Ратынский М.В. Основы сотовой связи (1998) (1151876), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Сигнал возбуждения одного подсегмента состоит из 13 импульсов, следующих через равные промежутки времени (втрое большие, чем интервал дискретизации исходного сигнала), и имеющих различные амплитуды. Для формирования сигнала возбуждения 40 импульсов подсегмента с~лаженного остатка г„обрабатываются следующим образом, Последний (сороковой) импульс отбрасывается, а первые 39 импульсов разбиваются на три последовательности: в первой — импульсы 1, 4, ...37, во второй — импульсы 2, 5, ...38, в третьей — импульсы 3, б,, 39. В качестве сигнала возбуждения выбирается та из последовательностей, энергия которой больше.
Амплитуды импульсов нормируются по отношению к импульсу с наибольшей амплитудой, и нормированные амплитуды кодируются тремя битами каждая при линейной шкале квантования. Абсолютное значение наибольшей амплитуды кодируется шестью битами в логарифмическом масштабе. Положение начального импульса 13-элементной последовательности кодируется двумя битами, т.е. номер последовательности, выбранной в качестве сигнала возбуждения для данного подсегмента. Таким образом, выходная информация кодера речи для одного 20-миллисекундного сегмента речи включает; — параметры фильтра кратковременного линейного предсказания — 8 коэффициентов логарифмического отношения площадей г„) = 1...8 — один набор на весь сегмент; Прпппппы построения н технпческпе проблемы 101 параметры фильтра долговременного линейного предсказания — коэффициент предсказания д и задержка б( — для каждого из четырех подсегментав; параметры сигнала возбуждения — номер последовательности и, максимальная амплитуда и, нормированные амплитуды Ьл 1 = 1,...,13, импульсов последовательности— для каждого из четырех подсегментов.
Число бит, отводимых на кодирование передаваемык параметров, приведено в табл, 2,?. Всего для одною 20-миллисекунд- ного сегмента речи передается 260 бит информации, т.е. здесь кодер речи осуществляет сжатие информации почти в 5 раз (1280: 260 = 4,92). Перед выдачей в канал связи выходная информация кодера речи также подвергается дополнительно канальному кодированию. таблица 2.7. Кодирование выходной информации кодера речи стандарта 63М Передаваемые параметры Число бит Примечания гь гэ- по б бит; гз, г4 — по б бит; гв, гв — по 4 бита; гг, гз по 3 бита Параметры фильтра кратковременного предсказания (логарифмические отна- щения площадей гь ~ = 1,,В) зб Параметры фильтра долговременного предсказания (коэффициент предска- зания д, задержка д, для каждого из четырех подсегментов) д — 2 бита, Π— 7 бит зб Параметры сигнала возбутдения (номер последовательности л,максимальная амплитуда И нормированные амплитуды импульсов Ь„ ~ = 1, ,13, для каждого из четырех подсегментов) л — 2 бита, к — б бит, Ь, — 3 бита 1 ба Всего за 20-миллисекундный сегмент 2бо Перейдем к декодеру.
Последовательность выполняемых им функций в общем понятна из нижней части блок-схемы рис. 2.39, и мы ограничимся небольшими пояснениями к ней. Блок формирования сигнала возбуждения, используя принятые параметры сигнала возбуждения, восстанавливает 13-импульсную последовательность сигнала возбуждения для каждого из подсегментов сигнала речи, включая амплитуды импульсов и их расположение во времени.
Сформированный таким образом сигнал возбуждения фильтруется фильтром-синтезатором долговременного предсказания, на 2О2 Глава 2 выходе которого получается восстановленный остаток предсказания фильтра-анализатора кратковременного предсказания. Последний фильтруется решетчатым фильтром-синтезатором кратковременного предсказания, причем параметры фильтра предварительно преобразуются из логарифмических отношений площадей г, в коэффициенты частичной корреляции )гк Выходной сигнал фильтра-синтезатора кратковременного предсказания фильтруется (в блоке пост-фильтрации) цифровым фильтром, восстанавливающим амплитудные соотношения частотных составляющих сигнала речи, т.е. компенсирующим предыскажение, внесенное входным фильтром блока предварительной обработки кодера, Сигнал на выходе постфильтра является восстановленным цифровым сигналом речи.
