7.5.2 Кодирование речи с половинной скоростью.
В GSM-кодере речи с половинной скоростью используется подход «анализ через синтез» в версии VSELP.
Процедура «анализ через синтез» используется для поиска наилучшего кодового слова (вектора), характеризующего сигнал возбуждения для каждого 20-мс сегмента.
В процессе «анализа через синтез» кодер вычисляет 18 параметров, которые характеризуют каждый 20-мс сегмент.
При кодировании речи с половинной скоростью количество битов, представляющих 20-мс сегмент, значительно меньше, чем при кодировании с полной скоростью; следовательно, необходим более высокий уровень их защиты в канале передачи.
Рисунок 7.19 Упрощенная блок-схема GSM-кодера речи с половинной скоростью (A(z) - кратковременный спектральный фильтр; B(z) - долговременный фильтр с задержкой L)
Основное преимущество кодера речи с половинной скоростью заключается в удвоении емкости физического канала. Основной недостаток кодирования речи с половинной скоростью - ухудшение качества передачи речи.
7.5.3. Улучшенное кодирование речи с полной скоростью.
В основе такого кодера лежит модель линейного предсказания с кодовым возбуждением (CELP).
Рисунок 7.20 Упрощенная блок-схема GSM-EFR - кодера
В этой модели речевой сигнал синтезируется в линейном фильтре синтеза с кратковременным предсказанием (STP) 1/A(z) 10-го порядка. Сигнал u(n) для его возбуждения формируется путем сложения двух векторов возбуждения из адаптивной и фиксированной кодовых книг.
Для каждого сегмента (20 мс, 160 отсчетов) определяются такие параметры модели CELP, как коэффициенты фильтра линейного предсказания, адреса в адаптивной и фиксированной кодовой книгах, а также весовые коэффициенты. Затем они кодируются и пересылаются на приемник. Декодер использует принятые параметры для восстановления речевого сигнала в CELP-синтезаторе, идентичном применяемому в передатчике при анализе речи.
EFR-кодер генерирует поток данных со скоростью 13 кбит/с. Тесты показали, что EFR-кодирование позволяет получить намного лучшее качество передачи речи, чем RPE-LTP-кодирование.