SlideShare a Scribd company logo
1 of 12
Ch¬ng 3
M· ho¸ vµ gi¶i m· tiÕng nãi trong hÖ thèng GSM

3.1 C¸c bé m· ho¸ tiÕng nãi dù tuyÓn cho hÖ thèng GSM
ViÖc chän bé m· ho¸ vµ gi¶i m· tiÕng nãi (speech codec) thÝch
hîp nhÊt cho hÖ thèng GSM tõ mét tËp c¸c bé m· ho¸ dù tuyÓn ®· ®îc
dùa trªn c¸c phÐp thö so s¸nh kh¸i qu¸t gi÷a mét lo¹t c¸c ®iÒu kiÖn ho¹t
®éng. C¸c so s¸nh kh¾t khe vÒ chÊt lîng tiÕng nãi, søc kh¸ng lçi kªnh,
®é trÔ hÖ thèng còng nh ®é phøc t¹p.
Ban ®Çu c¸c níc thµnh viªn cña Héi nghÞ toµn ¢u vÒ bu chÝnh
vµ

viÔn

th«ng

CEPT

(Conference

of

Europe

on

Post

and

Telecommunications) ®· ®Ò nghÞ s¸u bé m· ho¸ vµ gi¶i m· tiÕng nãi
kh¸c nhau víi mét tèc ®é m· ho¸ tiÕng nãi vµ m· ho¸ kªnh tæng céng lµ
16 kb/s ®Ó so s¸nh. T¹i mét cuéc thö nghiÖm ®Çu tiªn c¸c bé m· ho¸ vµ
gi¶i m· ®· ®îc so s¸nh víi bé m· ho¸ vµ gi¶i m· ®ang ®îc sö dông trong
hÖ thèng FM nÐn-gi·n hiÖn ®ang cã vµo lóc ®ã vµ hai trong sè c¸c
codec ®ã ®· bÞ lo¹i bá sau ®ã. C¸c codec cßn l¹i gåm hai codec m· ho¸
b¨ng con vµ hai codec kÝch thÝch xung nh ®· nãi ®Õn trong ch¬ng tríc.
a. SBC-APCM
SBC-APCM lµ codec m· ho¸ b¨ng con víi PCM thÝch nghi theo
khèi. Codec nµy sö dông c¸c bé läc g¬ng cÇu ph¬ng (QMF: Quadrature
Mirror Filter) ®Ó ph©n t¸ch tÝn hiÖu lèi vµo thµnh 16 b¨ng con réng 250
Hz, hai b¨ng cao nhÊt trong sè ®ã kh«ng ®îc truyÒn ®i. Ên ®Þnh bÝt
thÝch nghi ®· ®îc sö dông trong c¸c b¨ng con trªn c¬ së tû lÖ c«ng suÊt
cña mét lo¹t b¨ng cÊu thµnh nªn th«ng tin biªn cÇn truyÒn ®i. Tèc ®é
truyÒn dÉn tæng céng cña c¸c tÝn hiÖu b¨ng con lµ 10 kb/s, th«ng tin
biªn lµ 3 kb/s mµ chóng ®îc b¶o vÖ bëi ®é d thõa 3 kb/s cña m· söa lçi
híng ®i (FEC: Foward Error Correction).
b. SBC-ADPCM
SBC-ADPCM lµ codec m· ho¸ b¨ng con víi PCM delta thÝch nghi.
Trong s¬ ®å nµy, tiÕng nãi lèi vµo ®· ®îc chia thµnh 8 b¨ng con trong
sè ®ã chØ cã 6 b¨ng ®îc truyÒn ®i. C¸c tÝn hiÖu b¨ng con ®· ®îc m·
ho¸ b»ng m· vi sai víi ®¸nh gi¸ ngîc vµ thÝch nghi ®Ó ®èi l¹i víi SBCAPCM ®· ®îc ®Ò nghÞ, trong ®ã ®¸nh gi¸ thuËn vµ thÝch nghi ®· ®îc
sö dông. Ên ®Þnh bÝt cña c¸c b¨ng con ®îc ®Æt cè ®Þnh, do vËy
kh«ng cã th«ng tin biªn nµo ®îc truyÒn ®i, nhê ®ã lµm cho hÖ thèng
thÝch nghi víi t¹p nhiÔu h¬n vµ thÕ kh«ng cÇn m· FEC. Tèc ®é m· cña
codec nµy chØ 15 kb/s.
c. MPE-LTP
MPE-LTP (Multi-Pulse Excited LPC codec with Long Term Predictor)
lµ codec dù ®o¸n tuyÕn tÝnh kÝch thÝch ®a xung víi bé dù ®o¸n dµi
h¹n. ViÖc thùc thi bé m· ho¸ vµ gi¶i m· tiÕng nãi cô thÓ ®îc sö dông
trong thö nghiÖm ®Ó so s¸nh ®ßi hái tèc ®é bÝt truyÒn dÉn 13.2 kb/s
vµ m· ho¸ FEC ®îc nhóng vµo ®ã víi tèc ®é 2.8 kb/s n÷a ®· ®îc sö dông
®Ó b¶o vÖ c¸c bÝt quan träng nhÊt cña bé m· ho¸ vµ gi¶i m· tiÕng nãi.
d. RPE-LTP
RPE-LTP (Regular Pulse Excited LPC codec) lµ codec LPC kÝch
thÝch xung ®Òu. Mét ph©n tÝch lý thuyÕt hoµn h¶o vÒ ph¬ng ph¸p
nµy ®· ®îc nãi ®Õn trong ch¬ng tríc vµ trong c¸c môc tíi ta sÏ bµn tiÕp
®Õn c¸c chi tiÕt viÖc thùc thi s¬ ®å nµy do nã ®· ®îc lùa chän lµm tiªu
chuÈn dùa trªn c¸c thö nghiÖm so s¸nh toµn diÖn.
Bèn codec nµy ®· ®îc so s¸nh víi nhau vÒ chÊt lîng tiÕng nãi,
kh¶ n¨ng kh¸ng t¹p nhiÔu, c¸c trÔ xö lý vµ ®é phøc t¹p tÝnh to¸n cña
chóng. Tõ kinh nghiÖm víi hÖ thèng tham chiÕu ®iÒu tÇn (FM), hai tû
lÖ lçi bÝt chØ tiªu ®· ®îc ®Ò nghÞ mµ t¹i ®ã c¸c so s¸nh vÒ chÊt lîng ®îc thùc hiÖn. Trêng hîp bi quan lµ mét BER = 10-2 = 1% ®ßi hái mét tû
sè sãng mang trªn t¹p ©m (CNR: Carrier to Noise Ratio) vµo qu·ng 18
dB cã kh¶ n¨ng vît qu¸ trong 90% vïng thu trong hÖ thèng FM. Kªnh l¹c
quan biÓu lé mét BER = 10 -3 = 0.1%, ®ßi hái CNR qu¸ng 26 dB b¶o
®¶m t¹i Ýt nhÊt 50% vïng phñ ®èi víi hÖ thèng FM tham chiÕu. §iÓm
sè ý kiÕn trung b×nh (MOS: Mean Opinion Score) tÝnh trung b×nh trªn
mét thang ®iÓm 5 trªn nhiÒu ®iÒu kiÖn thö nghiÖm kh¸c nhau ®· ®îc
t×m ra lµ: MOS (RPE-LPC) = 3.54, MOS (MPE-LTP) = 3.27, MOS
(SBC-APCM) = 3.14, MOS (SBC-ADPCM) = 2.92, MOS (FM) = 1.95.
C¸c kÕt qu¶ nµy ®· nhÊn m¹nh tÝnh vît tréi cña c¸c bé codec kÝch
thÝch xung vµ tÇm quan träng cña bé dù ®o¸n dµi h¹n (LTP: Long Term
Predictor). Codec RPE, do thÓ hiÖn c¸c ®Æc tÝnh ®îc a chuéng nhÊt,
®· ®îc c¶i thiÖn h¬n n÷a b»ng c¸ch ¸p dông mét LTP vµ codec RPELTP b¶o ®¶m mét MOS b»ng qu·ng 4.0 ®iÓm trªn mét d¶i réng c¸c
®iÒu kiÖn ho¹t ®éng.
3.2 Bé m· ho¸ tiÕng nãi RPE-LTP
S¬ ®å cña bé m· ho¸ RPE-LTP ®îc thÓ hiÖn trªn h×nh 3.1, trong
®ã c¸c bé phËn chøc n¨ng sau cã thÓ thÊy ®îc: 1) TiÒn xö lý; 2) Läc
ph©n tÝch STP; 3) Läc ph©n tÝch LTP vµ 4) TÝnh to¸n RPE.

