Mã hóa tiếng nói trong GSM

Mã hóa tiếng nói trong GSM

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VIỄN THÔNG II _______________ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGHÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG HỆ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NIÊN KHOÁ: 2008-2013 Đề tài: NGHIÊN CỨU KĨ THUẬT MÃ HOÁ TIẾNG NÓI TRONG DI ĐỘNG Mã số đề tài: 12 408160072 NI DUNG: -  GII THIC V X NG - O TI -   -  THNG GSM - NG Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đại Hoà MSSV: 408160072 Lớp: Đ08VTA2 Giáo viên hƣớng dẫn: Phạm Thanh Đàm MỤC LỤC LờI Mở ĐầU 1 : GII THIC V X NG . 2 1.1 S  2  3 1.3 T chc cm 4  5 1.5 M 6 u ch 7 : O TI 9 2.1 Chui thoi 9  10  11 2.2.2 Vocal tract 12  13  13 2.2.3.2 Ph  15 2.2.3.3 Ph ng 17 2.2.3.4 Ph  18 2.3 Dng b lc ngun 18 2.3.1 Vocal tract 18  18 2.3.3 Dng b lc ngun t 19 :   20   20  21 3.1.1.1 PCM (Pulse Code Modulation) 21 3.1.1.2 DM (Delta Modulation) 22 3.1.1.3 DPCM (Differential PCM) 22 3.1.1.4 ADPCM (Adaptive Differential PCM)-G.726 23 3.1.2  23 3.1.3 (Hybrid) 24  25 a, D n hn STP (Short Term Predictor) 26 b, D n LTP (Long Term Predictor) 32 3.2. . 33 3.2.1 .   t b    33 3.2.2.        34 3.2.3.                34 3.2.3.1. (MOS) 35 3.2.3.2.      35   THNG GSM 36 4.1 C  tuyn cho h thng GSM 36 4.1.1 SBC- APCM 36 4.1.2 SBC-ADPCM 36 4.1.3 MPE-LTP 36 4.1.4 RPE-LTP 36 4.2 B -LTP 37 4.2.1 Tin x  37 4.2.2 L 39 4.2.3 Lc  41  43 4.3B gi-LTP 45 4.3.1Gi 46 4.3.2Lc tng hp LTP 46 4.3.3Lc tng hp STP 47 4.3.4Hu x  47 : NG 50 KếT LUậN 52 TÀI LIệU THAM KHảO 53 CHữ VIếT TắT 54 MỤC LỤC HÌNH u trong GSM 2 i A/D 3 i 3  4 u ti 6 o thoi 9 a vocal tract 10 n thou thanh) ngn 11  ph ca mn thou thanh) ngn 12 i gian ca /I/ trong t  14  ph ca /I/ trong t  14 i gian ca /U/ trong t  15  ph ca /U/ trong t  15 i gian cu t  16  ph cu t  16 i gian c  17 ng b lc ngun t 19  ng tng hp AbS 25  th  t ca 8 h s  30 i quan h gia khung, a s Hamming 31  -LTP 38  ln hn 41 ng tn s (phi) ca b lc trng s 44  u trong 4 chui con 44  gi-LTP 46 ng 50 MỤC LỤC BẢNG Bng  co th i cng Anh 13 Bng 2.2 V  ng Anh 17 Bng 2.3 V  ng trong ting Anh 17 Bng 2.4 V i vi ph ting Anh 18 Bng 4.1 37 Bng t  s LAR c (i) 40 Bng 4.3 N LAR (J=khi hin ti) 40 Bng 4.4 Bng t cho tham s khui LTP 42 Bng 4.5 V  a b -LTP trong khung thoi 20ms 48 LI M U SVTH: NGUY L Trang 1 Lời mở đầu ,                             r     , n thoi qua ng, qua Internet hay qua v tinh, M               cu   . ,          cu              .    ,                             .        , vi m   nh thc hi  trong ng N m 4  : - Gii thic v x u trong ng. - o ti -   -  thng GSM.  c t c c hi ting Matlab. Em y Phng dn, t   n th thc hiu thit mong s nh th  I THIC V X NG SVTH: NGUY L Trang 2 CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU SƠ LƢỢC VỀ XỬ LÝ TÍN HIỆU TRONGDI ĐỘNG    1Hình 1.1 Quá trình biến đổi tín hiệu trong GSM 1.1 Số hoá và mã hoá tiếng nói c microphone bin  d. Microphone bao gm mng t cut trong khe t ng ca mt  ging d liu cn thing vu qua b ldi trong khong tn s t c biu s bng b bii tn s ly mi mu bu s sau c bi 104 kbps. u s  a b bi i bng b u thoi  dng s. u c m bo thi gian th chp nhi ta s dc ca k thu ng s t ti truy c i thm y, chui bit truy ng s gim xung. S  n    M T chc cm u ch Gi ngun Gi  Gi xen Gii mt  u chnh Giu ch Ti Ti I THIC V X NG SVTH: NGUY L Trang 3 2Hình 1.2 Biến đổi A/D u s  a b bi  ty mn chng 160 mu).  