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基于网络QoS的AMR语音编码算法研究

作　者: 楼佳
导　师: 姚爱红
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: VoIP 服务质量语音编码器 AMR
分类号: TN912.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 62次
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内容摘要

基于互联网协议的语音通信(VoIP)技术将传统的基于电路交换的公用交换电话网与基于分组交换的数据通信网结合起来,利用互联网实现语音数据包的远程传输,具有成本低廉、服务内容丰富和易于升级扩展等优点,逐渐成为通讯市场的主流。在VoIP系统中,需要将语音数据实时压缩以降低网络带宽需求。自适应多速率(AMR)编码算法可以提供多种不同压缩码率,成为一种重要的VoIP编码器,并被广泛地应用于第三代移动通信系统。本文研究了AMR编码器的基本原理和工作过程,详细讨论了线性预测分析和码书搜索算法。在此基础上,提出基于网络QoS参数估计的自适应AMR语音编码算法。通过实时获取当前网络服务质量的三个主要参数：端到端延时、抖动和丢包率,评估网络负载状态,自适应地调整编码速率,以提供较好的语音通话质量。仿真实验表明,在不同的网络状态下,改进的AMR算法能够改善用户的通话质量。另一方面,由于实时语音通信中网络时延的变化对通话质量影响较大,论文提出一种自适应抖动缓冲区算法。延时、抖动和丢包率之间并不是相互独立的,通过合理设置抗抖动缓冲区的大小可以优化语音分组的丢包率、包延迟和时延抖动。在接收端设置自适应抗抖动缓冲区,依据网络当前状态实时调整抖动缓冲区大小,可以在端到端时延和丢包率之间进行折中,取得较佳的通话效果。仿真实验表明,网络延时小于400ms、丢包率为1%至6%之间时,抖动缓冲区大小在120-170ms之间变化。主观听测表明,用户对语音质量比较满意。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 研究的背景及意义  10-11
    1.1.1 研究背景  10-11
    1.1.2 研究意义  11
  1.2 国内外研究现状  11-14
    1.2.1 VoIP系统的服务质量保证  11-13
    1.2.2 AMR语音编码算法  13-14
  1.3 本文的主要研究内容及组织  14-16
    1.3.1 主要研究内容  14-15
    1.3.2 论文的组织  15-16
第2章 VoIP系统及其服务质量保证  16-23
  2.1 VoIP系统  16-18
    2.1.1 VoIP系统的组成  16-17
    2.1.2 影响VoIP语音质量的因素  17-18
  2.2 VoIP的通信过程  18-19
  2.3 通话质量评估技术  19-21
  2.4 VoIP系统的服务质量保证  21-22
  2.5 本章小结  22-23
第3章自适应AMR语音编码算法研究  23-43
  3.1 AMR编码器  23-35
    3.1.1 预处理  23-24
    3.1.2 线性预测分析  24-30
    3.1.3 码书搜索算法  30-35
  3.2 AMR解码器  35-36
  3.3 基于QoS的AMR码率控制算法  36-41
    3.3.1 算法基本思想  36-37
    3.3.2 算法具体描述  37-38
    3.3.3 实验方案设计  38-39
    3.3.4 实验结果及分析  39-41
  3.4 本章小结  41-43
第4章自适应抖动缓冲区算法研究  43-55
  4.1 抗抖动缓冲区的作用  43-44
  4.2 自适应抖动缓冲区算法设计  44-48
    4.2.1 抖动缓冲区大小与丢包率及延时的关系  44-45
    4.2.2 自适应调整抖动缓冲区算法  45-48
  4.3 算法涉及的主要数据结构  48-49
    4.3.1 缓冲区的数据结构  48
    4.3.2 语音包的数据结构  48-49
  4.4 缓冲区储存语音包的规则  49-51
  4.5 实验方案及结果分析  51-53
    4.5.1 实验方案  51
    4.5.2 实验结果分析  51-53
  4.6 本章小结  53-55
结论  55-56
参考文献  56-60
攻读硕士学位期间发表的论文及取得的科研成果  60-61
致谢  61

基于网络QoS的AMR语音编码算法研究

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