H×nh 3.1 S¬ ®å khèi bé m· ho¸ RPE-LTP
a. TiÒn xö lý
ViÖc tiÒn nhÊn cã thÓ ®îc ¸p dông ®Ó n©ng ®é chÝnh x¸c tÝnh
to¸n b»ng sè trong c¸c tÝnh to¸n b»ng c¸ch nhÊn phÇn tÇn sè cao c«ng
suÊt thÊp cña phæ tiÕng nãi. §iÒu nµy cã thÓ thùc hiÖn ®îc b»ng sù trî
gióp cña mét bé läc mét cùc víi hµm truyÒn d¹ng:

H ( z ) = 1 − c1z −1

(3.1)

trong ®ã c1 ≈ 0.9 lµ mét gi¸ trÞ thùc tÕ. TiÕng nãi ®· ®îc tiÒn
nhÊn sp(n) ®îc ph©n ®o¹n thµnh c¸c khèi 160 mÉu trong mét bé ®Öm
trong ®ã chóng ®îc t¹o cöa sæ b»ng mét cöa sæ Hamming ®Ó tr¸nh
dao ®éng Gibbs trªn miÒn thêi gian g©y bëi viÖc c¾t ng¾n tiÕng nãi
bªn ngoµi khung ph©n tÝch. Cöa sæ Hamming cã mét t¸c ®éng thu hÑp
®èi víi c¸c r×a cña mét khèi trong khi nã kh«ng cã t¸c ®éng nµo trong
c¸c d¶i gi÷a cña nã:

s psw ( n) = s ps (n).c2 .(0.54 − 0.46cos 2π

n
)
L

(3.2)

trong ®ã sps(n) biÓu diÔn tiÕng nãi ®· ®îc ph©n ®o¹n vµ tiÒn
nhÊn cßn spsw(n) lµ phiªn b¶n ®· ®îc t¹o cöa sæ cña nã vµ h»ng sè c2 =
1.5863 ®îc x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn r»ng tiÕng nãi ®îc t¹o cöa sæ nhÊt
thiÕt ph¶i cã cïng n¨ng lîng nh khi cha ®îc t¹o cöa sæ.
b. Läc ph©n tÝch STP
§èi víi mçi mét ®o¹n gåm L = 160 mÉu, chÝn hÖ sè tù t¬ng quan
R(k) ®îc tÝnh tõ spsw(n) theo:
R (k ) =

L −1−k

∑

n =0

s psw (k ) s psw (n + k ) ,

k = 0, 1,..., 8

(3.3)

Tõ c¸c hÖ sè tù t¬ng quan cña tiÕng nãi R(k), t¸m hÖ sè ph¶n x¹
tÝnh ®îc theo thuËt to¸n lÆp Schur, lµ ph¬ng ph¸p t¬ng ®¬ng víi thuËt
to¸n Durbin ®îc sö dông ®Ó gi¶i c¸c ph¬ng tr×nh then chèt LPC ®Ó t×m
c¸c hÖ sè ph¶n x¹ ki còng nh c¸c hÖ sè läc STP. Tuy nhiªn, thuËt lÆp
Schur chØ ®a ®Õn c¸c hÖ sè ph¶n x¹ ki mµ th«i. C¸c hÖ sè ph¶n x¹ ki
®îc biÕn ®æi thµnh c¸c tû sè vïng logarit (LAR(i)), bëi v× c¸c LAR ®îc
nÐn-gi·n theo luËt logarit cã c¸c tÝnh chÊt lîng tö ho¸ tèt h¬n c¸c hÖ sè
ki:

1 + k (i )
LAR (i ) = lg(
),
1 − k (i )

(3.4)

trong ®ã mét xÊp xØ tuyÕn tÝnh kiÓu tõng ®o¹n víi 5 ®o¹n ®îc
sö dông ®Ó lµm ®¬n gi¶n ho¸ viÖc thùc thi thêi gian thùc:

k (i ),

LAR ' (i ) =  sign[k (i )][2 k (i ) − 0.675,

 sign[k (i )][8 k (i ) − 6.375,

k (i ) < 0.675
0.675 < k (i ) < 0.95 (3.5)
0.975 < k (i ) < 1.0

C¸c tham sè läc LAR(i), i = 1, 2,..., 8 cã c¸c d¶i ®éng kh¸c nhau vµ
c¸c hµm mËt ®é x¸c suÊt cã h×nh d¸ng kh¸c nhau. §iÒu nµy lý gi¶i cho
viÖc Ên ®Þnh vÞ trÝ c¸c bÝt 6, 5, 4 vµ 3 cho c¸c cÆp LAR thø nhÊt,
thø hai, thø ba vµ thø t mét c¸ch t¬ng øng. C¸c hÖ sè LAR(i) ®· lîng tö
ho¸ ®îc m· ho¸ t¹i chç thµnh tËp LAR’’(i) còng nh ®îc truyÒn tíi bé gi¶i
m· tiÕng nãi. §Ó lµm gi¶m bít c¸c thay ®æi ®ét biÕn trong b¶n chÊt cña
®êng bao tÝn hiÖu tiÕng nãi quanh c¸c r×a khung ph©n tÝch STP, c¸c
tham sè LAR ®îc néi suy tuyÕn tÝnh cßn vÒ phÝa c¸c r×a cña mét
khung ph©n tÝch th× c¸c tham sè LAR”(i) ®îc sö dông. B©y giê c¸c hÖ
sè ph¶n x¹ ®· ®îc gi¶i m· t¹i chç k’(i) ®îc tÝnh b»ng c¸ch biÕn ®æi
LAR”(i) trë l¹i thµnh k’(i) ®îc dïng ®Ó tÝnh STP d rSTP(i) trong mét cÊu
tróc ®îc gäi lµ PARCOR (Partial Correlation – T¬ng quan mét phÇn).
S¬ ®å PARCOR sö dông trùc tiÕp c¸c hÖ sè ph¶n x¹ k(i) ®Ó tÝnh STP
d rSTP(n) vµ nã t¹o nªn sù t¬ng tù tù nhiªn víi m« h×nh èng ©m thanh cña
viÖc sinh ra tiÕng nãi con ngêi.
c. Läc ph©n tÝch LTP
Nh chóng ta ®· thÊy trong ch¬ng tríc, sai sè dù ®o¸n LTP ®îc tèi
thiÓu ho¸ bëi ®é trÔ LTP D mµ nã cùc ®¹i ho¸ t¬ng quan chÐo gi÷a
STP d hiÖn t¹i rSTP(n) vµ gi¸ trÞ tríc ®ã cña nã ®· nhËn ®îc vµ ®îc nhí
®Öm víi ®é trÔ D, tøc lµ rSTP(n-D). Cô thÓ h¬n, STP d cã ®é dµi L =
160 mÉu ®îc chia ra lµm bèn ®o¹n con víi ®é dµi N = 40 mÉu vµ ®èi víi
mçi mét ®o¹n th× mét LTP ®îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch tÝnh t¬ng quan
chÐo gi÷a ®o¹n hiÖn ®ang xö lý vµ mét ®o¹n dµi N = 40 mÉu ®îc trît ®i
mét c¸ch liªn tôc cña ®o¹n STP d rSTP(n) dµi 128 mÉu ®· nhËn ®îc tríc
®ã. Gi¸ trÞ t¬ng quan lín nhÊt ®îc t×m thÊy t¹i mét ®é trÔ D mµ t¹i ®ã
®o¹n con hiÖn ®ang xö lý gièng nhÊt víi qu¸ khø cña m×nh. §iÒu nµy
cã kh¶ n¨ng ®óng nhÊt t¹i chu kú pitch hoÆc t¹i béi cña chu kú pitch. Do
®ã, hÇu hÕt ®é d thõa cã thÓ t¸ch ra khái ®îc tõ STP d, nÕu ®o¹n t¬ng
quan lín nµy ®îc trõ ®i khái nã, ®îc nh©n víi mét hÖ sè t¨ng Ých G lµ
®é t¬ng quan chÐo chuÈn ho¸ t×m thÊy t¹i ®é trÔ D. Mét khi c¸c tham
sè läc LTP lµ G vµ D ®· t×m ®îc, chóng ®îc lîng tö ho¸ ®Ó cho D’ vµ G’,
trong ®ã G’ ®îc lîng tö ho¸ b»ng hai bÝt cßn ®Ó lîng tö ho¸ D’ th× b¶y
bÝt lµ ®ñ.
C¸c tham sè LTP (G’, D’) ®îc gi¶i m· t¹i chè thµnh cÆp (G”, D”)
®Ó t¹o ra STP d ®· ®îc gi¶i m· t¹i chç r’STP(n) ®Ó sö dông trong c¸c ®o¹n
con ®ang tíi nh»m cung cÊp qu¸ khø cña STP d cho viÖc t×m kiÕm nh
®îc thÓ hiÖn trªn h×nh 3.1. H·y ®Ó ý r»ng do D lµ mét sè nguyªn,
chóng ta cã D = D’ = D”. Víi c¸c tham sè LTP võa tÝnh ®îc, LTP d rLTP(n)
tÝnh ®îc nh lµ sai lÖch gi÷a STP d rSTP(n) vµ íc lîng cña nã r”STP(n) (tÝnh
®îc nhê sù trî gióp cña c¸c tham sè LTP ®· gi¶i m· ®îc t¹i chç (G”, D, ))
nh sau:
rLTP(n) = rSTP(n) – r”STP(n)
r”STP(n) = G”.r’STP(n – D)

(3.6)
(3.7)
ë ®©y r’STP(n - D) biÓu diÔn mét ®o¹n ®· biÕt råi cña qu¸ khø cña
r’STP(n), ®îc tr÷c trong bé nhí ®Öm t×m kiÕm. Cuèi cïng, néi dung cña
bé ®Öm t×m kiÕm ®îc cËp nhËt b»ng c¸ch sö dông LTP d ®· ®îc gi¶i
m· t¹i chç r’LTP(n) vµ STP d ®· ®îc íc lîng r”STP(n) ®Ó t¹o nªn r’STP nh ®îc
chØ ra díi ®©y:
r’STP(n) = r’LTP(n) + r”STP(n)

