Проектирование сетей стандарта GSM (стр. 6 из 8)

Для белого шума корреляционная функция должна быть дельта - функцией (в идеальном случае), но реальном случае наблюдаем некоторые колебания функции относительно нуля.

Построим график корреляционной функции для коррелированного процесса АР,который представлен на рис.2.5:

Рисунок 2.5-График корреляционной функции для коррелированного процесса АР

Для белого шума корреляционная функция должна быть дельта - функцией (в идеальном случае), в реальном случае же будут наблюдаться некоторые колебания функции относительно нуля.

Если порядок модели АР выбран не точно, или как в методе LPC – LTP –RPE, порядок модели выбирается одинаковым для любого участка речи, процесс

на выходе фильтра будет слабо коррелирован, и его можно использовать в качестве порождающего в синтезаторе речи.

Рассчитаем выборочные значения коэффициентов АР из системы уравнений :

; = 0.4911;

; =-0.8650 ;

Произведем оценку СПМ используя выборочные значения коэффициентов АР :

;

График выборочного СПМ процесса АР изображен на рис.2.7:

Рисунок 2.7- График выборочного СПМ процесса АР

Рассчитаем дисперсию для коррелированного процесса и процесса типа БШ :

; =1.0078;

=4.3660;

Сравнив графики на рис.2.1и на рис.2.7 видим, что теоретический СПМ и выборочный СПМ совпадают, следовательно расчет произведен верно.

3 Нахождение статистических характеристик фонемы «К» в процессе ее кодирования и декодирования

3.1 Кодирование фонемы «К»

Кодирование фонемы осуществляется, при помощи программы "Кодер GSM", написанной в среде объектного программирования DELPHI. В программе реализован упрощенный алгоритм кодирования речи методом LPC – LTP – RPE(метод регулярного импульсного возбуждения – линейного долговременного предсказания – линейного кодирования с предсказанием), который применен в стандарте GSM. Исходный файл звука записан в формате wav. Далее построим графики: выборки фонемы, корреляционные функции фонемы на входе кодера и после блоков LPC,LTP и для параметрической спектральной плотности мощности. На вход кадра речи поступают, дискритизированные с частотой 8 кГц, отсчеты речи

, разбитые на сегменты по 20 мс. На рис.3.1изображен график сигнала на входе кодера:

Рисунок 3.1-График сигнал на входе кодера

Далее на рис 3.2 представлен вид спектра сигнала на входе кодера.

На рис.3.2 изображен график спектра сигнала на входе кодера и для параметрической спектральной плотности мощности

Построим корреляционную функцию сигнала, поступающего на вход кодера [рис. 3.3].

Рисунок 3.3-График корреляционной функции на входе кодера

Итак, на рис 3.4 представлен вид сигнала, прошедшего кодер LPC:

Рисунок 3.4-График сигнала на выходе блока LPC

Далее на рисунке 3.5 представлен вид спектра сигнала на выходе кодера LPC:

Рисунок 3.5-График спектра сигнала на выходе блока LPC

На рис 3.6 продемонстрируем вид корреляционной функции сигнала на выходе LPC:

Рисунок 3.6-График корреляционной функции сигнала на выходе блока LPC

Выделенные оценки

из , блоком LPC, преобразуются в и подаются на мультиплексор. Полученные оценки поступают на анализирующий РФ и формируют необходимую передаточную функцию . После пропускания через этот РФ остаток краткосрочного предсказания поступает на LTP анализатор. Для работы долговременного предсказателя производятся оценки основного тона и коэффициентов отражения РФ третьего порядка по остаткам предсказания .

Далее пронаблюдаем, какой вид имеет сигнал, а так же его параметры на выходе LTP.

Вид сигнала на выходе LTP представлен на рис 3.7:

Рисунок 3.7-График сигнала на выходе блока LTP

Изменения сигнала не заметны после прохождения блока LTP. Так как это блок долговременного предсказания.

Спектр сигнала на выходе LTP будет иметь вид представленный на рис.3.8:

Рисунок 3.8-График спектра сигнала на выходе блока LTP

Корреляционная функция сигнала на выходе LTP представлена на рис. 3.9:

Рисунок 3.9-График корреляционной функции сигнала на выходе блока LTP

3.2 Декодирование фонемы «К»

Для декодирования используем файл к.cod. Из канала связи данные с помощью демультиплексора распределяются по различным блокам декодера. На RPE декодер поступают номер последовательности

, максимальное значение импульса выборки , представляющей собой прореженный остаток предсказания. Здесь отсчеты выборки масштабируются и дополняются нулями. Восстановленная таким образом выборка подается на LTP – синтезатор.

Итак, сигнал на входе блока LTP:

Рисунок 3.10-График сигнала на входе блока LTP

Спектр сигнала на входе LTP имеет вид:

Рисунок 3.11-График спектра сигнала на входе LTP

Корреляционная функция сигнала на входе LTP изображена на рис.3.12:

Рисунок 3.12-График корреляционной функции сигнала на входе LTP

Далее коэффициенты отражения на этот РФ поступают с демультиплексора через преобразователь коэффициента логарифма площади

в по формуле: