语音压缩及在铁路通信中的应用

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1、学校代码：10385分类号：研究生学号：1300216023密级：语音压缩及在铁路通信中的应用SpeechCompressionandApplicationinRailwayCommunication作者姓名：李水坤指导教师：林其伟副教授实践导师：林光咏高级工程师专业学位类别/领域：工程硕士/电子与通信工程研究方向：通信中的信号处理所在学院：信息科学与工程学院论文提交日期：二零一六年三月三十日学位论文独创性声明本人声明兹呈交的学位论文是本人在导师指导下完成的研究成果。论文写作中不包含其他人己经发表或撰写过的研究内容，如参考他人或集体的科研成果，均在论文中明确的方式说明。本人

2、依法享有和承担由此论文所产生的权利和责任。乂论文作者签名：令中名日期：签学位论文版权使用授权声明本人同意授权华矫大学有权保留并向国家机关或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权华侨大学可Ｗ将本学位论文的全部巧容或部分内容编入有关数据库进行检Ｌ索，可乂采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作水者签名：务叶指导教师签名：ｗＳ＇６＇签名日期：ｌ签名日期：摘要摘要随着科学技术的快速发展，在通信领域里，数据、图像和视频等非语音信息在通信信息的总量中所占的比重不断增长。然而，对于现代通信系统，语音通信业务

3、仍然是至关重要的、必不可少的。在铁路通信中，语音信息对铁路运输生产发挥着重要作用，关乎着铁路运输的安全。同时，有助于行车事故的事后分析及鉴定和规范乘务人员的标准化作业。无线列调便携台是铁路通信中的重要设备。目前铁路通信使用的GP3688便携台只能进行语音通信，无法存储语音数据，已经不能满足现在铁路通信的需要。为了提高列车运营的安全性，需要对GP3688便携台进行升级改进，加装了语音记录模块；采用语音压缩算法对语音数据进行压缩以减少语音数据的存储空间和传输所需的带宽；在语音记录仪上增加无线模块以实现对便携台中语音数据的管理功能。升级改进后的便携台定型为TWX-I。语音压缩编码是本课题的一

4、项主要工作，通过对比权衡后，本课题选择当前中、低速率语音编码中的主流算法G.729A。G.729A在8kbit/s码率下合成语音质量水平较高，是一种具有较高的压缩比的同时也有较好的语音质量的压缩算法。将其应用在铁路通信中的无线列调便携台中，可满足铁路通信对语音数据压缩存储的需要。由于G.729A算法的复杂度较高，在实际应用时遇到语音信号无法进行实时压缩处理的问题。本文针对语音压缩编码算法复杂的问题，通过对语音编码运算量的测试和复杂度的分析，确定算法中占用时间较多的函数，制定出了C语言层面和汇编层面相结合的优化策略。在C语言层面，利用结构优化和去除饱和运算的方法降低复杂度。在汇编语言层面

5、，利用ARM汇编语言并结合ARMCortex-M3的特性重写了G.729A中调用次数多、占用时间多的函数。通过优化，将语音压缩编码应用于新型TWX-I无线列调便携台语音记录仪模块上，实现了16倍实时语音压缩。经过测试序列对优化后的算法进行测试，在保证语音质量的前提下，减少了81.8%的编码时间，满足了实时语音压缩的要求。实践表明，本文的优化方法效果良好，成果已通过检测评估，新型TWX-I无线列调便携台即将投入量产。I华侨大学硕士学位文论文关键词：无线列调便携台语音记录G.729A语音压缩优化ARMCortex-M3IIAbstractAbstractWiththerapiddevelo

6、pmentofscienceandtechnology,theproportionofnon-speechmessages,suchasdata,imageandvideo,inthefieldofcommunicationisincreasing.However,inthemoderncommunicationsystem,speechcommunicationisstillvitalandindispensable.Inrailwaycommunication,speechmessageisplayanimportantrole,affectthesafetyofrailwaytr

7、ansport.Speechmessageisusefultoanalyzeandidentifythetrafficaccidentafteraccidentandimprovethestandardizationofcabincrew.Thetraindispatchportableradioisanimportantequipmentinrailwaycommunication.TheGP3688portableonlycancommun