(3.8)

d. TÝnh to¸n RPE
LTP d rLTP(n) ®îc tÝnh träng sè b»ng mét bé lµm tr¬n,vÒ c¬ b¶n
lµ mét bé läc th«ng thÊp h¹n b¨ng cã suy gi¶m (decay) ®Ñp víi tÇn sè
c¾t lµ 4 kHz/3 = 1.33 kHz theo mét phÐp chiÕt gi¶m (decimation) tû lÖ
3 bá mét cÇn ®îc ¸p dông. LTP d ®· ®îc lµm tr¬n rSLTP(n) ®îc ph©n gi¶i
thµnh ba dù tuyÓn kÝch thÝch, b»ng c¸ch lo¹i ®i thùc tÕ mÉu thø 40
cña mçi ®o¹n con, do ba chuçi dù tuyÓn chØ cã thÓ gép 39 mÉu. Khi
®ã, c¸c n¨ng lîng E1, E2, E3 cña ba chuçi ®· ®îc chiÕt sÏ ®îc tÝnh to¸n,
vµ chuçi dù tuyÓn cã n¨ng lîng lín nhÊt sÏ ®îc chän ®Ó biÓu diÔn mét
c¸ch tèt nhÊt LTP d. C¸c xung kÝch thÝch sau ®ã ®îc chuÈn ho¸ theo
biªn ®é lín nhÊt vmax(k) trong chuçi gåm 13 mÉu, råi chóng ®îc lîng tö
ho¸ b»ng mét bé lîng tö ho¸ 3 bit, trong khi ®ã logarit cña gi¸ trÞ cùc ®¹i
cña khèi vmax(k) ®îc lîng tö b»ng s¸u bÝt. Theo ba vÞ trÝ k cña líi (chia
«) ban ®Çu cã thÓ cã, hai bÝt lµ cÇn ®Ó m· lîng dÞch trît ban ®Çu cña
líi ®èi víi mçi mét ®o¹n con. C¸c biªn ®é xung β(k, i), c¸c vÞ trÝ líi k vµ
c¸c cùc ®¹i cña khèi vmax(k) ®îc gi¶i m· t¹i chç ®Ó cho ra LTP d r’LTP(n),
trong ®ã “c¸c xung bÞ thiÕu” trong chuçi ®îc ®iÒn víi gi¸ trÞ 0.
3.3 Bé gi¶i m· tiÕng nãi RPE-LTP
S¬ ®å khèi cña bé gi¶i m· RPE-LTP ®îc tr×nh bµy trong h×nh
3.2, thÓ hiÖn mét cÊu tróc ngîc h×nh thµnh bëi c¸c bé phËn chøc n¨ng:
1) Gi¶i m· RPE; 2) Läc tæng hîp LTP; 3) Läc tæng hîp STP vµ 4) HËu
xö lý.
a. Gi¶i m· RPE
Trong bé gi¶i m·, líi vÞ trÝ k, c¸c gi¸ trÞ cùc ®¹i kÝch thÝch cña
®o¹n con vmax(k) vµ c¸c biªn ®é xung lÝch thÝch β’(k, i) ®îc lîng tö
nghÞch ®¶o vµ c¸c biªn ®é xung kÝch thÝch ®îc tÝnh to¸n b»ng c¸ch
nh©n c¸c biªn ®é ®· gi¶i m· ®îc víi c¸c trÞ cùc ®¹i khèi t¬ng øng cña
chóng. M« h×nh LTP d r’LTP(n) ®îc t¸i t¹o l¹i b»ng viÖc ®Þnh vÞ chÝnh
x¸c c¸c biªn ®é xung β(k, i) theo lîng dÞch k ban ®Çu.
b. Läc tæng hîp LTP
Tho¹t tiªn, c¸c tham sè läc LTP (G’, D’) ®îc lîng tö ngîc ®Ó t¹o nªn
bé läc tæng hîp LTP. Sau ®ã m« h×nh kÝch thÝch LTP ®· kh«i phôc ®îc r’LTP(n) ®îc sö dông ®Ó kÝch thÝch bé läc tæng hîp LTP nµy (G’, D’)
®Ó kh«i phôc mét ®o¹n míi cã ®é dµi N = 40 cña STP d ®· ®îc íc lîng
r’STP(n). §Ó lµm vËy, lý lÞch cò cña STP d ®· t¸i t¹o ®îc r’STP(n) ®îc sö
dông, ®îc lµm trÔ ®óng ®i D’ mÉu vµ ®îc nh©n víi G’ ®Ó cã ®îc STP
d ®îc íc lîng r”STP(n) theo:
r”STP(n) = G’. r’STP(n-D’)

(3.9)

råi sau ®ã r”STP(n) ®îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n ®o¹n con gÇn ®©y
nhÊt cña STP d ®· ®îc t¸i t¹o nh sau:
r’STP(n) = r”STP(n) + r’LTP(n)

(3.10)
H×nh 3.2 S¬ ®å khèi cña bé gi¶i m· RPELTP
c. Läc tæng hîp STP

ˆ
§Ó tÝnh to¸n tiÕng nãi tæng hîp s ( n) th× viÖc tæng hîp
PARCOR ®îc sö dông, trong ®ã t¬ng tù nh víi läc ph©n tÝch STP, cÇn
®Õn c¸c hÖ sè ph¶n x¹ k(i), i = 1, 2..., 8. C¸c tham sè LAR’(i) ®îc gi¶i m·
b»ng c¸ch sö dông bé lîng tö ho¸ nghÞch LAR ®Ó cho ra LAR”(i) mµ nã
mét lÇn n÷a l¹i ®îc néi suy tuyÕn tÝnh vÒ phÝa c¸c r×a cña khung
ph©n tÝch gi÷a c¸c tham sè cña c¸c khung l©n cËn nh»m tr¸nh c¸c thay
®æi ®ét ngét trong ®Æc ®iÓm cña ®êng bao phæ tiÕng nãi. Cuèi
cïng, tËp tham sè ®· néi suy ®îc ®îc biÕn ®æi ngîc thµnh c¸c hÖ sè
ph¶n x¹, trong ®ã tÝnh æn ®Þnh cña bé läc ®îc b¶o ®¶m nÕu c¸c hÖ
sè ph¶n x¹ ®îc kh«i phôc (t¸i t¹o) r¬i ra ngoµi vßng trßn ®¬n vÞ ®îc
ph¶n x¹ ngîc vµo trong vßng trßn ®¬n vÞ nhê thùc hiÖn lÊy gi¸ trÞ
nghÞc ®¶o cña chóng. C«ng thøc ngîc ®Ó biÕn ®æi LAR(i) trë l¹i
thµnh k(i) ®îc cho theo:

10 LAR (i ) − 1
k (i ) = LAR (i )
10
+1

(3.11)

d. HËu xö lý
Qu¸ tr×nh hËu xö lý ®îc thiÕt lËp bëi viÖc gi¶i nhÊn b»ng c¸ch sö
dông bé läc H(z) trong biÓu thøc (3.1).
S¬ ®å ph©n bæ bÝt RPE-LTP tãm t¾t ®îc tr×nh bµy ë d¹ng b¶ng
nh b¶ng 3.1 ®èi víi mét kho¶ng thêi gian 20 ms, t¬ng ®¬ng víi viÖc m·
ho¸ L = 160 mÉu.
B¶ng 3.1 Tãm t¾t s¬ ®å ph©n bæ bÝt RPE-LTP
Tham sè cÇn m·
8 hÖ sè LAR STP

Sè bÝt
36

4 t¨ng Ých LTP G

4×2=8

4 ®é trÔ LTP D

4×7=28

4 vÞ trÝ líi RPE
4 gi¸ trÞ cùc ®¹i khèi RPE
4×13=52 biªn ®é xung
Tæng sè bÝt trªn mét khung 20 ms
Tèc ®é bÝt truyÒn dÉn

4×2=8
4×6=24
52×3=156
260
13 kb/s

3.4 ph©n tÝch bé m· ho¸ tiÕng nãi trong hÖ thèng GSM
Môc nµy nh»m ®a ra mét sè ph©n tÝch t¬ng ®èi s¬ lîc vÒ bé m·
ho¸ tiÕng nãi trong hÖ thèng GSM.
VÒ c¨n b¶n, chóng ta cã thÓ thÊy, bé m· ho¸ tiÕng nãi trong GSM
lµ mét bé m· ho¸ tiÕng nãi d¹ng lai (hybrid) gi÷a LPC vocoder vµ m· ho¸
d¹ng sãng, trong ®ã m« h×nh läc tõ cÊu h×nh vocoder ®îc gi÷ nguyªn
song c¸c tham sè kÝch thÝch l¹i ®îc c¶i thiÖn. §iÒu nµy nghÜa lµ phÇn
chñ yÕu cña c¸c tham sè ®îc truyÒn ®i liªn quan tíi chuçi kÝch thÝch.
Bé m· ho¸ lai ®· san ®îc hè ng¨n c¸ch gi÷a c¸c bé m· ho¸ vocoder vµ c¸c
bé m· ho¸ d¹ng sãng, víi c¸c tèc ®é bÝt tõ díi 5 kb/s th× chÊt lîng tiÕng
nãi t¨ng cïng víi sù t¨ng tèc ®é bÝt.
H×nh 3.3 cho chóng ta mét c¸i nh×n s¬ lîc vÒ so s¸nh chÊt lîng
gi÷a c¸c lo¹i bé m· ho¸ tiÕng nãi.