Таким образом, мы рассмотрели все намеченные вопросы, относящиеся к собственно кодированию речи в сотовой связи. Однако, прежде чем закончить этот раздел, остановимся еще на двух вопросах: методах оценки качества кодирования и непрерывно продолжающемся прогрессе в технике кодирования. Из предшествующего изложения ясно, что создание экономичного и совершенного кодека речи является сложным творческим процессом, связанным с непрерывными поисками и находками, причем многие технические решения настолько разнородны, что их сопоставление само по себе оказывается непростой задачей. Поэтому совершенно необходимы методы и критерии, позволяющие более или менее объективно сопоставлять и оценивать различные методы кодирования и на основании этих оценок принимать обоснованные решения.
Такие методы существуют, и основные критерии в них связаны с восприятием речи человеком, т.е. с экспертными оценками. При оценке качества кодирования и сопоставлении различных кодекса оцениваются разборчивость речи и качество синтеза (качество звучания) речи. Для оценки разборчивости речи используется метод ОПТ (О)аоповбс Вбугпе Тев( — диагностический рифмованный тест). В этом методе подбираются пары близких по звучанию слов, отличающихся отдельными согласными (типа "дот— тот", "кол — гол"), которые многократно произносятся рядом дикторов, и по результатам испытаний оценивается доля искажений.
Метод позволяет получить как оценку разборчивости отдельных согласных, так и общую оценку разборчивости речи, Для оценки качества звучания используется критерий ОАМ (О)аулов((с Ассер(аЬ(1((у Меавцге — диагностическая мера приемлемости). Испытания заключаются в чтении несколькими дикторами, мужчинами и женщинами, ряда специально подобранных фраз, которые прослушиваются на выходе тракта связи рядом экспертов- слушателей, выставляющих свои оценки по 5-балльной шкале.
Результатом является средняя субьективная оценка, или средняя оценка мнений (Меал Ор!топ Бсоге — МОЯ). Хотя этот метод является субъективным по своей сути, его результаты по сопоставлению различных типов кодеков при проведении испытаний одними 103 Приицииы иостросиии и токсические проблемы и теми же группами дикторов и экспертов-слушателей являются, по-видимому, достаточно объективными, и на них основываются практически все выводы и решения. В качестве примера в табл. 2.8 приведены результаты оценки четырех типов кодеков.
Близкие к шкале МОЯ результаты дает объективный метод оценки качества с использованием понятия кепстрального расстояния (Серз1гигп 0рз1апсе — СО). Из сказанного ясно также, что существует множество вариантов кодеков речи, в том числе в классе кодеков линейного предсказания, из числа которых приходится выбирать кодек для системы сотовой связи. В частности, при разработке стандарта 6ЯМ были тщательно исследованы шесть типов кодеков-кандидатов, после чего выбор был остановлен на кодеке ЯРЕ-1 ТР. Работа по выбору типа кодека для стандарта 6ЯМ была завершена в 1988 г., а в 1989 г. был предложен метод ЧБТР, принятый затем в стандарте 0-АМРЯ, Интенсивные работы по совершениствованию кодеков речи продолжаются и в настоящее время.
Обоими стандартами — и 0-АМРЯ, и 6ЯМ вЂ” предусмотрено введение полускоростного кодирования, которое сможет увеличить пропускную способность канала связи еще вдвое. Таблица 2.8. Оценка кодексе речи по шкале МОЯ (22) В числе исследуемых вариантов для стандарта 0-АМРЯ рассматривается возможность введения векторного квантователя параметров линейных спектральных пар с расщеплением и межкадровым предсказанием [98), а для стандарта 6ЯМ вЂ” использование метода кодирования СЕЬР [121). В стандарте 0-АМРЯ уже начинает применяться усовершенствованный полноскоростной кодек - алгебраический кодек линейного предсказания с кодовым возбуждением (а)9еЬга!с сог)еЬоой ехс)1ег) ((пеаг ргег)(с1(оп/епЬапсег) 1ц)! га1е — АСЕ(.Р-ЕЕЯ), а в стандарте 6ЯМ - свой вариант усовершенствованного полноскоростного кодека [145, 160).
Глава 2 104 2.4.4.4. Канальное кодирование Кодер канала — второй (и последний) элемент собственно цифрового участка передающего тракта (рис. 2.6). Он следует после кодера речи и предшествует модулятору, осуществляющему перенос информационного сигнала на несущую частоту. Основная задача кодера канала — помехоустойчивое кодирование сигнала речи, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
