IS-95系統的語音編碼標準

IS-95是由高通公司發起的第一個基於CDMA數字蜂窩標準。基於IS-95的第一個品牌是cdmaOne。

簡介

IS-95也叫TIA-EIA-95。它是一個使用CDMA的2G移動通信標準,一個數據無線電多接入方案,其用來傳送聲音,數據和在無線電話和蜂窩站點間發信號數據(如被撥電話號碼)。IS-95是TIA為最主要基於CDMA技術2G移動通信的空中接口標準分配的編號,IS全稱為InterimStandard,即暫時標準。它也常作為整系列名稱使用。CDG為該技術申請了cdmaOne的商標。IS-95及其相關標準是最早商用的基於CDMA技術的移動通信標準,它或者它的後繼CDMA2000也經常被簡稱為CDMA。

歷史

從1996年開始,為了解決中速數據傳輸問題,又出現了2.5代的移動通信系統,如GPRS和IS-95B。

標準內容

IS-96CDMA語音編碼採用QCELP方案,即碼激勵線性預測的可變速率混合編碼方案。這種語音編碼方案是以線性預測編碼為基礎,使用矢量碼錶量化濁音準周期脈衝的位置和幅度。QCELP方案框圖如圖1所示。由圖1可見,QCELP編碼主要參數信息有15個,濾波參數α1,α2,…,α12共12個,音調參數L和b,增益G,碼錶參數

表1    對應每種速率所使用的參數 表1 對應每種速率所使用的參數

T。有濁音時用碼錶激勵矢量表示;只有清音時,用DECSD控制隨機矢量代替清音。編碼時,首先對模擬語音信號按8kHz的頻率取樣,然後將取樣信號劃分成20ms為一幀的語音幀,每語音幀內有160個樣點。對每幀的160個樣點值進行處理後得到3個參數子幀,它們是:每20ms更新一次的LPC濾波參數子幀;不同編碼速率更新次數不一樣的音調參數子幀和碼錶參數子幀。表21.5為不同速率下的參數變化情況。圖2是不同速率的參數幀結構。在發端得到的15個參數信息一方面送到接收端用於在接收端還原出語音信號;另一方面將這些參數分別送到發端的相乘器、音調合成濾波器、線性預測編碼濾波器和自適應濾波器等,還原出合成的語音信號。用合成語音輸出及編碼前的語音信號按照一定準則確定下一輪的各參數值。

圖1  QCELP方框圖 圖1 QCELP方框圖

用什麼速率對語音進行編碼,取決於每一語音幀的能量。當語音幀的能量大於3個門限的背景噪聲時,就用最高速率(9.6kbit/s)對語音進行編碼;若語音幀的能量大於兩個門限的背景噪聲,小於3個門限的背景噪聲時,則選擇1/2的最高速率(4.8kbit/s)對語音進行編碼;如果語音幀的能量大於1個門限的背景噪聲,小於兩個門限的背景噪聲,選擇1/4的最高速率(2.4kbit/s)對語音信號進行編碼;如果語音幀的能量小於最小門限,就選用1/8的最高速率(1.2kbit/s)進行編碼。但是對語音編碼速率的選擇不能越級進行,每次允許變化一級。

圖2  不同速率參數幀結構 圖2 不同速率參數幀結構

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