H×nh 3.3 So s¸nh gi÷a c¸c d¹ng bé m· ho¸ tiÕng nãi kh¸c nhau
[Nguån: CME 20 – System Survey – Training Document. Ericsson Radio
Systems AB, 1992]
Quy tr×nh m· ho¸ tiÕng nãi trong bé m· ho¸ tiÕng nãi cã thÓ tãm
t¾t l¹i ®îc nh sau. TÝn hiÖu tiÕng nãi lèi vµo ®îc chia thµnh tõng khung
20 ms ®Ó biÕn ®æi thµnh tÝn hiÖu sè. C¸c bíc c¬ b¶n cña qu¸ tr×nh m·
ho¸ bao gåm: Läc dù ®o¸n tuyÕn tÝnh LPC, Läc dù ®o¸n dµi h¹n LTP
vµ m· ho¸ kÝch thÝch xung ®Òu RPE. C¸c th«ng sè ®îc m· ho¸ do vËy
còng bao gåm c¸c bÝt m· cña c¸c th«ng sè LPC, LTP vµ RPE.
Qu¸ tr×nh m· ho¸ tõng bíc cña bé m· ho¸ tiÕng nãi GSM ®îc tãm
t¾t l¹i b»ng s¬ ®å khèi trªn h×nh 3.4.
H×nh 3.4 S¬ ®å khèi v¾ n t¾ t qu¸ tr×nh m· ho¸ tiÕng
nãi cña bé m· ho¸ tiÕng nãi trong hÖ thèng GSM

D¹ng sãng tiÕng nãi sau c¸c qu¸ tr×nh läc LPC, LTP vµ chuÈn ho¸
cã d¹ng nh ®îc tr×nh bµy trªn h×nh vÏ 3.5.

H×nh 3.5 D¹ng sãng trong c¸c qu¸ tr×nh läc

More Related Content

What's hot

đề Thi nền móng dhxd
đề Thi nền móng dhxdđề Thi nền móng dhxd
đề Thi nền móng dhxdluuguxd
 
03 Các lệnh nháy
03 Các lệnh nháy03 Các lệnh nháy
03 Các lệnh nháyMr Giap
 
Thuctap epanet
Thuctap epanetThuctap epanet
Thuctap epanetmi mi
 
Tcxd 195 97 nha cao tang -tke coc khn
Tcxd 195  97 nha cao tang -tke coc khnTcxd 195  97 nha cao tang -tke coc khn
Tcxd 195 97 nha cao tang -tke coc khnngoctung5687
 
02 Lập trình hợp ngữ 8051
02 Lập trình hợp ngữ 805102 Lập trình hợp ngữ 8051
02 Lập trình hợp ngữ 8051Mr Giap
 
Truyền dữ liệu không dây
Truyền dữ liệu không dâyTruyền dữ liệu không dây
Truyền dữ liệu không dâyViet Len Xanh
 
Do an cang tuong cu
Do an cang tuong cuDo an cang tuong cu
Do an cang tuong culuuguxd
 
Tailieu.vncty.com qua trinh-va_thiet_bi_truyen_chat_3869
Tailieu.vncty.com   qua trinh-va_thiet_bi_truyen_chat_3869Tailieu.vncty.com   qua trinh-va_thiet_bi_truyen_chat_3869
Tailieu.vncty.com qua trinh-va_thiet_bi_truyen_chat_3869Trần Đức Anh
 

What's hot (12)

đề Thi nền móng dhxd
đề Thi nền móng dhxdđề Thi nền móng dhxd
đề Thi nền móng dhxd
 
Luận văn: Chỉ số chính quy của một số tập điểm béo, HAY
Luận văn: Chỉ số chính quy của một số tập điểm béo, HAYLuận văn: Chỉ số chính quy của một số tập điểm béo, HAY
Luận văn: Chỉ số chính quy của một số tập điểm béo, HAY
 
He so nen
He so nenHe so nen
He so nen
 
03 Các lệnh nháy
03 Các lệnh nháy03 Các lệnh nháy
03 Các lệnh nháy
 
3.chap3 sched
3.chap3 sched3.chap3 sched
3.chap3 sched
 
Thuctap epanet
Thuctap epanetThuctap epanet
Thuctap epanet
 
Tu hoc matlab
Tu hoc matlabTu hoc matlab
Tu hoc matlab
 
Tcxd 195 97 nha cao tang -tke coc khn
Tcxd 195  97 nha cao tang -tke coc khnTcxd 195  97 nha cao tang -tke coc khn
Tcxd 195 97 nha cao tang -tke coc khn
 
02 Lập trình hợp ngữ 8051
02 Lập trình hợp ngữ 805102 Lập trình hợp ngữ 8051
02 Lập trình hợp ngữ 8051
 
Truyền dữ liệu không dây
Truyền dữ liệu không dâyTruyền dữ liệu không dây
Truyền dữ liệu không dây
 
Do an cang tuong cu
Do an cang tuong cuDo an cang tuong cu
Do an cang tuong cu
 
Tailieu.vncty.com qua trinh-va_thiet_bi_truyen_chat_3869
Tailieu.vncty.com   qua trinh-va_thiet_bi_truyen_chat_3869Tailieu.vncty.com   qua trinh-va_thiet_bi_truyen_chat_3869
Tailieu.vncty.com qua trinh-va_thiet_bi_truyen_chat_3869
 

Similar to Ch3 loi15

Chapter3(CAC BIEN PHAP BAO DAM CHAT LUONG DICH VU
Chapter3(CAC BIEN PHAP BAO DAM CHAT LUONG DICH VUChapter3(CAC BIEN PHAP BAO DAM CHAT LUONG DICH VU
Chapter3(CAC BIEN PHAP BAO DAM CHAT LUONG DICH VUVNG
 
10 Truyền thông nối tiếp
10 Truyền thông nối tiếp10 Truyền thông nối tiếp
10 Truyền thông nối tiếpMr Giap
 
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Thông Tin Vô Tuyến, Chuyển Mạch Và Thông Tin Quan...
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Thông Tin Vô Tuyến, Chuyển Mạch Và Thông Tin Quan...Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Thông Tin Vô Tuyến, Chuyển Mạch Và Thông Tin Quan...
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Thông Tin Vô Tuyến, Chuyển Mạch Và Thông Tin Quan...TieuNgocLy
 
Tinh toan suc chiu tai thang dung
Tinh toan suc chiu tai thang dungTinh toan suc chiu tai thang dung
Tinh toan suc chiu tai thang dungmagicxlll
 
Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 - P3
Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 - P3Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 - P3
Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 - P3Ttx Love
 
Tong quan ve tong dai
Tong quan ve tong daiTong quan ve tong dai
Tong quan ve tong daivanliemtb
 
Kết Cấu Thép Nhà Nhịp Lớn
Kết Cấu Thép Nhà Nhịp Lớn Kết Cấu Thép Nhà Nhịp Lớn
Kết Cấu Thép Nhà Nhịp Lớn nataliej4
 
Gia công xung điện edm
Gia công xung điện   edmGia công xung điện   edm
Gia công xung điện edmnataliej4
 
Kỹ thuật nhiệt trịnh văn quang (dành cho sinh viên ngành công trình)
Kỹ thuật nhiệt   trịnh văn quang (dành cho sinh viên ngành công trình)Kỹ thuật nhiệt   trịnh văn quang (dành cho sinh viên ngành công trình)
Kỹ thuật nhiệt trịnh văn quang (dành cho sinh viên ngành công trình)Trinh Van Quang
 
Giao trinh fpga
Giao trinh fpgaGiao trinh fpga
Giao trinh fpgaSon Vuong
 

Similar to Ch3 loi15 (20)

Chapter3(CAC BIEN PHAP BAO DAM CHAT LUONG DICH VU
Chapter3(CAC BIEN PHAP BAO DAM CHAT LUONG DICH VUChapter3(CAC BIEN PHAP BAO DAM CHAT LUONG DICH VU
Chapter3(CAC BIEN PHAP BAO DAM CHAT LUONG DICH VU
 
10 Truyền thông nối tiếp
10 Truyền thông nối tiếp10 Truyền thông nối tiếp
10 Truyền thông nối tiếp
 
Ky thuat lap_trinh
Ky thuat lap_trinhKy thuat lap_trinh
Ky thuat lap_trinh
 
Kỹ thuật lập trình.
Kỹ thuật lập trình.Kỹ thuật lập trình.
Kỹ thuật lập trình.
 
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Thông Tin Vô Tuyến, Chuyển Mạch Và Thông Tin Quan...
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Thông Tin Vô Tuyến, Chuyển Mạch Và Thông Tin Quan...Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Thông Tin Vô Tuyến, Chuyển Mạch Và Thông Tin Quan...
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Thông Tin Vô Tuyến, Chuyển Mạch Và Thông Tin Quan...
 
