若干個(gè)頻率較窄的子信道,數(shù)據(jù)也轉(zhuǎn)換為相應(yīng)子信道數(shù)目、并行的低速數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)在每個(gè)子信道上采用不同頻率的載波調(diào)制,然后利用逆快速傅里葉變換實(shí)現(xiàn)信號(hào)從頻域到時(shí)域的轉(zhuǎn)換,并對(duì)信號(hào)進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換合成類語(yǔ)音信號(hào)。此外,采用快速傅里葉變換實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)插,可以使已調(diào)信號(hào)在波形上與語(yǔ)音信號(hào)相像。通過(guò)仿真發(fā)現(xiàn)該算法可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在某些特定的聲碼器上具有較好的傳輸性能,并且糾錯(cuò)碼能夠很好地改善數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率。但是該算法并不能滿足數(shù)據(jù)在所有的聲碼器上穩(wěn)健性傳輸,因此需要設(shè)計(jì)一種滿足非特定的語(yǔ)音信道的類語(yǔ)音調(diào)制算法。利用傳統(tǒng)的數(shù)字調(diào)制方式,通過(guò)采用合適的載波參數(shù)以及調(diào)制方式能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)在語(yǔ)音信道上的穩(wěn)健性傳輸,所以在考慮非特定以及多個(gè)聲碼器級(jí)聯(lián)的情況下,可以采用該思想進(jìn)行類語(yǔ)音調(diào)制算法設(shè)計(jì)。首先分析語(yǔ)音信道對(duì)不同頻率正弦信號(hào)的頻率響應(yīng),選擇出頻率響應(yīng)較適宜的載波頻率范圍,然后通過(guò)選擇合適的參數(shù)以及調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在語(yǔ)音信道上的穩(wěn)健性傳輸,即Hermes算法。利用轉(zhuǎn)碼處理實(shí)現(xiàn)已調(diào)信號(hào)具有固定的基音頻率。仿真發(fā)現(xiàn),該算法能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)在單個(gè)聲碼器上的穩(wěn)健性傳輸,并且在不同聲碼器級(jí)聯(lián)的情況下也具有較好的傳輸性能,滿足數(shù)據(jù)在語(yǔ)音信道上可靠傳輸?shù)囊�。在�?shù)據(jù)傳輸速率為2.4kb/s情況下,采用正交頻分復(fù)用類語(yǔ)音調(diào)制算法,在EFR聲碼器中,采用4QAM基帶調(diào)制,可以實(shí)現(xiàn)傳輸誤碼率為0.25%;在AMR編碼速率為12.2kb/s模式下,采用BPSK基帶調(diào)制,可以實(shí)現(xiàn)傳輸誤碼率為0.69%,加入糾錯(cuò)碼后的誤碼率為0.03%。由此可見,該算法能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)在編碼速率較高的聲碼器中穩(wěn)健性傳輸。采用Hermes算法,在數(shù)據(jù)傳輸速率為2kb/s情況下,數(shù)據(jù)在FR聲碼器中傳輸?shù)恼`碼率為0.01%,在AMR編碼速率為12.2kb/s模式聲碼器下,數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率為0.04%。此外該算法能夠在數(shù)據(jù)傳輸速率為2kb/s情況下,AMR編碼速率為12.2kb/s模式與EFR聲碼器級(jí)聯(lián)情況下的傳輸誤碼率為0.70%。因此,Hermes算法能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)在非特定聲碼器以及級(jí)聯(lián)聲碼器上的穩(wěn)健性傳輸。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN92
【圖文】：

語(yǔ)音信道上的傳輸路徑如圖 2.1 所示。首先人為產(chǎn)生對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行壓縮編碼處理，然后經(jīng)由無(wú)線信道將，在基站 1 處利用聲碼器對(duì)接收到的信息進(jìn)行解碼站 1 將接收到的信息再發(fā)送給所要到達(dá)的目的基站般是以 PCM 調(diào)制的明信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)腫26][27]�；� 音信號(hào)，然后利用聲碼器對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行壓縮編碼送給接收端。接收端對(duì)接收到的信息進(jìn)行解碼處理 GSM 系統(tǒng)中的語(yǔ)音傳輸是要經(jīng)過(guò)兩次編碼、兩次解

規(guī)則脈沖激勵(lì)進(jìn)行分析，完成對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的壓縮。在解碼端，通過(guò)接收到的參數(shù)，主要包括量化后的長(zhǎng)時(shí)重構(gòu)信號(hào)值、RPE 參數(shù)，算出當(dāng)前信號(hào)的短時(shí)殘差信號(hào)重構(gòu)值，然后對(duì)該值進(jìn)行一定的分析、濾波處理，并處理后的參數(shù)作為下一子幀的參數(shù)，從而形成環(huán)路反饋。RPE-LTP 語(yǔ)音編碼算法的簡(jiǎn)化編碼過(guò)程如圖 2.2 所示：

RPE-LTP語(yǔ)音編碼器解碼簡(jiǎn)化解碼框圖

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 周世健;齊宏飛;蔣睿;楊曉輝;;抗RPE-LTP壓縮編碼的語(yǔ)音加密算法[J];計(jì)算機(jī)工程;2008年13期

2 陳立全;胡愛群;徐青;楊曉輝;;一種抗RPE-LTP聲碼器壓縮的端到端數(shù)據(jù)傳輸方法[J];中國(guó)工程科學(xué);2007年12期

3 孫江勝,高振斌,韓月秋;第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)自適應(yīng)多速率編碼技術(shù)研究[J];河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2005年03期

4 陳群勝;基于密碼學(xué)的通信安全性——語(yǔ)音的數(shù)字加密方法[J];河南科學(xué);1998年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 唐旭;數(shù)字信號(hào)在語(yǔ)音信道中的傳輸算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

2 周嘉偉;自適應(yīng)多速率語(yǔ)音編碼算法的改進(jìn)和實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2013年

3 蒙婕;基于1.2k MELP的語(yǔ)音編解碼系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2012年

4 石亞楠;基于MELP的低速率語(yǔ)音編碼算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2010年

5 楊典兵;端到端保密通信中的類語(yǔ)音調(diào)制解調(diào)研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2009年

6 梅寒;第三代移動(dòng)通信中的語(yǔ)音編碼（AMR）[D];北京郵電大學(xué);2007年

7 王志楊;OFDM系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2770134