毕业设计（论文）开题报告GSM移动通信系统的语音编码技术研究.doc
毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1本课题的目的及研究意义70年代末，由于考虑到模拟蜂窝系统存在的问题，一些发达国家开始着手于数字蜂窝移动通信系统的研究。80年代中期，欧洲首先推出GSM数字通信网络系统。随后，美国(ADC)、日本(JDC)也制定了各自的数字通信体系。由于数字通信系统的优点，如：频谱效率高、容量大、业务种类多、保密性好、话音质量好、网络管理能力强等，使得数字通信网得到迅猛发展。特别是GSM系统，技术成熟、管理灵活、有完善的技术规范，在欧洲取得很大的成功之后，在世界上许多国家更是得到广泛的应用，已成为陆地公用移动通信的主要系统。在移动系统中，语音编码是很重要的，因为语音编码往往决定了接受到的语音质量和系统的容量。由于大容量通信信道的引入，一段时间内曾认为语音压缩技术已经没有研究的必要，因为语音呀说相对于光纤信道容量来说已经微不足道。实际上，光纤信道目前也只是在骨干网上得到应用，在接入网及支线的大规模应用仍需要一定的时间。另外，在移动通信系统中，信道带宽始终是一个突出的问题。因此，业务提供商面临的问题是： 如何在有限的可分配的带宽内容纳更多的用户。由此可见GSM移动电话系统中，低速率语音编码技术仍然有广泛的应用前景。在编码器能够传送高只连语音的前提下，如果比特率低，就能够在一定的带宽内容纳更多的语音通道。2本课题的国内外的研究现状欧洲GSM 系统采用的是剩余激励线性预测编码/ 长期预测(REL P/ L PT) . 这种方法把来自送话器的话音信号经过8 kHz 抽样, 13 bit s 均匀量化变为104 kbps 的数据流, 数据流进入话音编码器进行规则脉冲激励- 长期预测(RPE - L TP) 编码. PRE - L TP 编码属于中速率混合型编码, 为提取特征参数而作的语音分析利用了语音信号的准平稳性, 即在1020 ms 的短时间内可认为语音的特征参数不变. 因此可将实际语音信号分成短时间段, 在各个段内分别进行参量提取.GSM 系统的编码处理是按帧进行的, 每帧20 ms , 含160 个语音样本, 经话音编码后为260 bit s的编码块, 即话音编码后的信号速率为13 kbps. 同时GSM 标准( PHASE2 + ) 要求移动台对语音进行检测, 将每个时间段分为有声段和无声段. 在有声段, 进行语音编码产生编码语音帧; 在无声段,对背影噪声进行估计, 产生SID 帧(静寂描述帧) . 发射机采用不连续发射方式, 即仅在包含语音帧的时间段内才开发射机. SID 帧是在语音段结束时发射的. 接收端根据收到的SID 帧中的信息在无声期内插入舒适噪声. 13 kbps 的话音信号进入信道编码进行编码. REL P/ L PT 编码后每帧长20 ms ,编码速率为13 kbps , 有希望降到6. 5 kbps , 这是一种既简化编码又能使合成波形失真较小的方法.3本课题的研究内容GSM 系统全称数字蜂窝移动通信系统(Global System for Mobile Communication)，俗称“全球通”，它依照欧洲通信标准化委员会(ETSI)制定的GSM规范研制而成，是第二代移动通信技术（2G）。其开发目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。GSM 系统由移动台 MS (Mobile Station)、基站子系统 BSS (Bast Station Sub-System)、网络子系统NSS (Network Sub-System)、操作维护子系统OSS (Operation Sub-System)四个分系统组成，各分系统之间都有定义明确且详细的标准化接口方案，保证任何厂商提供的GSM 系统设备可以互连。GSM 系统具有较强的鉴权和加密功能，能确保用户和网络的安全需求，系统抗干扰能力较强，通信质量较高。 模拟语音信号变为数字信号涉及到语音编码技术。众所周知，在数字移动通信系统中，频率资源非常有限。对GSM系统来说，收信频段在935960MHZ，若语音编码的数字信号速率太高，会占用过宽的频段，无疑会降低系统容量。但若语音编码的速率过低，又会使语音质量降低，所以采用一种高质量低速率的语音编码技术是非常关键的。对欧洲的GSM系统来说，采用的是一种称为规则脉冲激励长期预测的语音编码方案(RPELTP)。语音编码技术有三种类型：波形编码、参量编码和混合编码。4、本课题的实行方案、进度及预期效果1、 2007年3月至4月 选题，查找相关资料并收集、整理，听取指导老师意见，完成开题报告2、 2007年4月中至5月 完成论文初稿3、 2007年5月至5月底 修改定稿，完成打印4、 2007年6月 准备进行论文答辩5已查阅参考文献及文献综述 1 曹志刚, 钱亚生. 现代通信原理M . 北京： 清华大学出版社, 1992.2 谢希仁. 计算机网络M . 北京： 电子工业出版社, 1999.3 朱光华. 移动通信技术M . 杭州: 浙江科学技术出版社, 1991.4 吴乐南. 数据压缩的原理与应用M . 北京：电子工业出版社, 1995.5 付世友. 语音编码与语音芯片J . 电生技术, 1995 (3) : 8 12.6 . 李文海，石方文. 数字通信原理M. 北京：人民邮电出版社，2001.7 Rappaport S Theodore . 无线通信原理与应用M. 北京：电子工业出版社，1999.8 赫金 . 通信系统（第四版）M.北京：电子工业出版社，2003.9 彭新光，佘雪丽，王华奎，等M.数字移动电话机M.北京：人民邮电出版社，1999.10 秉钧，孙学军，沈保锁，等.现代移动通信系统原理.M.天津：天津大学出版社,1993.11 Written by Analyzer Expert Team,Motorola Electronics Ltd.Analyzer training Project LevelI. 2000.12 Zhao Jun. Lossless compechniques In: Proceeding of the 36th Midwest Symposium, 1993.12681270.