truyi ta s thay th t ca b l y, 260 bit mng vi t truyn tht s  3Hình 1.3 Mã hoá thoại 1.2 Mã hoá kênh      i t  n truyn mt s       khoa b t m m sc nhiu l B chuyi A/D Lu trong khong t (300Hz  3.4kHz) B l di 8000 ln/s 13 bit/mu u s 104kbps B chuyn i A/D u s 104kbps LPC RPE L T P B i 20 ms block I THIC V X NG SVTH: NGUY L Trang 4 B n b  c bo v c bo v), da theo tm quan trng cc t m ch it lo u ca loc bo v b n l c t 3  bit lon l (185 bit) c b  c: g 1 (x)=1+x 3 +x 4  2 (x)=1+x+x 3 +x 4 t c bo vu ra c  ng vi 22,8 kbps. 4Hình 1.4 Mã hoá kênh 1.3 Tổ chức cụm Khi MS cn truy xu m c h thng cung cp cho mt khe thi gian. Mi khe th  ch chi       ng th   c g    khong thi gian bo v  Tu theo mi lo chc c i cng GSM:  Cụm thường (Normal Burst) TB 3 57  F 1 Chui ng dn 26 bit F 1 57  TB 3 GP 8.25 Cụm thƣờng (NB) CRC3 Convolution coder 50 bit 132 bit 78 bit 456 bit I THIC V X NG SVTH: NGUY L Trang 5 t  i cm. Chung d nh khe thu chu thu. Mi cng ch57 bit, xen git chung dn chi u cm s du.  Cụm điều chỉnh tần số (Frequency Correction Burst) Ca 142 bit c u khii tt c s d TB 3  TB 3 GB 8.25 Cụm điều chỉnh tần số (FC)  Cng b (Synchronization Burst) c s d ng b thi gian cho trng. Cm chc m FN (s khung) ca TDMA  nhn dng trm gc). Cc s d truy TB 3 39  Chung b 64 bit 39  TB 3 GB 8.25 Cụm đồng bộ (SB)  Cm truy xut (Access Burst) c s du khin 1 chii. TB 3 Chung b 41  36 TB 3 GP 68.25 Cụm truy xuất (AB)  Cm gi (Dummy Burst) C chc gi tin gi, s dn hc s di gian ri. TB 3 n hp 58 Chung dn 26 bit n hp 58 TB 3 GP 8.25 Cụm giả (DB) 1.4 Ghép xen  ng cng xy ra tng ct bin ch hiu qu nh hia chi ng m l i v i ta chia khi bn tin cn gm ngn r  cm [...]... tng ngi Nguyờn õm c phõn bit nh li to nờn s co tht, vớ d: - Mt nguyờn õm trc nh trong t beet - Mt nguyờn õm gia nh trong t bet - Mt nguyờn õm sau nh trong t boot Trong t beet li s chm lờn phn trờn cua ming v phn sau cua rang, cũn boot thỡ li lựi li phớa sau gn quai hm to ra s co tht Cỏc õm p, t, k c to ra do v trớ khỏc nhau trong vocal tract ni s co tht c thc hin ờ dng lung khụng khớ trc khi núi p: úng... 08VTA2 Trang 13 CHNG 2: QU TRèNH TO TING NểI Hỡnh 10Hỡnh 2.5(a) Dng súng thi gian ca /I/ trong t bit Hỡnh 11Hỡnh 2.5(b) Log cng ph ca /I/ trong t bit SVTH: NGUYN I HO LP: 08VTA2 Trang 14 CHNG 2: QU TRèNH TO TING NểI Hỡnh 12Hỡnh 2.6(a) Dng súng thi gian ca /U/ trong t foot Hỡnh 13Hỡnh 2.6(b) Log cng ph ca /U/ trong t foot 2.2.3.2 Ph õm xỏt Ph õm chu yu to nờn do nhiu lon cua lung khụng khớ c gi l... ln trong li d oỏn ti iờm bt u v kt thỳc cua khung ting núi c phõn tớch Vn ny c gii quyt bng cỏch s dng ca s Hamming, cú tỏc ng thu hp i vi cỏc rỡa cua mt khi trong khi nú khụng cú tỏc ng no trong cỏc di gia cua nú: w(n) = 0.54 - 0.46 cos( 2p n ) L -1 , 0 Ê n Ê L -1 (3.21) L l di khung phõn tớch LPC di cua ca s Hamming c s dng thng di hn