數(shù)字語(yǔ)音編碼技術(shù)及其在水聲通信中的應(yīng)用.pdf

1、目前，數(shù)字語(yǔ)音技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于眾多通信領(lǐng)域，但是利用聲波進(jìn)行水聲數(shù)字語(yǔ)音通信卻是近期起步研究的新技術(shù)，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(shí)延大、多徑效應(yīng)隨時(shí)間一空間一頻率變化等特點(diǎn)所決定的。隨著國(guó)家安全的需要和海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水聲數(shù)字語(yǔ)音通信技術(shù)的研究越來(lái)越受到人們的重視。本論文以實(shí)現(xiàn)水聲數(shù)字語(yǔ)音通信為目的，對(duì)數(shù)字語(yǔ)音壓縮編碼技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。 由于水介質(zhì)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(diǎn)，要在水聲信道中實(shí)現(xiàn)數(shù)字語(yǔ)音通信，就必須對(duì)語(yǔ)音信息進(jìn)行大幅度壓縮，降低傳輸所需要的比特率。因此，本文主要對(duì)低速率的語(yǔ)音壓縮編碼算法進(jìn)行了深入研究。碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)技術(shù)(CELP)綜合了波形編碼和參數(shù)編碼的優(yōu)點(diǎn)，在較低的編碼速率上可以獲得較高質(zhì)量的合成語(yǔ)音。根據(jù)水聲通信的特點(diǎn)，本文參照國(guó)際重要的CELP算法FS-1016標(biāo)準(zhǔn)，提出了一種基于快速自適應(yīng)碼書搜索方法的語(yǔ)音編解碼算法，研究結(jié)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(fù)雜、通信頻帶窄的要求。 論文研究的主要內(nèi)容及取得的成果如下： 1．在深入研究碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼算法理論的基礎(chǔ)上，提出了基于FS-1016標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)編解碼的技術(shù)方案，并開發(fā)了數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)的編解碼仿真系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)大量語(yǔ)音樣本的統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明：本文提出的數(shù)字語(yǔ)音編解碼技術(shù)方案可行，且由此實(shí)現(xiàn)的編解碼系統(tǒng)性能穩(wěn)定，合成語(yǔ)音具有較高的清晰度和自然度。 2．對(duì)以上提出的語(yǔ)

4、音編解碼方案及由此實(shí)現(xiàn)的編解碼系統(tǒng)抗誤碼性能進(jìn)行了深入研究，結(jié)果表明：由該方案所實(shí)現(xiàn)的數(shù)字語(yǔ)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(shí)，均可實(shí)現(xiàn)清晰的語(yǔ)音通信。 3．針對(duì)傳統(tǒng)FS-1016標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)音編碼算法復(fù)雜度高的特點(diǎn)，提出了一種基于快速自適應(yīng)碼書搜索方法的語(yǔ)音編解碼算法。該算法改進(jìn)了傳統(tǒng)的分析一合成模型中合成模塊，使得自適應(yīng)碼書搜索時(shí)不再需要進(jìn)行卷積運(yùn)算。研究結(jié)果表明：快速自適應(yīng)碼書搜索算法與傳統(tǒng)自適應(yīng)碼書搜索算