基于AMR的网络语音处理算法研究与性能的仿真

摘要

网络语音是因特网语音发展的代表标志，它也可称为因特网语音(VoIP-Voice overInternet Protocol)技术。VoIP是在IP分组交换网络的基础上，来实现语音通信的传输技术，由于价格便宜和功能种类多，所以得到了广泛地应用。尽管VoIP在成本节省和服务改进方面提供了各种优势，但部分由于质量问题，其推广一直不太顺利。事实上，在传统电话系统和新型的VoIP系统之间存在着若干基本差异，网络的流畅与堵塞必然引起语音信号的延时、抖动、丢包、回声等现象，影响VoIP网络通话质量的主要原因就是丢包现象。在接收端，经过语音解码后的语音实时回放的质量的损失和劣化就是由于语音包的丢失所带来的。
　　论文通过自适应多速率(AMR)语音编码技术在丢包处理上的算法，在VoIP系统中的信源信道，通过自适应的联合编码来实现丢包问题的解决方法。这种算法就是采用动态的网络状况，在信道编码上选取在Reed-Solomon码的前向纠错体制，运用E-Model评价模型对语音质量进行评估，然后自主选择一种能够达到语音质量最好的信源和信道编码速率。
　　本文设计了一种自适应算法，适用于VoIP系统的信源信道速率，采用了AMR语音编码技术和基于RS码的前向纠错信道编码。这种算法通过E-Model评价模型从丢包和延时两点来判断语音的质量，依据当前变化的网络状况自适应地选择出语音质量最优的信源与信道编码方案。对于这种算法，以VisualC++6.0平台进行算法的分析，分别在不同的网络状态下，求解出使得语音质量最优时的信源信道速率以及前向纠错编码方式，如果与假定的结果相符，那么就证明了它的有效性。实验在NS2仿真环境下进行，模拟网络环境的变化，在VoIP系统中，结合信源、信道速率自适应算法，并与VoIP系统中固定速率G.729的编码器、VoIP系统中信源速率自适应AMR的编码器相比较。试验表明，论文设计的这种算法对于丢包和延时两个问题的影响都不同程度的下降，尤其是在网络拥塞的时候它的效果更加明显。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景

1．2 国内外的研究现状

1．3 论文的组织结构

第2章 VoIP的原理及主要技术

2．1 VoIP技术概论

2．1．1 VoIP产生及发展过程

2．1．2 VoIP的技术现况

2．1．3 VoIP语音的基本传输过程

2．2 IP电话的语音通话质量

2．2．1 VoIP话音质量的影响因素

2．2．2 丢包技术的处理

2．2．3 基于拥塞控制的抗丢包技术

2．3 章末小结

第3章 适于VoIP的语音编码方法的研究

3．1 语音编码概述

3．1．1 语音编码的原理

3．1．2 语音编码的分类

3．1．3 语音编码性能的评价标准

3．2 变速率语音编码

3．2．1 变速率语音编码协议简介

3．2．2 变速率语音编码的分类

3．2．3 变速率语音编码的发展现况和发展方向

3．3 自适应多速率语音编码

3．3．1 AMR的应用原理

3．3．2 AMR解编码器的主要功能

3．4 章末小结

第4章 自适应多速率语音编码算法研究与设计

4．1 抗丢包编码算法

4．2 里德—所罗门码(RS码)

4．2．1 RS码的编码

4．2．2 RS码的译码

4．3 E-Model评价模型

4．4 基于RS码的AMR算法的设计

4．4．1 对延迟、丢包的估计

4．4．2 AMR编码算法的描述

4．4．3 AMR编码算法的处理流程设计

4．5 章末小结

第5章 基于NS2的网络仿真与性能分析

5．1 仿真的简介

5．1．1 NS2简介

5．1．2 PESQ评价方法

5．2 仿真实验设计和性能评价

5．2．1 仿真环境及其参数

5．2．2 仿真结果及分析

5．3 章末小结

第6章 总结与展望

参考文献

致谢