GSM语音信道编码技术简介

GSM语音编码器输出的260bit（一个20ms语音帧），各比特对信号质量的影响程度是不同的，其中一些比特出现差错时，会对信号质量产生严重的影响，而有一些比特出现差错时，对信号质量并不会产生大的影响。因此，移动通信系统中，在信源编码之后，应对一些对信号质量影响重大的比特进行差错控制编码，使由于系统传输所造成的误码能够得到纠正，保证系统的通信质量。GSM语音编码器输出的260bit，依据对误码的敏感程度不同进行了重新排序，分为50bit、132bit、78bit三组。第一组50bit，对误码最敏感，称为I_a类，它对声音质量影响最大，因此，对其进行了重点差错控制编码保护；第二组132bit，对传输误码比较敏感，称为I_b类，只进行了一般的差错保护；第三组78bit，称为Ⅱ类，对传输误码最不敏感，当这78bit在传输中出现误码时，对信号质量影响不大，因此，对它没有进行任何差错控制编码保护。这样依据传输比特对信号质量影响的程度不同，进行不同程度的差错控制编码，可有效地减少由信道编码所增加的比特数。首先将对于语音编码器输出来说最重要的Ⅰ_a类50bit进行了（53，50）CRC截短循环编码，这是为了加强接收端对这50bit中的误码的检测。该循环码的生成多项式为g（x）=x³+x+1。编码后在这50bit的信息码元之后附加3bit的校验码。然后将Ⅰ_a类50bit（后为53bit）和Ⅰ_b类132bit组成的182bit数据块进行了重新排序，奇数和偶数信息比特分别置于两边，CRC校验比特居中。即排序规则为

u（k）=x（2k），u（184-k）=x（2k+1），k=0、1、…90

u（91+k）=P（k）k=0、1、2

式中，u（k）为重新排序后的序列；x（k）为I_a类50bit（加上CRC后，53bit）和紧随其后的I_b类132bit组成的序列；P（k）为三位CRC校验码。

重新排序后的185bit又附加了4个零尾比特（为了使随后的卷积编码器的初始状态为“0000”）形成一个189bit的数据块。然后该数据块再进行编码效率为1/2，约束长度为5的卷积编码。卷积编码器的生成多项式为

g₁（x）=1+x³+x⁴(www.xing528.com)

g₂（x）=1+x+x³+x⁴

卷积编码器输出的378bit与未加任何差错控制保护的Ⅱ类78bit形成一个每帧（20ms）456bit的数据块。至此，信道编码将语音编码器输出的13kbit/s的数据率提高到了22.8kbit/s，此差错控制编码方式如图1-5-15所示。

图1-5-15 GSM语音信道差错控制编码流程