BC/NW 2010, №1 (16): 5.1

Анализ характеристик речевого кодеКа стандарта GSM

Жуков А.М., Сизякова А.Ю.

(Московский энергетический институт (технический университет), Москва, Россия)

В настоящее время широкое распространение получили наземные системы сотовой связи двух типов: GSM и CDMA. Принципиальное отличие этих систем заключается в используемых методах многостанционного доступа. Система CDMA использует широкополосные сигналы и их разделение по форме. GSM использует узкополосные сигналы и их частотно-временное разделение.

Для передачи речевых сообщений применяют следующие алгоритмы кодирования:

· Кодирование формы речевого сигнала.

· Вокальное кодирование.

· Гибридное кодирование.

Алгоритм кодирования формы сигнала заключается в представлении в цифровом виде временной реализации речевого сигнала. Эти алгоритмы обеспечивают высокое качество принятого сообщения за счет высокой скорости передачи.

В целях экономии ресурса связи необходимо понижать скорость передачи оцифрованной речи, что возможно при использовании вокодеров и гибридных кодеров. К сожалению, качество восстановленного речевого сообщения ухудшается.

Вокальные параметрические кодеры (вокодеры) передают по каналу связи не собственно речь, а ее оцифрованные параметры, которые на приемной стороне управляют синтезатором речи (алгоритм «синтеза через анализ»).

Для передачи речевой информации в стандарте GSM используется один из методов кодирования с линейным предсказанием, а именно кодек LPC (Linear Predictive Coding) с возбуждением регулярной импульсной последовательностью (Regular-Pulse Excitation with Long-Term Prediction, RPE-LPT). Поскольку алгоритмы LPC с усовершенствованным возбуждением предполагают в том или ином виде кодирование ошибок предсказания, эти кодеры также называют гибридными, в которых объединяются кодер формы сигнала и вокодер.

Гибридный кодер стандарта GSM каждые 20 мс оцифровывает входную реализацию, анализирует ее параметры и затем передает полученный двоичный поток на дальнейшую обработку.

В данной работе проведен анализ характеристик речевого кодера RPE-LPT, используемого в стандарте GSM, и способ его построения. Здесь приведена подробная схема речевого кодера и рассмотрены некоторые способы ее усовершенствования.