【硕士论文】GSM系统中的语音编码算法研究及RPE-LTP编码系统的DSP实现.pdf

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1、东北大学硕士学位论文GSM系统中的语音编码算法研究及RPE-LTP编码系统的DSP实现姓名：吴菁晶申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：张振川20051201东北大学硕士学位论文摘要GSM系统中的语音编码算法研究及RPE-LTP编码系统的DSP实现摘要近几十年来，语音编码技术发展非常迅速。高速发展的DSP技术为语音信号处理提供了强有力的工具，使得实时实现各种各样的复杂算法成为可能。针对不同的应用，国际标准组织制定了一系列的语音压缩编码标准。其中，RPE．LTP语音编码算法是由英国、芬兰、原西德

2、、法国、意大利、荷兰、挪威及瑞典等国组成的语音编码专家小组从最初提交的20多种语音编码方案中优选6种进行了测试，最后以MPE．LTP和RPE．LTP两种为蓝本，制定的码速率为13kbit／s的、带有长时预测环节的规则脉冲激励线性预测编码器。随黄超大规模集成电路技术上取得的突破进展，集成化的DSP数字信号处理器具有体积小、功耗低和运算速度快等诸多优点，因此非常适用于语音信号的压缩处理。目前的DSP芯片以其强大的数据处理功能而在通信和其他信号处理领域得到广泛注意，并己成为开发应用的热点技术。本文首先对当前语

3、音压缩编码技术和标准进行综述，并对RPE-L1tP语音压缩编码标准做了介绍。然后研究算法原理，并对RPE—LTP算法的实现过程做了深入的分析。分析了TI定点DSP的结构特点。最后，实现了RPE—LTP编码器：(1)硬件平台的设计，主要完成DSP部分的设计，完成DSP部分的电路原理图和PCB图。(2)着重分析了语音压缩编码技术中最重要的几种实现技术：短时域处理技术、线性预测分析、矢量量化、合成分析等。(3)用C语言的方式，在TMS320C5409上部分的实时实现了RPE·LTP编码器。对实现过程中的存储器

4、分配、指令选择、函数展丌、寻址方式选择和寄存器使用等方面的问题进行了分析和优化。测试结果表明，该编码器可以应用于多通道通信等对时延要求较高的领域。另外，对编码器系统软件设计作了分析和介绍，并给出了测试结果。关键词：语音编码，DSP算法开发，规则脉冲激励长时预测，实时实现lii!查兰婴兰堂堡堕圭垒!壁坚!!●--_________-__-—-—_——-———●——————_—_——_—_—_——’——’___________________’_______，___-————J----__—————_———

5、_一’TheStudyoftheVoiceCodingArithmeticinGSMSystemandRPE—LTPSystemonDSPAbstractInrecentdecades，thetechnologyofthespeechcodeisdevelopedveryfast．WiththerapiddevelopmentofDSPtechnology,itbecomesapowerfultoolinthespeechsignalprocessing，whichmakesitpossibletoim

6、plementaLLkindsofcomplexalgorithmsinrealtime．Basedondifferentapplications，manystandardsofspeechcompresscodinghavebeenestablishedbydifferentintemationalstandardizationorgnizations．Thereinto，RPE—LTPvoicecodingarithmeticispresentedbyvoicecodingexpertgroup，w

7、hichisconstitutedbythescientistsfromEngland，Finland，Germany，France，Italy，Hotand，NorwayandSweden．Thevoicecodingexpertgroupchooses6schemesfrom20andteststhem．Finally．theyformulatetheRegularPulseExcitement—LongTimePredictivewith13kbit／sencodingspeedbasedonMP

8、E—LTPandRPE-LTP．Withthegreatprogressesandaseriesofbreak—throughinVLSItechnologies，integratedDSPscameoutsoonafter．ItegratedDSPspossessmanyadvantages，suchascompactness，lowpowercost,andhighworkingspeedandSOon，whicboremostlysu