WCDMAWCDMA系统中系统中AMRAMR语音编码技术与实现语音编码技术与实现个人通信与扩频实验室2003.6.信源速率信源速率编码模式信源编码比特率AMR12212.20kbit/sAMR10210.20kbit/sAMR7957.95kbit/sAMR7407.40kbit/sAMR6706.70kbit/sAMR5905.90kbit/sAMR5155.15kbit/sAMR4754.75kbit/sAMRSID1.80kbit/s8bitA律到13bit均匀低通滤波器A/D12MSBSS发射端语音编码背景噪声发射函数语音激活检测(AVD)不连续发送控制和操作364567静音描述(SID)帧语音帧VAD发送类型标志信息比特发送端处理框图接收端处理框图D/A18MSBSS接收端语音译码语音帧替换不连续发送控制和操作459静音描述(SID)帧Speechframe背景噪声接收函数2接收到的类型指示信息比特8bitA律到13bit均匀低通滤波器CELPCELP语音合成模型语音合成模型A(z)1s(n)^+v(n)c(n)u(n)gc创新码本自适应码本gp线性预测合成器后滤波s'(n)^短时预测，长时预测短时预测，长时预测HzAzaziiim1111111BzgzpT编码器算法框图编码器算法框图预处理加窗和自相关R[]Levinson-TurbinLSP量化LSP指示为4个子帧插值为自适应码本计算目标计算加权的语音(4个子帧)寻找开环基音为4个子帧插值计算冲击响应计算自适应码本贡献量化LTP的增益寻找最佳时延和增益寻找最佳更新为更新计算目标为下个子帧修改滤波器的存储器计算激励信号固定码本增益量化固定码本增益索引码索引基音索引LTP增益索引)(ˆZA)(ZA)(nh)(ZA)(ZA)(ˆZA)(nx)(nx)(2nx)(ZALSP)([]ZARLSPZA)()(ˆZALSP帧预处理线性预测系数（LPC）分析（每帧２次）开环基音寻找（每帧２次）自适应码本搜寻创新码本搜寻滤波器存贮器更新子帧解码器算法框图解码器算法框图LSP译码为4个子帧LSP插值LSP指示增益译码自适应码本译码码索引基音索引增益索引)(ˆns)(ˆZALSP帧子帧更新码本译码构造激励信号合成滤波器后滤波器)(ˆ'ns后处理编码器模块图编码器模块图速率控制输入数据输出参数控制信息语音激活检测VAD语音编码噪声编码160SimplesEncoderModeTX_TYPETx_Mode_IndicationInformationbits解码器模块图解码器模块图解码控制输入参数输出数据丢帧错帧处理噪声解码RX_TYPERx_Mode_IndicationInformationbits160SynthesizeSimples语音解码AMRAMR语音编码器在系统中的位置语音编码器在系统中的位置PCMRXUCPTRTRKInterfaceFPGAMainDSPDECTXUCPU(860)AMRDSPRFModuleExternalInterfacePower语音数据流向语音数据流向PCMDSP(AMR)CUP(860)FPGAAMR与860接口平均意见得分（MOS）ScoreQualityDistortion5Excellent(E)不察觉4Good(G)刚有察觉3Fair(F)有察觉且稍觉可厌2Poor(P)明显察觉且可厌但可忍受1Bad(B)不可忍受语音客观评定方法ObjectiveSpeechMeasureObjectiveSpeechMeasure1.SNR-basedmeasure3.SpectraldistancebasemeasureSNR0.38Spectraldistance(1-norm)0.51SegmentalSNR0.65Energyweightedspectraldistance(1-norm)0.27FrequencyvariantSNR0.43FrequencyweightedSD(2-norm)0.41FrequencyvariantsegmentalSNR0.69AuditoryfrequencyweightedSD(1-norm)0.482.LPC-basedmeasureLogspectraldistance(5-norm)0.68LPC0.41EnergyweightedlogSD(1-norm)0.55LogLPC0.34AuditoryfrequencyweightedlogSD(5norm)0.78Logarearatio0.55Inverselogspectraldistance(5-norm)0.75PARCOR0.504.PsychoacousticallymotivatedmeasureLogPARCOR0.07Melspectraldistance0.86Loglikelihoodratio0.48Barkspectraldistance0.83Weightedlikelihoodratio0.485.OthermeasureGroupdelayspectrum0.36Crosscorrelationofwaveformpower0.15Linespectrumpairs0.35Discretecosinetransformdistance0.39Cepstraldistance0.62Coherencefunction0.81性能分析流程和测试序列AMR编码器AMR解码器原始语音语音帧输出语音MCD测量模块编码速率选择MCD类型噪声激活强度T01女无-19.4dBovT02男无-18.7dBovT03女汽车-35.5dBovT04女汽车-26.1dBovT05男混叠-15.0dBovT01T02T03T04T05速率分类高速率中速率低速率12.2kb/s10.2kb/s7.95kb/s7.4kb/s6.7kb/s5.9kb/s5.15kb/s4.75kb/s速率切换门限和组合门限1门限2门限3C/I11.5dB7.0dB5.5dB速率组合SET112.2kb/s，7.95kb/s，5.9kb/sSET212.2kb/s，7.95kb/sSET312.2kb/s，7.95kb/s，6.7kb/s，5.15kb/s速率切换试验结果5.04.03.02.01.0MOSEFRSET1SET2SET3系统模型语音编码信道编码语音解码信道解码语音编码信道编码信道解码语音解码编码速率选择模块编码速率选择模块移动台基站上行语音上行语音数据下行速率指示下行建议速率指示下行语音下行语音数据上行速率指示上行建议速率指示