Tinh toan suc chiu tai thang dung
Tinh toan suc chiu tai thang dungTinh toan suc chiu tai thang dung
Tinh toan suc chiu tai thang dung
 
Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 - P3
Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 - P3Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 - P3
Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 - P3
 
Chuong 03
Chuong 03Chuong 03
Chuong 03
 
Chuong 03
Chuong 03Chuong 03
Chuong 03
 
Btct ung luc truoc
Btct ung luc truocBtct ung luc truoc
Btct ung luc truoc
 
Download here
Download hereDownload here
Download here
 
Tong quan ve tong dai
Tong quan ve tong daiTong quan ve tong dai
Tong quan ve tong dai
 
bai-giang-ky-thuat-cam-bien.pdf
bai-giang-ky-thuat-cam-bien.pdfbai-giang-ky-thuat-cam-bien.pdf
bai-giang-ky-thuat-cam-bien.pdf
 
De tl 1 ctn
De tl 1 ctnDe tl 1 ctn
De tl 1 ctn
 
De tl 1 ctn
De tl 1 ctnDe tl 1 ctn
De tl 1 ctn
 
Doi dieu ve pt-hpt
Doi dieu ve pt-hptDoi dieu ve pt-hpt
Doi dieu ve pt-hpt
 
Kết Cấu Thép Nhà Nhịp Lớn
Kết Cấu Thép Nhà Nhịp Lớn Kết Cấu Thép Nhà Nhịp Lớn
Kết Cấu Thép Nhà Nhịp Lớn
 
Gia công xung điện edm
Gia công xung điện   edmGia công xung điện   edm
Gia công xung điện edm
 
Kỹ thuật nhiệt trịnh văn quang (dành cho sinh viên ngành công trình)
Kỹ thuật nhiệt   trịnh văn quang (dành cho sinh viên ngành công trình)Kỹ thuật nhiệt   trịnh văn quang (dành cho sinh viên ngành công trình)
Kỹ thuật nhiệt trịnh văn quang (dành cho sinh viên ngành công trình)
 
Giao trinh fpga
Giao trinh fpgaGiao trinh fpga
Giao trinh fpga
 

More from vanliemtb

Tran van chien
Tran van chienTran van chien
Tran van chienvanliemtb
 
Tom tat lv th s nguyen xuan bach
Tom tat lv th s nguyen xuan bachTom tat lv th s nguyen xuan bach
Tom tat lv th s nguyen xuan bachvanliemtb
 
Tom tat lv th s ha quang thang 2012
Tom tat lv th s ha quang thang 2012Tom tat lv th s ha quang thang 2012
Tom tat lv th s ha quang thang 2012vanliemtb
 
Tóm tat lv lt.hiệu
Tóm tat lv lt.hiệuTóm tat lv lt.hiệu
Tóm tat lv lt.hiệuvanliemtb
 
Ttlats dinh thi thu phong
Ttlats dinh thi thu phongTtlats dinh thi thu phong
Ttlats dinh thi thu phongvanliemtb
 
Ttlv chu chi linh
Ttlv chu chi linhTtlv chu chi linh
Ttlv chu chi linhvanliemtb
 
Ttlv lưu thanh huy
Ttlv lưu thanh huyTtlv lưu thanh huy
Ttlv lưu thanh huyvanliemtb
 
Ttlv hoang dinh hung
Ttlv hoang dinh hungTtlv hoang dinh hung
Ttlv hoang dinh hungvanliemtb
 
Ttlats dinh thi thu phong
Ttlats dinh thi thu phongTtlats dinh thi thu phong
Ttlats dinh thi thu phongvanliemtb
 
Vi quang hieu
Vi quang hieuVi quang hieu
Vi quang hieuvanliemtb
 
Tom tat lv th s ha quang thang 2012
Tom tat lv th s ha quang thang 2012Tom tat lv th s ha quang thang 2012
Tom tat lv th s ha quang thang 2012vanliemtb
 
Nguyễn ngọc ánh
Nguyễn ngọc ánhNguyễn ngọc ánh
Nguyễn ngọc ánhvanliemtb
 
Lv th s.ck hanh.10
Lv th s.ck hanh.10Lv th s.ck hanh.10
Lv th s.ck hanh.10vanliemtb
 
Nghien+cuu++he+thong+truyen+dan+quang
Nghien+cuu++he+thong+truyen+dan+quangNghien+cuu++he+thong+truyen+dan+quang
Nghien+cuu++he+thong+truyen+dan+quangvanliemtb
 
Mang va cac cong nghe truy nhap
Mang va cac cong nghe truy nhapMang va cac cong nghe truy nhap
Mang va cac cong nghe truy nhapvanliemtb
 
Thong tin quang 2
Thong tin quang 2Thong tin quang 2
Thong tin quang 2vanliemtb
 
Ky thuat so phan 8
Ky thuat so phan 8Ky thuat so phan 8
Ky thuat so phan 8vanliemtb
 
Bao caototnghiep ve vpn
Bao caototnghiep ve vpnBao caototnghiep ve vpn
Bao caototnghiep ve vpnvanliemtb
 

More from vanliemtb (20)

Tran van chien
Tran van chienTran van chien
Tran van chien
 
Tom tat lv th s nguyen xuan bach
Tom tat lv th s nguyen xuan bachTom tat lv th s nguyen xuan bach
Tom tat lv th s nguyen xuan bach
 
Tom tat lv th s ha quang thang 2012
Tom tat lv th s ha quang thang 2012Tom tat lv th s ha quang thang 2012
Tom tat lv th s ha quang thang 2012
 
00050001334
0005000133400050001334
00050001334
 
Tóm tat lv lt.hiệu
Tóm tat lv lt.hiệuTóm tat lv lt.hiệu
Tóm tat lv lt.hiệu
 
Ttlats dinh thi thu phong
Ttlats dinh thi thu phongTtlats dinh thi thu phong
Ttlats dinh thi thu phong
 
Ttlv chu chi linh
Ttlv chu chi linhTtlv chu chi linh
Ttlv chu chi linh
 
Ttlv lưu thanh huy
Ttlv lưu thanh huyTtlv lưu thanh huy
Ttlv lưu thanh huy
 
Ttlv hoang dinh hung
Ttlv hoang dinh hungTtlv hoang dinh hung
Ttlv hoang dinh hung
 
Ttlats dinh thi thu phong
Ttlats dinh thi thu phongTtlats dinh thi thu phong
Ttlats dinh thi thu phong
 
V l0 02714
V l0 02714V l0 02714
V l0 02714
 
Vi quang hieu
Vi quang hieuVi quang hieu
Vi quang hieu
 
Tom tat lv th s ha quang thang 2012
Tom tat lv th s ha quang thang 2012Tom tat lv th s ha quang thang 2012
Tom tat lv th s ha quang thang 2012
 
Nguyễn ngọc ánh
Nguyễn ngọc ánhNguyễn ngọc ánh
Nguyễn ngọc ánh
 
Lv th s.ck hanh.10
Lv th s.ck hanh.10Lv th s.ck hanh.10
Lv th s.ck hanh.10
 
Nghien+cuu++he+thong+truyen+dan+quang
Nghien+cuu++he+thong+truyen+dan+quangNghien+cuu++he+thong+truyen+dan+quang
Nghien+cuu++he+thong+truyen+dan+quang
 
Mang va cac cong nghe truy nhap
Mang va cac cong nghe truy nhapMang va cac cong nghe truy nhap
Mang va cac cong nghe truy nhap
 
Thong tin quang 2
Thong tin quang 2Thong tin quang 2
Thong tin quang 2
 
Ky thuat so phan 8
Ky thuat so phan 8Ky thuat so phan 8
Ky thuat so phan 8
 
Bao caototnghiep ve vpn
Bao caototnghiep ve vpnBao caototnghiep ve vpn
Bao caototnghiep ve vpn
 

