《集群通信系统中语音压缩编解码的研究与dsp实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《集群通信系统中语音压缩编解码的研究与dsp实现（74页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、西南交通大学 硕士学位论文 集群通信系统中语音压缩编解码的研究与DSP实现 姓名：熊堃 申请学位级别：硕士 专业：通信与信息系统 指导教师：陈向东 20100501 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 在数字集群通信系统中，因为频率资源十分有限，所以必需对发送的语音信号进 行压缩编码，以达到节约频带的目的。同时为了使用户能在接收端获得良好的解码语 音，该压缩编码算法应具有较好话音质量和较短时延的特性。 在众多语音压缩标准中，由I T U T ( 国际电信联盟) 于1 9 9 6 年制定的G 7 2 9 语音 编解码标准表现得十分抢眼。它采用的是C S A C E L P 的编码方案，
2、可以将经过采样的 6 4 k b p s 速率的语音信号以几乎不失真的质量压缩到8 k b p s 速率，同时仅只有1 0 m s 的 算法延迟，因此是数字集群通信系统中较为理想的语音编解码算法。伴随着近年来数 字信号处理算法和器件( D S P 芯片) 的飞速发展，为语音编码器的实现和应用奠定了 坚实基础。 本文在对G 7 2 9 语音编解码协议进行系统研究的基础上，提出了一个以D S P 芯片 T M S 3 2 0 C 5 4 0 2 为核心处理器的语音编解码系统设计方案。论文中首先介绍了目前较 为流行的语音编解码技术，特别是对参量编码的相关技术作了重点介绍；接着针对参 量编码中表现较为
3、突出的G 7 2 9 语音编解码标准进行了详细阐述，并将这种编解码标 准作为所设计语音系统的核心算法；然后对所设计的系统从软、硬件方面进行了全面 的说明，详细地描述了各芯片间的连接方式、驱动程序的设计和D S P 主程序的设计， 为G 7 2 9 标准的实现奠定了基础；最后针对所设计的硬件系统，对G 7 2 9 标准从去除 多余的溢出保护、C 语言中的宏定义的使用、C 语言到汇编语言的改写等方面来实现 了程序结构的优化；同时通过对算法理论中耗时较大的固定码本搜索和自适应码本搜 索进行了减少循环次数和增大搜索步长等方法进行了优化，大大降低了运算周期，提 高了运算效率，最终将该协议成功在系统中实现
4、。通过原始语音波形和重构语音波形 的对比，从客观上证明了系统编解码的正确性；同时从主观上也证明了该系统编解码 的可行性。 关键字：集群通信系统，语音压缩编码，G 7 2 9 标准，D S P 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 I 页 A b s t r a t h lm ed i g i t a lt r u n k i n gc o m m u n i c a t i o ns y s t e m ，b e c a u s eo ft h ef r e q u e n c yr e s o u r c e sa r e s ol i m i t e d ，i ti sn e c e s
5、s a r yt os e n dt h ev o i c es i g n a lb yc o m p r e s s i o nc o d i n g M e a n w h i l e ，i n o r d e rt oe n a b l eU S e r St og e tg o o dr e c e i v i n i gv o i c e ，t h ec o m p r e s s i o na l g o r i t h m ss h o u l dh a v e g o o dv o i c eq u a l i t ya n ds h o r t e rt i m ed e
6、l a y c h a r a c t e w i s t i c s A m o n 2S Om a n yv o i c ec o m p r e s s i o ns t a n d a r d s ，t h ep e r f o r m a n c eo fG 7 2 9v o i c ec o d e c w h i c hi se s t a b l i s h e ds t a n d a r d sb yI T U T ( I n t e r n a t i o n a lT e l e c o m m u n i c a t i o nU n i o n ) i n19 9
7、6 i sv e r ye y e c a t c h i n g I tu s e st h eC S A C E L Pc o d i n gs c h e m ea n dC a nc o m p r e s st h es a m p l e r a t eo f6 4 k b p sv o i c es i g n a l ( P C M ) t o8 k b p sr a t e ，a l m o s tw i t h o u ta n yq u a l i t yl o s i n g M e a n w h i l et h ea l g o r i t h md e l a
8、yi so n l y10 m s ，t h e r e f o r ei ti sd e s i r a b l ev o i c e c o d e ca l g o r i t h m i nd i g i t a l t r u n k i n gc o m m u n i c a t i o ns y s t e m I n r e c e n ty e a r s ，d i g i t a ls i g n a lp r o c e s s i n g a l g o r i t h m sa n dd e v i c e s ( D S Pc h i p ) a r ed e v
