Гласово кодиране, усилвател на мобилен телефон

4.3. Кодиране на речта

> Вижте актуалните цени за клетъчни усилватели, GSM ретранслатори

Кодерът на речта е първият елемент от цифровия участък на предавателната пътека, следващ ADC (фиг. 4.2).
Основната задача на енкодера е максимално възможната компресия на речевия сигнал, преди­поставени в цифров вид, т.е. максимално възможното премахване на излишъка на­сигнал, като същевременно се поддържа приемливо качество на предадената реч.

Компромисът между степента на компресия и запазването на качеството обикновено се открива напр­периодично и проблемът с получаването на високо ниво на компресия без прекомерно намаляване на качеството е основната трудност при разработването на енкодер.

В приемащото устройство (фиг. 4.2) пред ЦАП има декодер на речевия сигнал­нала. Задачата на декодера е да реконструира цифров речев сигнал с присъщата му естествена излишност от приетия кодиран сигнал.
Комбинацията от енкодер и декодер обикновено се нарича кодек (кодер/декодер = кодек).

Речев кодек.

Системата DTX се контролира от VAD (Voice Activity Detection), която открива и различава интервалите на речта с шум и шум без реч, дори в случаите, когато нивото на шума е сравнима с нивото на речта.

Системата DTX включва устройство за генериране на комфортен шум, което се включва и слуша по време на речеви паузи (когато предавателят е изключен).

Прекъснатата система за предаване на глас също включва устройство с допълнително поле­фрагменти от реч, загубени поради грешки в канала.

Блоковата схема на процеса на обработка на речевия сигнал е показана на фиг. 4.3.
Основното устройство в тази схема е речевият кодек.

В съответствие със стандарта GSM всеки радио канал се използва за организиране на осем цифрови канала с TDMA. Това означава, че ако това са стандартни PCM канали, тогава е необходима скорост на предаване от 8x64 = 512 kbps. Потребителя­невъзможно е да се предостави информация по един радио канал.

Изход от тази ситуация може да се намери, от една страна, в увеличаването на плътността­предадената информация и от друга страна при използването на по-сложни методи за кодиране­речеви сигнали, изискващи по-малко информация.

Намаляването на необходимата битова скорост на всеки канал чрез използване на по-сложни методи на кодиране трябва да се извършва без значително влошаване­качество. Най-ниската скорост на трансфер на данни - (1,3) kbit/s се изисква при използване на вокодери, но качеството на предаване на реч в този случай е доста ниско и при декодирането се получава "синтетичен" речев сигнал. Висококачествено предаване на глас с леко намаляване на изискванията за скорост може да се получи с помощта на различни PCM модификации, но по-сложна хардуерна реализация.

За да има висококачествено предаване на реч с по-ниски изисквания за скоростта на предаване на информация, GSM използва метод на кодиране, който комбинира вокодери и диференциално PCM, което се нарича диференциално кодиране.­преобразуването на кодери се основава на използването на функции на речта­ганове на човека.

Звуковите вибрации, излъчвани от гласовите струни, се формират да­утайка във "филтрите", образувани от гърлото, устата и носа. Познавайки във всеки момент честотния спектър и параметрите на такива "филтри", можете да възстановите оригиналния сигнал. Предвид инерцията­Наличието на човешки гласови органи, можем да приемем, че за кратък период от време (около 10,30 ms) те не променят състоянието си, т.е. остават постоянни в продължение на един час­суми и параметри на "филтри".

Следователно, ако вземем 20 ms сегменти от речевия сигнал, честотата на основния тон и параметрите на филтъра на гласовия тракт, тогава оригиналният сигнал може лесно да бъде възстановен от тях. Така, например, при кодиране с линейно предварително­Легендата дефинира и съобщава следната информация:
- параметри на речеобразуващия модел на тракт;
- естеството на вълнението (гласни или гласни съгласни звуци в сравнение с дълбоките­химични звуци);
- период на основния тон;
- печалба.

На определени интервали човешките гласови органи не остават във фика­в сдържано положение, тяхното вълнение е по-сложно по своя характер от­естеството на вълнението и периода на основния тон. Това води до значително влошаване­подобряване на качеството.

---