數(shù)字語音編碼技術及其在水聲通信中的應用.pdf

1、目前，數(shù)字語音技術已被廣泛應用于眾多通信領域，但是利用聲波進行水聲數(shù)字語音通信卻是近期起步研究的新技術，這主要是由水聲信道噪聲高、通信帶寬窄、載波頻率低、傳輸時延大、多徑效應隨時間一空間一頻率變化等特點所決定的。隨著國家安全的需要和海洋經濟的發(fā)展，水聲數(shù)字語音通信技術的研究越來越受到人們的重視。本論文以實現(xiàn)水聲數(shù)字語音通信為目的，對數(shù)字語音壓縮編碼技術進行了深入的研究。 由于水介質的吸收使得水聲信道可利用的工作頻率較低，信道帶寬

2、較窄，因此通信速率較低。根據(jù)這一特點，要在水聲信道中實現(xiàn)數(shù)字語音通信，就必須對語音信息進行大幅度壓縮，降低傳輸所需要的比特率。因此，本文主要對低速率的語音壓縮編碼算法進行了深入研究。碼激勵線性預測技術(CELP)綜合了波形編碼和參數(shù)編碼的優(yōu)點，在較低的編碼速率上可以獲得較高質量的合成語音。根據(jù)水聲通信的特點，本文參照國際重要的CELP算法FS-1016標準，提出了一種基于快速自適應碼書搜索方法的語音編解碼算法，研究結果表明該算法具有良好

3、的抗噪聲和抗誤碼能力，可以滿足水聲信道復雜、通信頻帶窄的要求。 論文研究的主要內容及取得的成果如下： 1．在深入研究碼激勵線性預測編碼算法理論的基礎上，提出了基于FS-1016標準實現(xiàn)數(shù)字語音信號編解碼的技術方案，并開發(fā)了數(shù)字語音信號的編解碼仿真系統(tǒng)。通過對大量語音樣本的統(tǒng)計分析，結果表明：本文提出的數(shù)字語音編解碼技術方案可行，且由此實現(xiàn)的編解碼系統(tǒng)性能穩(wěn)定，合成語音具有較高的清晰度和自然度。 2．對以上提出的語

4、音編解碼方案及由此實現(xiàn)的編解碼系統(tǒng)抗誤碼性能進行了深入研究，結果表明：由該方案所實現(xiàn)的數(shù)字語音編解碼系統(tǒng)具有良好的抗誤碼能力，在誤碼率小于2.5﹪時，均可實現(xiàn)清晰的語音通信。 3．針對傳統(tǒng)FS-1016標準語音編碼算法復雜度高的特點，提出了一種基于快速自適應碼書搜索方法的語音編解碼算法。該算法改進了傳統(tǒng)的分析一合成模型中合成模塊，使得自適應碼書搜索時不再需要進行卷積運算。研究結果表明：快速自適應碼書搜索算法與傳統(tǒng)自適應碼書搜索算