9、 e l o p i n gr a p i d l y , S Oi ti m p l e m e n t st h es p e e c h e n c o d e r I nt h i sD a p e r , i ts h o w sav o i c ec o d e cs y s t e md e s i g nw h i c hb a s e do nt h eG 7 2 9s t a n d a r d b yu s i n gt h eD S Pc h i p T M S 3 2 0 C 5 4 0 2a sa c o r ep r o c e s s o r F i r s t
10、w ei n t r o d u c et h ec u r r e n t p o p u l a rv o i c ec o d e ct e c h n o l o g y , e s p e c i a l l yp a r a m e t r i cc o d i n gt e c h n o l o g y ；t h e n d e s c r i b et h e G 7 2 9v o i c ec o d e ca l g o r i t h mi nd e t a i l ，a n du s et h i sa l g o r i t h ma st h ec o r ev
11、o i c ea l g o r i t h mo f t h es y s t e md e s i g n e ；a n dt h e ni n t r o d u c et h es y s t e md e s i g nf r o mt h es o f t w a r ea n dh a r d w a r e c o m p r e h e n s i v e l y , i n c l u d i n gt h ec o n n e c t i o nb e t w e e nt h ev a r i o u sc h i p s ，d r i v e rp r o g r a
12、 m s a n d D S Pm a i np r o g r a m sd e s i g n ；F i n a l l y , A i m e da tt h eh a r d w a r es y s t e mc h a r a c t e r i s t i c s w e i m p r o v et h eG 7 2 9s t a n d a r df r o mt h et h ep r o g r a ms t r u c t u r e a n da l g o r i t h mm e t h o d ，a n d s u c c C S s f u l l yi m
13、p l e m e n t ei nt h es y s t e m B yc o m p a r i n g t h ev o i c ew a v e f o r mb e t w e e no r i g i n a l a n dr e c o n s t r u c t i o n ，i tp r o v e st h ec o r r e c t u e s so ft h es y s t e mc o d e cf r o mt h eo b j e c t i v e ； m e a n w h i l e ，t h r o u g hl i s t e n i n gb y
14、t h eh u m a n Sc a r s ，i tp r o v e st h ef e a s i b i l i t yo ft h es y s t e m c o d e cf r o mt h es u b j e c t i v e K e yW o r d s ：T r u n k i n gc o m m u n i c a t i o ns y s t e m ，V o i c eC o m p r e s s i o nC o d i n g ，G 7 2 9 ，D S P 西南交通大学曲南父逋大宇 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位
15、论文的规定，同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本 人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密西使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名：垒型 日强：砷l o 、s 岱 指导老师签名： 日强： h f D 、舌、| s 西南交通大学硕士学位论文主要工作( 贡献) 声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 1 在对集群通信系统研究的基础上，选择了一种适用于该系统的语音编码
16、算法 G 7 2 9 编码标准，并设计了硬件电路用于实现。 2 针对所设计的硬件电路的特点，对G 7 2 9 编码标准从程序结构和算法理论上 进行了优化，并成功在系统中实现。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担- o 学位论文作者签名：鱼堡 日期：纠汐舌I S 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 - - I I I 。I I I I I I _I I I ! 第一章绪论 1 I 课题研究背景及研究目的 集群通信系统在8 0 年代末期进入我国，并开始逐步成为专用移动通信网的主要 方式【1 1 。专用通信系统即是专用指挥、调度通信，这种通信是很早出现的一种通信方 式，它从一对一对讲的形式、同频单工组网形式、异频单( 双)