Ch3 loi15

  • 1. Ch¬ng 3 M· ho¸ vµ gi¶i m· tiÕng nãi trong hÖ thèng GSM 3.1 C¸c bé m· ho¸ tiÕng nãi dù tuyÓn cho hÖ thèng GSM ViÖc chän bé m· ho¸ vµ gi¶i m· tiÕng nãi (speech codec) thÝch hîp nhÊt cho hÖ thèng GSM tõ mét tËp c¸c bé m· ho¸ dù tuyÓn ®· ®îc dùa trªn c¸c phÐp thö so s¸nh kh¸i qu¸t gi÷a mét lo¹t c¸c ®iÒu kiÖn ho¹t ®éng. C¸c so s¸nh kh¾t khe vÒ chÊt lîng tiÕng nãi, søc kh¸ng lçi kªnh, ®é trÔ hÖ thèng còng nh ®é phøc t¹p. Ban ®Çu c¸c níc thµnh viªn cña Héi nghÞ toµn ¢u vÒ bu chÝnh vµ viÔn th«ng CEPT (Conference of Europe on Post and Telecommunications) ®· ®Ò nghÞ s¸u bé m· ho¸ vµ gi¶i m· tiÕng nãi kh¸c nhau víi mét tèc ®é m· ho¸ tiÕng nãi vµ m· ho¸ kªnh tæng céng lµ 16 kb/s ®Ó so s¸nh. T¹i mét cuéc thö nghiÖm ®Çu tiªn c¸c bé m· ho¸ vµ gi¶i m· ®· ®îc so s¸nh víi bé m· ho¸ vµ gi¶i m· ®ang ®îc sö dông trong hÖ thèng FM nÐn-gi·n hiÖn ®ang cã vµo lóc ®ã vµ hai trong sè c¸c codec ®ã ®· bÞ lo¹i bá sau ®ã. C¸c codec cßn l¹i gåm hai codec m· ho¸ b¨ng con vµ hai codec kÝch thÝch xung nh ®· nãi ®Õn trong ch¬ng tríc. a. SBC-APCM SBC-APCM lµ codec m· ho¸ b¨ng con víi PCM thÝch nghi theo khèi. Codec nµy sö dông c¸c bé läc g¬ng cÇu ph¬ng (QMF: Quadrature Mirror Filter) ®Ó ph©n t¸ch tÝn hiÖu lèi vµo thµnh 16 b¨ng con réng 250 Hz, hai b¨ng cao nhÊt trong sè ®ã kh«ng ®îc truyÒn ®i. Ên ®Þnh bÝt
  • 2. thÝch nghi ®· ®îc sö dông trong c¸c b¨ng con trªn c¬ së tû lÖ c«ng suÊt cña mét lo¹t b¨ng cÊu thµnh nªn th«ng tin biªn cÇn truyÒn ®i. Tèc ®é truyÒn dÉn tæng céng cña c¸c tÝn hiÖu b¨ng con lµ 10 kb/s, th«ng tin biªn lµ 3 kb/s mµ chóng ®îc b¶o vÖ bëi ®é d thõa 3 kb/s cña m· söa lçi híng ®i (FEC: Foward Error Correction). b. SBC-ADPCM SBC-ADPCM lµ codec m· ho¸ b¨ng con víi PCM delta thÝch nghi. Trong s¬ ®å nµy, tiÕng nãi lèi vµo ®· ®îc chia thµnh 8 b¨ng con trong sè ®ã chØ cã 6 b¨ng ®îc truyÒn ®i. C¸c tÝn hiÖu b¨ng con ®· ®îc m· ho¸ b»ng m· vi sai víi ®¸nh gi¸ ngîc vµ thÝch nghi ®Ó ®èi l¹i víi SBCAPCM ®· ®îc ®Ò nghÞ, trong ®ã ®¸nh gi¸ thuËn vµ thÝch nghi ®· ®îc sö dông. Ên ®Þnh bÝt cña c¸c b¨ng con ®îc ®Æt cè ®Þnh, do vËy kh«ng cã th«ng tin biªn nµo ®îc truyÒn ®i, nhê ®ã lµm cho hÖ thèng thÝch nghi víi t¹p nhiÔu h¬n vµ thÕ kh«ng cÇn m· FEC. Tèc ®é m· cña codec nµy chØ 15 kb/s. c. MPE-LTP MPE-LTP (Multi-Pulse Excited LPC codec with Long Term Predictor) lµ codec dù ®o¸n tuyÕn tÝnh kÝch thÝch ®a xung víi bé dù ®o¸n dµi h¹n. ViÖc thùc thi bé m· ho¸ vµ gi¶i m· tiÕng nãi cô thÓ ®îc sö dông trong thö nghiÖm ®Ó so s¸nh ®ßi hái tèc ®é bÝt truyÒn dÉn 13.2 kb/s vµ m· ho¸ FEC ®îc nhóng vµo ®ã víi tèc ®é 2.8 kb/s n÷a ®· ®îc sö dông ®Ó b¶o vÖ c¸c bÝt quan träng nhÊt cña bé m· ho¸ vµ gi¶i m· tiÕng nãi. d. RPE-LTP RPE-LTP (Regular Pulse Excited LPC codec) lµ codec LPC kÝch thÝch xung ®Òu. Mét ph©n tÝch lý thuyÕt hoµn h¶o vÒ ph¬ng ph¸p nµy ®· ®îc nãi ®Õn trong ch¬ng tríc vµ trong c¸c môc tíi ta sÏ bµn tiÕp ®Õn c¸c chi tiÕt viÖc thùc thi s¬ ®å nµy do nã ®· ®îc lùa chän lµm tiªu chuÈn dùa trªn c¸c thö nghiÖm so s¸nh toµn diÖn.
  • 3. Bèn codec nµy ®· ®îc so s¸nh víi nhau vÒ chÊt lîng tiÕng nãi, kh¶ n¨ng kh¸ng t¹p nhiÔu, c¸c trÔ xö lý vµ ®é phøc t¹p tÝnh to¸n cña chóng. Tõ kinh nghiÖm víi hÖ thèng tham chiÕu ®iÒu tÇn (FM), hai tû lÖ lçi bÝt chØ tiªu ®· ®îc ®Ò nghÞ mµ t¹i ®ã c¸c so s¸nh vÒ chÊt lîng ®îc thùc hiÖn. Trêng hîp bi quan lµ mét BER = 10-2 = 1% ®ßi hái mét tû sè sãng mang trªn t¹p ©m (CNR: Carrier to Noise Ratio) vµo qu·ng 18 dB cã kh¶ n¨ng vît qu¸ trong 90% vïng thu trong hÖ thèng FM. Kªnh l¹c quan biÓu lé mét BER = 10 -3 = 0.1%, ®ßi hái CNR qu¸ng 26 dB b¶o ®¶m t¹i Ýt nhÊt 50% vïng phñ ®èi víi hÖ thèng FM tham chiÕu. §iÓm sè ý kiÕn trung b×nh (MOS: Mean Opinion Score) tÝnh trung b×nh trªn mét thang ®iÓm 5 trªn nhiÒu ®iÒu kiÖn thö nghiÖm kh¸c nhau ®· ®îc t×m ra lµ: MOS (RPE-LPC) = 3.54, MOS (MPE-LTP) = 3.27, MOS (SBC-APCM) = 3.14, MOS (SBC-ADPCM) = 2.92, MOS (FM) = 1.95. C¸c kÕt qu¶ nµy ®· nhÊn m¹nh tÝnh vît tréi cña c¸c bé codec kÝch thÝch xung vµ tÇm quan träng cña bé dù ®o¸n dµi h¹n (LTP: Long Term Predictor). Codec RPE, do thÓ hiÖn c¸c ®Æc tÝnh ®îc a chuéng nhÊt, ®· ®îc c¶i thiÖn h¬n n÷a b»ng c¸ch ¸p dông mét LTP vµ codec RPELTP b¶o ®¶m mét MOS b»ng qu·ng 4.0 ®iÓm trªn mét d¶i réng c¸c ®iÒu kiÖn ho¹t ®éng. 3.2 Bé m· ho¸ tiÕng nãi RPE-LTP S¬ ®å cña bé m· ho¸ RPE-LTP ®îc thÓ hiÖn trªn h×nh 3.1, trong ®ã c¸c bé phËn chøc n¨ng sau cã thÓ thÊy ®îc: 1) TiÒn xö lý; 2) Läc ph©n tÝch STP; 3) Läc ph©n tÝch LTP vµ 4) TÝnh to¸n RPE. H×nh 3.1 S¬ ®å khèi bé m· ho¸ RPE-LTP
  • 4. a. TiÒn xö lý ViÖc tiÒn nhÊn cã thÓ ®îc ¸p dông ®Ó n©ng ®é chÝnh x¸c tÝnh to¸n b»ng sè trong c¸c tÝnh to¸n b»ng c¸ch nhÊn phÇn tÇn sè cao c«ng suÊt thÊp cña phæ tiÕng nãi. §iÒu nµy cã thÓ thùc hiÖn ®îc b»ng sù trî gióp cña mét bé läc mét cùc víi hµm truyÒn d¹ng: H ( z ) = 1 − c1z −1 (3.1) trong ®ã c1 ≈ 0.9 lµ mét gi¸ trÞ thùc tÕ. TiÕng nãi ®· ®îc tiÒn nhÊn sp(n) ®îc ph©n ®o¹n thµnh c¸c khèi 160 mÉu trong mét bé ®Öm trong ®ã chóng ®îc t¹o cöa sæ b»ng mét cöa sæ Hamming ®Ó tr¸nh dao ®éng Gibbs trªn miÒn thêi gian g©y bëi viÖc c¾t ng¾n tiÕng nãi bªn ngoµi khung ph©n tÝch. Cöa sæ Hamming cã mét t¸c ®éng thu hÑp ®èi víi c¸c r×a cña mét khèi trong khi nã kh«ng cã t¸c ®éng nµo trong c¸c d¶i gi÷a cña nã: s psw ( n) = s ps (n).c2 .(0.54 − 0.46cos 2π n ) L (3.2) trong ®ã sps(n) biÓu diÔn tiÕng nãi ®· ®îc ph©n ®o¹n vµ tiÒn nhÊn cßn spsw(n) lµ phiªn b¶n ®· ®îc t¹o cöa sæ cña nã vµ h»ng sè c2 = 1.5863 ®îc x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn r»ng tiÕng nãi ®îc t¹o cöa sæ nhÊt thiÕt ph¶i cã cïng n¨ng lîng nh khi cha ®îc t¹o cöa sæ. b. Läc ph©n tÝch STP §èi víi mçi mét ®o¹n gåm L = 160 mÉu, chÝn hÖ sè tù t¬ng quan R(k) ®îc tÝnh tõ spsw(n) theo:
