三种常见语音编码的性能对比

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三种常见语音编码的性能对比

作者：王鼎 章小梅 刘云飞

来源：《电脑知识与技术》2016年第29期

摘要：语音编码是现代语音通信系统的重要环节。与传统的PCM编码方式相比，增量调制具有节省频谱资源的突出优点。LDM、ADPCM和CVSD是三种常见的增量调制方式。该文以MATLAB Simulink平台为基础搭建了LDM、ADPCM和CVSD的编译码仿真模型，对三种编码方式不同采样率下的输出波形、抗干扰能力及可懂度进行了仿真对比。仿真表明，与其他两种编码方式相比，CVSD在低采样率下能保持更好的编码性能和可懂度，且具有一定的抗干扰能力。

关键词：语音编码；增量调制；Simulink；CVSD

中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）29-0238-03

通信系统可分为模拟通信系统和数字通信系统两大类。如果在数字通信系统中传输模拟信号，这种传输方式被称为模拟信号的数字传输，这是现代通信的常见类型，比如在扩频通信系统或调频通信系统中传输语音。这时就需要在系统的发送端将模拟语音信号转换为数字信号，即模数转换（A/D）；在接收端再将数字信号转换为模拟语音信号，即数模转换（D/A）。模数转换包含采样、量化、编码三个步骤。编码性能的好坏，直接影响语音通信系统的通信质量。编码性能的好坏与采样率、编码位数和编码算法有关。

脉冲编码调制（PCM）是最简单的一种语音编码算法，直接将量化后的采样值转化为一个k位的M进制的代码，一般采用的二进制代码。

一位二进制码只能代表两种状态，不能表示模拟信号的采样值，但一位二进制码可以表示相邻两采样值的相对大小，而相邻采样值的相对大小同样能反映模拟信号的变化规律，这就出现了另外一种编码方式，即增量调制（△M）。与PCM相比，增量调制获得更广泛应用的原因有：在PCM中，一个采样值需要多位代码表示，而在△M中只需要一位，所以△M大大降低了码元输出速率，因此在比特率较低时△M的量化信噪比高于PCM的量化信噪比；△M的抗误码性能好，能工作于误码率为10-3～10-2的信道中，而PCM通常要求信道误码率为10-6～10-4；△M的编译码器比PCM简单，更易于硬件实现。

常见的增量调制方式有线性增量调制（LDM）、脉码增量调制（DPCM）、自适应脉码增量调制（ADPCM）、连续可变斜率增量调制（CVSD）。本文重点对LDM、ADPCM和CVSD三种编码算法的性能进行对比。 1仿真模型的搭建

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/kin3.html