Кодирование и декодирование речи в сетях радиосвязи

Содержание:
Введение.
Кодирование речи в сетях радиосвязи.
Методы кодирования и декодирования речи.
Вывод.

Введение.
При переходе к цифровым сетям связи возникла необходимость преобразовать аналоговый электрический сигнал в цифровой формат на передающей стороне, то есть закодировать, и перевести обратно в аналоговую форму, то есть декодировать, на приемной стороне.

Кодирование речи в сетях радиосвязи.
Цель любой схемы кодирования - получить такую цифровую последовательность, которая требует минимальной скорости передачи и из которой декодер может восстановить исходный речевой сигнал с минимальными искажениями.

Методы кодирования и декодирования речи.
Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ).
Методы эффективного кодирования речи.
Линейное предсказание (Вокодерные методы).

Импульсно-кодовая модуляция.
Оцифровка аналогового сигнала производится с восьмиразрядным разрешением. При этом обычно используется один из двух способов установления соответствия между амплитудой звукового сигнала и цифровым значением - либо A-кодирование (оно принято в Европе и Азии), либо -кодирование (принятое в США, Канаде и некоторых других странах). И то и другое - просто таблицы соответствия между измеряемым значением напряжения и числом, при помощи которого оно кодируется. Для передачи одного голосового канала в цифровом виде требуется пропускная способность 64 кбит/с (8 кГц х 8 разрядов).

Методы эффективного кодирования речи.
После того как аналоговый сигнал преобразован в цифровую форму, к нему можно применять различные способы обработки, которые невозможно использовать при работе с чисто аналоговым сигналом. В частности, оцифрованный сигнал перед передачей можно сжать, уменьшив таким образом пропускную способность, необходимую для передачи одного голосового соединения.

Проблемы Эффективного метода кодирования
Для сложных алгоритмов, обеспечивающих значительное сжатие, продолжительность задержки может составлять около сотни миллисекунд, что вполне ощутимо при разговоре.
Сжатие речи, как правило, снижает качество звука, а существенное сжатие возможно только при использовании алгоритмов не допускающих полного восстановления сжимаемой информации.
Высокая степень сжатия требует более сложного и дорогостоящего оборудования с большей вычислительной мощности.

Метод линейного предсказания.
Суть кодирования речи на основе метода линейного предсказания (Linear Predictive Coding – LРС) заключается в том, что по линии связи передаются не параметры речевого сигнала, а параметры некоторого фильтра, в определенном смысле эквивалентного голосовому тракту, и параметры сигнала возбуждения этого фильтра. В качестве такого фильтра используется фильтр линейного предсказания. Задача кодирования на передающем конце линии связи заключается в оценке параметров фильтра и параметров сигнала возбуждения, а задача декодирования на приемном конце – в пропускании сигнала возбуждения через фильтр, на выходе которого получается восстановленный сигнал речи.

Вывод.
На сегодняшний день используются различные методы кодирования речи. Основными критериями в разработке новых и улучшении уже существующих способов кодировки, является снижение требований к пропускной способности, увеличение качества звука, высокая помехоустойчивость, минимальные задержки при работе с алгоритмами и т.д.