  • 5. R (k ) = L −1−k ∑ n =0 s psw (k ) s psw (n + k ) , k = 0, 1,..., 8 (3.3) Tõ c¸c hÖ sè tù t¬ng quan cña tiÕng nãi R(k), t¸m hÖ sè ph¶n x¹ tÝnh ®îc theo thuËt to¸n lÆp Schur, lµ ph¬ng ph¸p t¬ng ®¬ng víi thuËt to¸n Durbin ®îc sö dông ®Ó gi¶i c¸c ph¬ng tr×nh then chèt LPC ®Ó t×m c¸c hÖ sè ph¶n x¹ ki còng nh c¸c hÖ sè läc STP. Tuy nhiªn, thuËt lÆp Schur chØ ®a ®Õn c¸c hÖ sè ph¶n x¹ ki mµ th«i. C¸c hÖ sè ph¶n x¹ ki ®îc biÕn ®æi thµnh c¸c tû sè vïng logarit (LAR(i)), bëi v× c¸c LAR ®îc nÐn-gi·n theo luËt logarit cã c¸c tÝnh chÊt lîng tö ho¸ tèt h¬n c¸c hÖ sè ki: 1 + k (i ) LAR (i ) = lg( ), 1 − k (i ) (3.4) trong ®ã mét xÊp xØ tuyÕn tÝnh kiÓu tõng ®o¹n víi 5 ®o¹n ®îc sö dông ®Ó lµm ®¬n gi¶n ho¸ viÖc thùc thi thêi gian thùc: k (i ),  LAR ' (i ) =  sign[k (i )][2 k (i ) − 0.675,   sign[k (i )][8 k (i ) − 6.375, k (i ) < 0.675 0.675 < k (i ) < 0.95 (3.5) 0.975 < k (i ) < 1.0 C¸c tham sè läc LAR(i), i = 1, 2,..., 8 cã c¸c d¶i ®éng kh¸c nhau vµ c¸c hµm mËt ®é x¸c suÊt cã h×nh d¸ng kh¸c nhau. §iÒu nµy lý gi¶i cho viÖc Ên ®Þnh vÞ trÝ c¸c bÝt 6, 5, 4 vµ 3 cho c¸c cÆp LAR thø nhÊt, thø hai, thø ba vµ thø t mét c¸ch t¬ng øng. C¸c hÖ sè LAR(i) ®· lîng tö ho¸ ®îc m· ho¸ t¹i chç thµnh tËp LAR’’(i) còng nh ®îc truyÒn tíi bé gi¶i m· tiÕng nãi. §Ó lµm gi¶m bít c¸c thay ®æi ®ét biÕn trong b¶n chÊt cña ®êng bao tÝn hiÖu tiÕng nãi quanh c¸c r×a khung ph©n tÝch STP, c¸c tham sè LAR ®îc néi suy tuyÕn tÝnh cßn vÒ phÝa c¸c r×a cña mét khung ph©n tÝch th× c¸c tham sè LAR”(i) ®îc sö dông. B©y giê c¸c hÖ sè ph¶n x¹ ®· ®îc gi¶i m· t¹i chç k’(i) ®îc tÝnh b»ng c¸ch biÕn ®æi LAR”(i) trë l¹i thµnh k’(i) ®îc dïng ®Ó tÝnh STP d rSTP(i) trong mét cÊu tróc ®îc gäi lµ PARCOR (Partial Correlation – T¬ng quan mét phÇn). S¬ ®å PARCOR sö dông trùc tiÕp c¸c hÖ sè ph¶n x¹ k(i) ®Ó tÝnh STP
  • 6. d rSTP(n) vµ nã t¹o nªn sù t¬ng tù tù nhiªn víi m« h×nh èng ©m thanh cña viÖc sinh ra tiÕng nãi con ngêi. c. Läc ph©n tÝch LTP Nh chóng ta ®· thÊy trong ch¬ng tríc, sai sè dù ®o¸n LTP ®îc tèi thiÓu ho¸ bëi ®é trÔ LTP D mµ nã cùc ®¹i ho¸ t¬ng quan chÐo gi÷a STP d hiÖn t¹i rSTP(n) vµ gi¸ trÞ tríc ®ã cña nã ®· nhËn ®îc vµ ®îc nhí ®Öm víi ®é trÔ D, tøc lµ rSTP(n-D). Cô thÓ h¬n, STP d cã ®é dµi L = 160 mÉu ®îc chia ra lµm bèn ®o¹n con víi ®é dµi N = 40 mÉu vµ ®èi víi mçi mét ®o¹n th× mét LTP ®îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch tÝnh t¬ng quan chÐo gi÷a ®o¹n hiÖn ®ang xö lý vµ mét ®o¹n dµi N = 40 mÉu ®îc trît ®i mét c¸ch liªn tôc cña ®o¹n STP d rSTP(n) dµi 128 mÉu ®· nhËn ®îc tríc ®ã. Gi¸ trÞ t¬ng quan lín nhÊt ®îc t×m thÊy t¹i mét ®é trÔ D mµ t¹i ®ã ®o¹n con hiÖn ®ang xö lý gièng nhÊt víi qu¸ khø cña m×nh. §iÒu nµy cã kh¶ n¨ng ®óng nhÊt t¹i chu kú pitch hoÆc t¹i béi cña chu kú pitch. Do ®ã, hÇu hÕt ®é d thõa cã thÓ t¸ch ra khái ®îc tõ STP d, nÕu ®o¹n t¬ng quan lín nµy ®îc trõ ®i khái nã, ®îc nh©n víi mét hÖ sè t¨ng Ých G lµ ®é t¬ng quan chÐo chuÈn ho¸ t×m thÊy t¹i ®é trÔ D. Mét khi c¸c tham sè läc LTP lµ G vµ D ®· t×m ®îc, chóng ®îc lîng tö ho¸ ®Ó cho D’ vµ G’, trong ®ã G’ ®îc lîng tö ho¸ b»ng hai bÝt cßn ®Ó lîng tö ho¸ D’ th× b¶y bÝt lµ ®ñ. C¸c tham sè LTP (G’, D’) ®îc gi¶i m· t¹i chè thµnh cÆp (G”, D”) ®Ó t¹o ra STP d ®· ®îc gi¶i m· t¹i chç r’STP(n) ®Ó sö dông trong c¸c ®o¹n con ®ang tíi nh»m cung cÊp qu¸ khø cña STP d cho viÖc t×m kiÕm nh ®îc thÓ hiÖn trªn h×nh 3.1. H·y ®Ó ý r»ng do D lµ mét sè nguyªn, chóng ta cã D = D’ = D”. Víi c¸c tham sè LTP võa tÝnh ®îc, LTP d rLTP(n) tÝnh ®îc nh lµ sai lÖch gi÷a STP d rSTP(n) vµ íc lîng cña nã r”STP(n) (tÝnh ®îc nhê sù trî gióp cña c¸c tham sè LTP ®· gi¶i m· ®îc t¹i chç (G”, D, )) nh sau: rLTP(n) = rSTP(n) – r”STP(n) r”STP(n) = G”.r’STP(n – D) (3.6) (3.7)
  • 7. ë ®©y r’STP(n - D) biÓu diÔn mét ®o¹n ®· biÕt råi cña qu¸ khø cña r’STP(n), ®îc tr÷c trong bé nhí ®Öm t×m kiÕm. Cuèi cïng, néi dung cña bé ®Öm t×m kiÕm ®îc cËp nhËt b»ng c¸ch sö dông LTP d ®· ®îc gi¶i m· t¹i chç r’LTP(n) vµ STP d ®· ®îc íc lîng r”STP(n) ®Ó t¹o nªn r’STP nh ®îc chØ ra díi ®©y: r’STP(n) = r’LTP(n) + r”STP(n) (3.8) d. TÝnh to¸n RPE LTP d rLTP(n) ®îc tÝnh träng sè b»ng mét bé lµm tr¬n,vÒ c¬ b¶n lµ mét bé läc th«ng thÊp h¹n b¨ng cã suy gi¶m (decay) ®Ñp víi tÇn sè c¾t lµ 4 kHz/3 = 1.33 kHz theo mét phÐp chiÕt gi¶m (decimation) tû lÖ 3 bá mét cÇn ®îc ¸p dông. LTP d ®· ®îc lµm tr¬n rSLTP(n) ®îc ph©n gi¶i thµnh ba dù tuyÓn kÝch thÝch, b»ng c¸ch lo¹i ®i thùc tÕ mÉu thø 40 cña mçi ®o¹n con, do ba chuçi dù tuyÓn chØ cã thÓ gép 39 mÉu. Khi ®ã, c¸c n¨ng lîng E1, E2, E3 cña ba chuçi ®· ®îc chiÕt sÏ ®îc tÝnh to¸n, vµ chuçi dù tuyÓn cã n¨ng lîng lín nhÊt sÏ ®îc chän ®Ó biÓu diÔn mét c¸ch tèt nhÊt LTP d. C¸c xung kÝch thÝch sau ®ã ®îc chuÈn ho¸ theo biªn ®é lín nhÊt vmax(k) trong chuçi gåm 13 mÉu, råi chóng ®îc lîng tö ho¸ b»ng mét bé lîng tö ho¸ 3 bit, trong khi ®ã logarit cña gi¸ trÞ cùc ®¹i cña khèi vmax(k) ®îc lîng tö b»ng s¸u bÝt. Theo ba vÞ trÝ k cña líi (chia «) ban ®Çu cã thÓ cã, hai bÝt lµ cÇn ®Ó m· lîng dÞch trît ban ®Çu cña líi ®èi víi mçi mét ®o¹n con. C¸c biªn ®é xung β(k, i), c¸c vÞ trÝ líi k vµ c¸c cùc ®¹i cña khèi vmax(k) ®îc gi¶i m· t¹i chç ®Ó cho ra LTP d r’LTP(n), trong ®ã “c¸c xung bÞ thiÕu” trong chuçi ®îc ®iÒn víi gi¸ trÞ 0. 