AMR语音编码器

论文摘要

3G的三大主流技术TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000都采用了变速率语音编码技术。其中,WCDMA与中国国家3G标准TD-SCDMA都是采用AMR（Adaptive Multi Rate）语音编码技术。第三代移动通信系统中的AMR语音编码是为了让容错度随无线信道和传输环境的改变而改变,因此人们称之为自适应。在现代无线通信系统中,网络容量的有限性与不断增长的用户数量之间存在的矛盾日益突出。采用高效的语音压缩技术,可以有效地从信源上减少进入无线系统中的数据,从而达到节约信道的目的。如果再结合有效的信道编码技术,则可以大大缓解网络容量与用户数之间的矛盾。本文首先介绍了语音编码算法的发展历史和研究现状,然后围绕现代3G通信技术中所采用的语音压缩解决方案——AMR来讨论从算法到硬件的实现,并给出仿真结果。由于实现本技术需要进行大量的运算,如果各子功能模块单独设计运算模块,那么整个AMR处理芯片的面积将会大到无法忍受的地步,故本设计特别设计了独立的多功能公共运算单元,供各子模块通过控制信号进行调用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 课题背景
• 1.2 语音编码算法分类
• 1.3 语音编码的性能评价标准
• 1.4 定速率语音编码向变速率语音编码的过渡
• 1.5 变速率语音编码的发展现状
• 1.6 变速率语音编码的速率控制方式
• 1.7 变速率语音编码的发展方向
• 第二章 AMR在3G中的应用原理
• 2.1 AMR支持的速率
• 2.2 AMR的自适应过程
• 2.3 AMR语音编码器对外接口
• 2.4 AMR的信源控制技术
• 2.4.1 信源压缩技术
• 2.4.2 信源选择传输技术
• 第三章 AMR信源压缩的硬件实现
• 3.1 AMR编码器的信源压缩功能模块
• 3.2 核心部分的算法模型及硬件实现
• 3.2.1 预处理
• 3.2.2 线性预测分析和量化
• 3.2.3 开环基音分析
• 3.2.4 脉冲响应的计算
• 3.2.5 目标信号的计算
• 3.2.6 自适应码本搜索和增益控制
• 3.2.7 代数码本的搜索
• 3.2.8 自适应码本增益和固定码本增益的量化
• 3.2.9 修改存储器
• 第四章 公共计算单元
• 4.1 公共单元整体构架
• 4.2 公共单元接口的设计
• 4.3 公共单元各个接口的功能
• 第五章 AMR信源选择传输的硬件实现
• 5.1 概述
• 5.2 话音激活检测（VAD）技术
• 5.2.1 VAD技术的基本原理
• 5.2.2 AMR中VAD参数的计算
• 5.2.3 VAD判决方法
• 5.3 编码速率判决（RDA）
• 5.3.1 RDA技术的基本原理
• 5.3.2 AMR的SCR原理
• 5.3.3 信道控制速率（CCR）的原理
• 5.4 差错隐藏（ECU）技术
• 5.4.1 ECU技术的基本原理
• 5.4.2 AMR中的差错检测方法
• 5.4.3 AMR中的差错隐藏方法
• 5.5 舒适背景噪声（CAN）生成技术
• 5.5.1 CAN生成技术的基本原理
• 5.5.2 AMR中CAN生成技术
• 第六章 结论
• 6.1 本文小结
• 6.2 本文完成的工作
• 主要参考文献
• 致谢
• 附录