[发明专利]抗信道恶劣丢包伴随误码的语音编码传输方法

说明书

技术领域

本发明属于语音编码传输技术领域，特别涉及语音编码传输抗差错技术

背景技术

在包交换信道环境下进行实时、可靠、高质量的语音通信具有强烈的应用需求和广阔的应用背景。而在恶劣的无线包交换信道环境中进行语音通信，不仅有较高信道丢包率，而且没有丢失的数据包也同时伴随有较高的信道误码率。极端恶劣的无线包交换信道丢包率高达55％，未丢失的数据包中信道误码率也高达15％。另一方面，语音编码算法特别是低速率语音编码中广泛采用预测、矢量量化、超帧等技术，导致每个参数或比特所承载的信息量加大，鲁棒性能差，一旦传输信道中产生误码或丢包，就会引起信息的差错和损失。清则产生难听的冲击噪声，重则导致重建话音完全不可懂。因此在恶劣的无线包交换信道中进行语音通信，合成语音质量会受到上述两方面原因的影响而大幅度下降。

传统方法采用缓存多帧语音数据后进行RS(Reed Solomon)编码加深度交织，或者采用RS码与Turbo码级联加深度交织的方法，或者采用RS码与LDPC(Low Density Parity Check)码级联的方法以抵抗恶劣丢包伴随误码的影响，但上述这些方法需要延迟多帧的语音数据进行编码，延时过大，运算复杂，不适于实时的语音通信的要求；且在较高的丢包率和信道误码率的条件下由于受到恶劣信道的严重干扰，上述方法纠错能力有限，合成语音质量已经完全不能满足语音通信的要求。另外“包替代”的方法也广泛被采用，即用接收到的数据包直接去替代被干扰的相邻数据包。但该方法仅适用于较小丢包率和误码率的情况，当丢包率和误码率加大时，发生错误的包就会被连续替代，产生类似于“误码扩散”的严重后果。而且上述这些方法仅是被动地去适应恶劣的信道环境，没有充分利用语音信源自身的特性，损失了一定的性能。因此需要针对语音信号的特点设计新的编码传输算法以提高恶劣丢包伴随高误码率无线信道条件下的端到端的合成语音质量。

发明内容

本发明的目的是保证在恶劣丢包伴随高误码率的无线信道上进行实时、高质量的语音通信，并提高端到端的合成语音质量。提出了一种基于信源信道联合特性的“桶形移位联合叠加多数判决”语音编码传输算法，在无任何算法延时且消耗较小带宽的条件下抗丢包性能、纠错性能和端到端合成语音质量均优于传统“RS编码加深度交织”、“RS码与Turbo码级联编码加深度交织”、“RS码与LDPC码级联编码加深度交织”的算法。能在丢包率为55％、信道误码率为15％的极端恶劣的无线信道上实现实时，高质量的语音通信。

本发明提出的抗信道恶劣丢包伴随误码的语音编码传输方法，其特征在于，所述方法是在数字集成电路芯片编码器中依次按以下步骤实现：

(1)语音编码输出的语音参数码流进行分组；结合语音参数的重要性级别对语音线谱对参数和清浊音参数进行非等重保护，对于清浊音参数增加1个保护比特位，若当前帧为清音帧，则置保护比特位为0，否则置为1；另外增加2比特分别对线谱对参数矢量量化后的第一级和第二级进行偶校验，以提高端到端合成语音质量；

(2)采用BCH码组对各个语音参数分组分别编码，形成信道编码后数据分组；

(3)对BCH编码后的各数据分组进行“桶形移位联合叠加”处理；即设定固定传输块长度为M，块起始指针指向第一个编码后数据分组；从第一个编码后数据分组开始，对BCH编码后的分组数据分割出M组数据组成传输块，然后将块起始指针指向后一组数据；若当前块已分割到信道编码后的最后一组数据，则进行桶形移位，下一传输块的最后一组数据移位到第一个分组的位置进行分割；判断当前起始指针是否到达最后一组数据，若是则将所有分割出的所有传输块首尾衔接合路；否则继续进行分割；“桶形移位联合叠加”处理后，保持了每一个传输块保持与相邻传输块有M-1组数据的叠加；

(4)所有分割出的数据分块顺序叠加，打包合路送信道传输。

所述方法是在数字集成电路芯片解码器中依次按以下步骤实现：

(1)接收到受信道干扰后的语音数据包，依次从中提取出每组数据并进行与编码端对应的Berlekamp译码；

(2)依次判断每个数据分组是否在译码能力范围之内，若当前分组数据在BCH译码能力范围之内则将该分组译码结果写入缓存数组D_i，j，1≤i≤M，1≤j≤N对应位中，同时置当前分组译码状态F_i，j，1≤i≤M，1≤j≤N为1，其中i指示重复分组数，j指示分组标号，N为数据分组数。否则置当前分组译码状态F_i，j为0；循环直至所有数据分组均译码结束；