【硕士论文】TETRA语音编解码算法研究及实时实现.pdf

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1、浙江大学硕士学位论文TETRA语音编解码算法研究及实时实现姓名：赵毅申请学位级别：硕士专业：测试计量技术及仪器指导教师：牟同升2003.1.1摘要‘93602本文首先详细介绍了新一代数字集群通信系统TETRA的语音编解码采用的编码速率4．567kbit／s的代数码本激励线性预测(ACELP)算、法。它是一种改进的码本激励线性预测算法，采用的是代数码本结构及聚焦搜索技术，提高了码本的灵活性和随机性，极大地降低了算法的复杂度。在线谱对(LSP)的转换和自适应码本生成方面也采用了有别于传统码本激励线性预测算法的新技术。TETRA语音编解码ACELP算法以

2、低于4．8kbit／s的编码速率达到了令人相当满意的语音质量。文中论述了以TI公司的TMS320C5402定点DSP为硬件环境，实时地实现TETRA语音编解码算法的过程以及对实现的算法进行包括DTMF信号、英文语音、中文语音、带有噪声干扰的语音和非语音信号在内的全面的性能测试。测试结果表明实现的TETRA语音编解码算法具有良好的编解码性能，在客观的时域和频域分析以及主观的听觉测试上都表现出良好的语音质量。／I在对实现的TETRA语音编解码算法进行性能测试、分析的基础上，一’～文章提出了在TETRA语音编码的预处理部分采用优化算法。系统仿真分析表明该

3、算法能够极大地提高基音检测的准确性。处理后的语音信号在时域上表现出明显的周期性特征，同时在频域上也观察到声道的共振峰结构影响得到消除或有效的抑制。而针对突发噪声对实现的语音编解码算法干扰的问题，本文对优化算法进行了深入的研究，并且设计了抑制噪声干扰实验来分析优化效浙江大学硕士学位论文果。最后本文得出结论认为选择数值滤波算法分析窗的宽度需要综合优化算法中数值滤波对基音检测和合成语音质量这两方面不同的影响，而不单单只是考虑它对其中一方面的影响。同时本文介绍了在向下兼容已有的模拟集群通信系统做的研究工作，使用CPLD设计双工同步数据通信模块。用它对目前集

4、群逻辑控制器进行功能升级使其具备了双工同步数据通信的功能。实时实现的TETRA语音编解码算法可以应用到实际的工作环境中。该算法在单片DSP芯片上实时实现为TETRA手机的国产化奠定了基础，也将会极大地降低TETRA手机的制造成本和价格，从而有利于推动以TETRA为代表的新一代数字集群通信在我国的发展。而且该算法还能应用到各种窄带通信系统中。y【关键词】代数码本激励钱性预测，估玉集群无线电，数字信号处理，实时实现，算法优化，荪莉噪声j磊分?锄富塑翌查兰堡主堂竺堡兰——————————————————一ResearchonTETRASpeechCodi

5、ngandReal-TimeImplementationABSTRACTTETRA——thenewdigitaltrunkedcommunicationsystem，specifiesAlgebraicCodebookExcitedLinearPrediction(ACELP)，whichisimprovedCodebookExcitedLinearPredietion(CELP)，asitsspeechcodec．Thebitrateofitis4．567kbiffs．Itadoptsthestructureofalgebraiccodebook

6、andfocusedsearchofalgebraiccodebooktoincreaseagilityandrandomicity,whichdecreasesthecomplexityofthisalgorithmgreatly．AnditsconversionofLineSpectralPair(LSP)andtheproductionofadaptivecodebookaredifferentfromthatoftraditionalCELESothiscodecwasoptimizedtorepresentspeechwithahighq

7、ualityattheaboveratesusingalimitedamountofcomplexity．Thepaperexplainsthespeechcodecimplementedinreal-timebyusingasinglefixed-pointDSP,TMS320C5402andthetestingoftheperformanceofreal—timeTETRACodecthroughmanykindsofvoicesignal，includingDTMFsignal，Englishspeech，Chinesespeech，spee

8、chwithnoiseandothersound．Theresultsshowedreconstructedspeechr