3.3 Bé gi¶i m· tiÕng nãi RPE-LTP S¬ ®å khèi cña bé gi¶i m· RPE-LTP ®îc tr×nh bµy trong h×nh 3.2, thÓ hiÖn mét cÊu tróc ngîc h×nh thµnh bëi c¸c bé phËn chøc n¨ng: 1) Gi¶i m· RPE; 2) Läc tæng hîp LTP; 3) Läc tæng hîp STP vµ 4) HËu xö lý.
  • 8. a. Gi¶i m· RPE Trong bé gi¶i m·, líi vÞ trÝ k, c¸c gi¸ trÞ cùc ®¹i kÝch thÝch cña ®o¹n con vmax(k) vµ c¸c biªn ®é xung lÝch thÝch β’(k, i) ®îc lîng tö nghÞch ®¶o vµ c¸c biªn ®é xung kÝch thÝch ®îc tÝnh to¸n b»ng c¸ch nh©n c¸c biªn ®é ®· gi¶i m· ®îc víi c¸c trÞ cùc ®¹i khèi t¬ng øng cña chóng. M« h×nh LTP d r’LTP(n) ®îc t¸i t¹o l¹i b»ng viÖc ®Þnh vÞ chÝnh x¸c c¸c biªn ®é xung β(k, i) theo lîng dÞch k ban ®Çu. b. Läc tæng hîp LTP Tho¹t tiªn, c¸c tham sè läc LTP (G’, D’) ®îc lîng tö ngîc ®Ó t¹o nªn bé läc tæng hîp LTP. Sau ®ã m« h×nh kÝch thÝch LTP ®· kh«i phôc ®îc r’LTP(n) ®îc sö dông ®Ó kÝch thÝch bé läc tæng hîp LTP nµy (G’, D’) ®Ó kh«i phôc mét ®o¹n míi cã ®é dµi N = 40 cña STP d ®· ®îc íc lîng r’STP(n). §Ó lµm vËy, lý lÞch cò cña STP d ®· t¸i t¹o ®îc r’STP(n) ®îc sö dông, ®îc lµm trÔ ®óng ®i D’ mÉu vµ ®îc nh©n víi G’ ®Ó cã ®îc STP d ®îc íc lîng r”STP(n) theo: r”STP(n) = G’. r’STP(n-D’) (3.9) råi sau ®ã r”STP(n) ®îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n ®o¹n con gÇn ®©y nhÊt cña STP d ®· ®îc t¸i t¹o nh sau: r’STP(n) = r”STP(n) + r’LTP(n) (3.10)
  • 9. H×nh 3.2 S¬ ®å khèi cña bé gi¶i m· RPELTP c. Läc tæng hîp STP ˆ §Ó tÝnh to¸n tiÕng nãi tæng hîp s ( n) th× viÖc tæng hîp PARCOR ®îc sö dông, trong ®ã t¬ng tù nh víi läc ph©n tÝch STP, cÇn ®Õn c¸c hÖ sè ph¶n x¹ k(i), i = 1, 2..., 8. C¸c tham sè LAR’(i) ®îc gi¶i m· b»ng c¸ch sö dông bé lîng tö ho¸ nghÞch LAR ®Ó cho ra LAR”(i) mµ nã mét lÇn n÷a l¹i ®îc néi suy tuyÕn tÝnh vÒ phÝa c¸c r×a cña khung ph©n tÝch gi÷a c¸c tham sè cña c¸c khung l©n cËn nh»m tr¸nh c¸c thay ®æi ®ét ngét trong ®Æc ®iÓm cña ®êng bao phæ tiÕng nãi. Cuèi
  • 10. cïng, tËp tham sè ®· néi suy ®îc ®îc biÕn ®æi ngîc thµnh c¸c hÖ sè ph¶n x¹, trong ®ã tÝnh æn ®Þnh cña bé läc ®îc b¶o ®¶m nÕu c¸c hÖ sè ph¶n x¹ ®îc kh«i phôc (t¸i t¹o) r¬i ra ngoµi vßng trßn ®¬n vÞ ®îc ph¶n x¹ ngîc vµo trong vßng trßn ®¬n vÞ nhê thùc hiÖn lÊy gi¸ trÞ nghÞc ®¶o cña chóng. C«ng thøc ngîc ®Ó biÕn ®æi LAR(i) trë l¹i thµnh k(i) ®îc cho theo: 10 LAR (i ) − 1 k (i ) = LAR (i ) 10 +1 (3.11) d. HËu xö lý Qu¸ tr×nh hËu xö lý ®îc thiÕt lËp bëi viÖc gi¶i nhÊn b»ng c¸ch sö dông bé läc H(z) trong biÓu thøc (3.1). S¬ ®å ph©n bæ bÝt RPE-LTP tãm t¾t ®îc tr×nh bµy ë d¹ng b¶ng nh b¶ng 3.1 ®èi víi mét kho¶ng thêi gian 20 ms, t¬ng ®¬ng víi viÖc m· ho¸ L = 160 mÉu. B¶ng 3.1 Tãm t¾t s¬ ®å ph©n bæ bÝt RPE-LTP Tham sè cÇn m· 8 hÖ sè LAR STP Sè bÝt 36 4 t¨ng Ých LTP G 4×2=8 4 ®é trÔ LTP D 4×7=28 4 vÞ trÝ líi RPE 4 gi¸ trÞ cùc ®¹i khèi RPE 4×13=52 biªn ®é xung Tæng sè bÝt trªn mét khung 20 ms Tèc ®é bÝt truyÒn dÉn 4×2=8 4×6=24 52×3=156 260 13 kb/s 3.4 ph©n tÝch bé m· ho¸ tiÕng nãi trong hÖ thèng GSM Môc nµy nh»m ®a ra mét sè ph©n tÝch t¬ng ®èi s¬ lîc vÒ bé m· ho¸ tiÕng nãi trong hÖ thèng GSM.
  • 11. VÒ c¨n b¶n, chóng ta cã thÓ thÊy, bé m· ho¸ tiÕng nãi trong GSM lµ mét bé m· ho¸ tiÕng nãi d¹ng lai (hybrid) gi÷a LPC vocoder vµ m· ho¸ d¹ng sãng, trong ®ã m« h×nh läc tõ cÊu h×nh vocoder ®îc gi÷ nguyªn song c¸c tham sè kÝch thÝch l¹i ®îc c¶i thiÖn. §iÒu nµy nghÜa lµ phÇn chñ yÕu cña c¸c tham sè ®îc truyÒn ®i liªn quan tíi chuçi kÝch thÝch. Bé m· ho¸ lai ®· san ®îc hè ng¨n c¸ch gi÷a c¸c bé m· ho¸ vocoder vµ c¸c bé m· ho¸ d¹ng sãng, víi c¸c tèc ®é bÝt tõ díi 5 kb/s th× chÊt lîng tiÕng nãi t¨ng cïng víi sù t¨ng tèc ®é bÝt. H×nh 3.3 cho chóng ta mét c¸i nh×n s¬ lîc vÒ so s¸nh chÊt lîng gi÷a c¸c lo¹i bé m· ho¸ tiÕng nãi. H×nh 3.3 So s¸nh gi÷a c¸c d¹ng bé m· ho¸ tiÕng nãi kh¸c nhau [Nguån: CME 20 – System Survey – Training Document. Ericsson Radio Systems AB, 1992] Quy tr×nh m· ho¸ tiÕng nãi trong bé m· ho¸ tiÕng nãi cã thÓ tãm t¾t l¹i ®îc nh sau. TÝn hiÖu tiÕng nãi lèi vµo ®îc chia thµnh tõng khung 20 ms ®Ó biÕn ®æi thµnh tÝn hiÖu sè. C¸c bíc c¬ b¶n cña qu¸ tr×nh m· ho¸ bao gåm: Läc dù ®o¸n tuyÕn tÝnh LPC, Läc dù ®o¸n dµi h¹n LTP vµ m· ho¸ kÝch thÝch xung ®Òu RPE. C¸c th«ng sè ®îc m· ho¸ do vËy còng bao gåm c¸c bÝt m· cña c¸c th«ng sè LPC, LTP vµ RPE. Qu¸ tr×nh m· ho¸ tõng bíc cña bé m· ho¸ tiÕng nãi GSM ®îc tãm t¾t l¹i b»ng s¬ ®å khèi trªn h×nh 3.4.
  • 12. H×nh 3.4 S¬ ®å khèi v¾ n t¾ t qu¸ tr×nh m· ho¸ tiÕng nãi cña bé m· ho¸ tiÕng nãi trong hÖ thèng GSM D¹ng sãng tiÕng nãi sau c¸c qu¸ tr×nh läc LPC, LTP vµ chuÈn ho¸ cã d¹ng nh ®îc tr×nh bµy trªn h×nh vÏ 3.5. H×nh 3.5 D¹ng sãng trong c¸c qu¸ tr×nh läc