AMR2语音编解码技术及其在媒体服务器中的应用与研究

摘要

未经任何处理的数字话音数据量很大，直接传输和存储会占用大量的信道资源和存储空间。在保证一定的编码质量的前提下如何高效率地进行压缩编码，或者在给定信息速率的前提下如何提高编码后的语音质量，是语音编码研究的重点。在数字移动通信系统中，语音编码技术具有相当关键的作用。 随着3G移动通信技术的逐步实现以及移动通信与互联网的融合，全球正迅速步入移动信息时代，向个人通信的时代又迈出了重要的一步。本文全面介绍了3G移动通信中所采用的语音编码算法。尤其重点介绍了AMR和AMR2算法，并研究了AMR算法IP承载的关键技术。根据河南移动彩铃系统IP化需求，设计并实现了媒体服务器中语音编解码模块和Nb接口模块。 本文的主要工作内容如下： （1）研究变速率语音编解码相关知识，剖析G．711，AMR和AMR2语音编解码算法结构，以及对其速率控制，话音激活检测（VAD）等关键技术进行深入研究。 （2）对移动通信网络以及媒体网关（MGW），媒体服务器（MS）进行了深入的学习和讨论，并实现了AMR2语音的IP承载。 （3）针对河南移动彩铃业务的铃音实时转换需求以及传输速率的要求，提出了使用AMR2语音编解码格式为铃音编码格式，设计了AMR2语音编解码流程并实现了AMR2语音编码器。 （4）认真分析河南移动彩铃IP化需求，研究了MGW间通信的Nb接口协议，设计并实现了NbUP处理流程，完成了Nb接口模块。

目录

文摘

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致谢

1 绪论

1.1 编解码技术简介

1.1.1 语音编码技术分类

1.1.2 语音编码器的性能评价

1.2 变速率语音编解码技术

1.2.1 定速率语音编码向变速率语音编码的过渡

1.2.2 变速率语音编码的发展状况

1.3 论文完成的主要工作和组织结构

1.3.1 论文完成的主要意义及贡献

1.3.2 论文的组织结构

2 G711 编解码技术

2.1 G711 编解码技术及其特点

2.2 波形编码器(PCM)

2.3 G711 算法描述

3 自适应多速率(AMR)语音编解码

3.1 AMR语音编解码器的系统组成

3.2 编码器工作原理

3.2.1 预处理

3.2.2 线性预测(LP)分析及其参数量化

3.2.3 开环基音周期搜索

3.2.4 计算加权合成滤波器冲激响应

3.2.5 计算自适应码字搜索目标信号

3.2.6 自适应码字搜索

3.2.7 代数码矢搜索

3.2.8 增益量化

3.2.9 分帧后处理(状态更新)

3.2.10 全帧信号状态更新

3.3 译码器工作原理简介

3.3.1 解码和语音合成

3.3.2 后置处理

4 IP化彩铃系统

4.1 GSM移动通信网

4.1.1 GSM移动通信网优点

4.1.2 GSM系统的组成

4.2 3G移动通信网

4.2.1 3G网络的发展背景

4.2.2 我国3 G网络现状

4.2.3 3G网络业务结构

4.3 河南移动彩铃系统

4.3.1 河南移动彩铃系统组网

4.3.2 河南彩铃呼叫平台

4.4 IP化彩铃系统

4.4.1 IP承载网络下的呼叫正常处理流程

4.4.2 媒体服务器

4.4.3 AMR2 编解码器在媒体服务器中的作用

4.4.4 IP承载AMR语音的优势

5 AMR2 编解码器的设计与实现

5.1 AMR2 与AMR语音编解码的区别

5.2 AMR2 编码器模块

5.2.1 AMR2 语音编解码流程设计

5.2.2 AMR2 语音编码实现

5.3 Nb接口模块

5.3.1 IP承载的Nb接口协议栈

5.3.2 NbUP协议

5.3.3 NbUP处理实现

6 总结

参考文献

作者简历