第18卷 第5~6期 1998年12月南 京 邮 电 学 院 学 报

JournalofNanjingInstituteofPostsandTelecommunicationsVol.18 No.5~6

Dec.1998

GSM和CDMA系统语音编码技术的分析和比较

李 飞

(南京邮电学院函授部,南京,210003)

摘 要 语音编码方案的选取对移动通信系统的通话质量、信道容量等有重要影响。讨论了GSM全速

率编码及增强的全速率编码和CDMA变速率编码,分析并比较了各自编码特性及其对移动通信的影响。

关键词 语声编码,预测编码,移动通信中图分类号 TN912.3,TN929.5

1 引 言

目前,数字移动通信发展迅猛,具有代表性的数字蜂窝系统有欧洲的GSM(全球移动通信)系统,北

美的DAMPS(数字式蜂窝电话)系统和CDMA(码分多址)系统,这三种系统采用的都是中速率语音编码技术。第三代移动通信系统(IMT-2000)技术规范目前正在制定中,国际电联(ITU)已宣布将于1999年3月31日正式公布IMT-2000技术规范。目前各国已就W-CDMA(宽带码分多址)作为IMT-2000无线接入方式基本达成共识。作为与接入方式直接相关的语音编码技术将是在现有的GSM增强型语音编码技术和增强型可变速率语音编码技术中选择,且随着DSP(数字信号处理)技术的发展,IMT-2000语音编码技术将是基于DSP技术与语音编译码器算法相结合,采用可变速率编码方式,能提供与有线网通话质量相媲美的话音的语音编码技术。

本文着重对GSM全速率及增强型全速率语音编码技术和CDMA系统中的变速率语音编码技术作一分析和比较。

去掉直流分量并进行预加重,然后进行短时LPC(线性预测编码)分析,按帧处理(每20ms为一帧,共160个样点),其输出为短时分析滤波器的反射系数,这些系数在传输之前转换为RLAR(对数面积比)送往无线子系统。同时,RLAR参数输入短时分析滤波器以决定其系数。短时分析滤波器滤波同样的160个样点,其输出为短时残差信号d1(n)。LTP(长时预测)分析框对d1(n)进行长时预测,按子帧(5ms)处理,其输出LTP参数送往无线子系统传输至接收端,同时,LTP参数又作为长时分析滤波器的系数。长时分析滤波器的输出为短时残差信号的估值信号d3(n),每个子帧d1(n)的40个样值减去其预测值d3(n)的40个样值,得长时残差信号d2(n)的40个样值。d2(n)经RPE(规则脉冲激励)分析部分得到RPE参数送至无线子系统。

2 GSM全速率语音编码方案

在用的GSM全速率(FR)语音编译码器是基于PRE-LTP(规则脉冲激励-长时预测)编码,简易框图如图1所示。输入的语音取样信号首先经预处理以

图1 RPE-LTP编码器简易框图

LPC滤波器为8阶格型结构见图2。s(n)为输入话音的样值,e(n)为预测残差,即图1中d1(n)。预测器阶数p=8,b(n)为后向预测误差,ki(i=

,,pki(i)