di cua khung thoi Cỏc ca s chng lờn nhau s to hiu ng mt trong. .. ms) Trong vớ d ny, cỏc tham s LPC s c truyn i mi 20 ms ờ lm gim bt cỏc thay i t bin trong bn cht ng bao tớn hiu ting núi quanh rỡa khung phõn tớch LPC, ni suy cua cỏc tham s LPC gia cỏc khung k cn nhau c s dng ờ thu c cỏc thụng s cho mi khung con, bng cỏch cp nht chỳng mi 5 ms trong khi truyn chỳng mi 20 ms Hỡnh 20Hỡnh 3.3 Mi quan h gia khung, khung con v ca s Hamming Cỏc h s d oỏn aikhụng c s dng trong. .. Ghộp xen tớn hiu ting núi 1.5 Mt mó hoỏ SVTH: NGUYN I HO LP: 08VTA2 Trang 6 CHNG 1: GII THIU S LC V X Lí TN HIU TRONG DI NG Mc ớch cua mt mó hoỏ l bo mt tớn hiu trờn ng truyn vụ tuyn Khi MS v BTS giao tip vi nhau thỡ gia chỳng cú chung mt mt mó Mi cuc gi khỏc nhau thỡ cú mt mó khỏc nhau Trong GSM, ờ thc hin mt mó, u phỏt to ra mt chui tớn hiu gi ngu nhiờn ờ kt hp vi chui tớn hiu cn truyn u thu mun khụi... tc sang mt tớn hiu khỏc m khụng lm thay i v tin tc mang theo iu ch s l quỏ trỡnh trong ú cỏc d liu s c mó hoỏ vo trong súng mang hỡnh sin thớch hp vi cỏc c tớnh kờnh truyn K thut truyn tớn hiu iu ch s cũn gi l k thut truyn tớn hiu dóy thụng Dng tng quỏt cua súng mang hỡnh sin s(t) l: s(t) = A(t).cos[0(t) + (t)] (1.1) Trong ú, A: biờn 0=2f :tn s gúc : gúc pha Gii iu ch s l quỏ trỡnh ngc li vi iu ch... 2.2 l danh sỏch ph õm xỏt Nhng t lit kờ trong bng cho ta vớ d chung cua õm v Hỡnh 2.7 l dng súng theo thi gian v log cng ph cua mt mu /sh/ m l õm hu thanh v dng súng thi gian ging nh l nhiu ngu nhiờn Ph cú dng xỏc nh, khụng bng phng cao nh ph khong 2800 Hz Hỡnh 14Hỡnh 2.7(a) Dng súng thi gian ca /sh/ trong õm bt u t shop Hỡnh 15Hỡnh 2.7(b) Log cng ph ca /sh/ trong õm bt u t shop SVTH: NGUYN I HO LP:... /sh/ sap /h/ help m hu thanh /v/ vat /TH/ that /zh/ vision Bng 2Bng 2.2 V trớ co tht v ph õm xỏt trong ting Anh 2.2.3.3 Ph õm dng Ph õm dng hay õm bt l dng khụng khớ b ngt t ngt do co tht Chỳng ch l nhng õm ngn xut hin nhanh Tớn hiu dng cú thờ l õm hu thanh hay l õm vụ thanh Ph õm dng trong ting Anh c cho trong bng 2.3 S co tht xỏc nh v trớ cua mụi, rang v vũm ming Bng 2.3 l nhng t thng gp m õm u tiờn... nú.Cú nhiờ u bu c toỏn ờ tớnh toỏn bc lng t Thụng thng cú 2 kiờ u l feedforward APCM v feedback APCM Trong ca 2 kiờ u ngu i ta u da trờn nhng tớnh toỏn liờn quan n m t khụ i (block) mõu thu u c trong m t thi giannga n ,vờ nang lu ng ,s biờ n ụ i v nhng o a c khỏc Ta cũn go i l block companding .Trong kiờ u feedback ,vic tớnh toỏn bu c lu ng t u c thc hi n trờn mụi cõu khi nú u c u a vo x lý (võn... Bờn phớa tụ ng h p se dựng 1 trong 2 nguụ n ny cho i qua b lc gm cỏc h sụ cua khung d liu ờ tụ ng h p tiờ ng núi Ngoi vic a t u c tụ c bit thõ p ,Vocoder cũn cú u u iờ m l phõn tớch u c cỏc tham sụ nguụ n kớch thớch Bit biờ u thi õm s c, õm lu ng v õm h u thanh/õm vụ thanh Bn thõn nú l cỏc bit trong khung d liu, nờn cỏc s thay ụ i cua chỳng cú thờ u c sa ụ i tru c ho c trong khi tụ ng h p Vỡ thờ . i gian ca /I/ trong t  14  ph ca /I/ trong t  14 i gian ca /U/ trong t  15. TÍN HIỆU TRONGDI ĐỘNG    1Hình 1.1 Quá trình biến đổi tín hiệu trong GSM