Структура кодера tetra

В стандарте TETRA используется CELP-кодер со скоростью преобразования 4,8 Кбит/с. На рис. 2 показана упрощенная блок-схема декодера (синтезатора), используемого в CELP-кодере TETRA.

Основными узлами схемы декодера являются 2 синтезирующих фильтра с большой и малой постоянной времени и алгебраическая кодовая книга.

Фильтр с большой постоянной времени выполняет функцию долговременного предиктора (Long Term Preductor), моделирует квазипериодичность (долговременные корреляции) речевого сигнала и имеет характеристику (5). Он выполнен на основе адаптивной кодовой книги, содер­жащей сигналы возбуждения и реализующей генерацию квазипериодических колебаний голосо­вого тракта.

Фильтр с малой постоянной времени выполняет функцию кратковременного предиктора (Short Term Preductor), моделирует кратковременные корреляции, т.е. корреляции между отсчетами речевого сигнала, и имеет характеристику (4) с порядком предсказывающего устройства, соответствующим М=10. В синтезаторе TETRA используется весовая функция (3) со значением коэффициента =0,85.

Алгебраическая (постоянная) кодовая книга содержит совокупность векторов возбуждения, представляющих собой последовательности с белым гауссовским распределением с нулевым средним значением и единичной дисперсией. Она служит для реализации первого этапа генера­ции возбуждающего сигнала. На втором этапе производится коррекция возбуждающего сигнала путем добавления к нему данных из адаптивной кодовой книги. Сформированная в итоге возбуж­дающая последовательность поступает на вход синтезирующего фильтра A^-1(z), где вычисляются значения выходного речевого сигнала в соответствии с выражением (1).

Рис. 2. Блок-схема декодера речевого сигнала в стандарте TETRA

В кодере TETRA производится оценка М=10 коэффициентов линейного предсказания и анализ возможных значений параметра синтезатора (индекса k_c и коэффициента усиления g_c алгебраиче­ской кодовой книги и индекса k_p и коэффициента усиления g_p адаптивной кодовой книги), целью которого является минимизация взвешенной ошибки рассогласования между входным и синтезиро­ванным речевыми сигналами. Полученные при этом оптимальные параметры синтезатора кванту­ются и передаются в канал связи. Обработка сигналов в кодере и декодере производится по блокам. Длительность основного блока составляет 30 мс, что соответствует 240 отсчетам при частоте дис­кретизации 8 кГц. Для каждого такого блока формируется кадр передаваемой в канал связи инфор­мации объемом 137 бит, что обеспечивает скорость передачи информации 4567 бит/с. Оценка коэффициентов линейного предсказания выполняется один раз на всем блоке, а оптимизация осталь­ных параметров синтезатора выполняется на сегментах длительностью 60 отсчетов, т.е. 4 раза на блок. Поразрядное распределение информации в передаваемом кадре приведено в табл. 1.

Таблица 1.

Параметр	1-й сегмент	2-й сегмент	3-й сегмент	4-й сегмент	Всего в кадре
Коэффициенты линейного предсказания					26
Период основного тона	8	5	5	5	23
Индекс алгебраической кодовой книги	16	16	16	16	64
Коэффициенты усиления	6	6	6	6	24
Всего					137