[发明专利]建立等效并联滤波器的方法、话音传输方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及数字信号处理技术，特别是涉及一种建立等效并联滤波器的 方法、话音传输方法、装置及系统。

背景技术

随着通信技术的发展，移动通信已成为人们日常生活的一部分，用户在 关注通信质量的同时，在特殊场合更关注通信的安全问题。由于现有移动通 信系统的安全机制在加密对象、加密范围、加密强度、加密决定权等方面存 在缺陷，导致无线截听或搭线窃听事件屡有发生，给用户造成一定的损失， 为了解决话音的安全问题，而提出了在话音信号进入移动通信系统之前进行 加密，但是，加密后的数据呈现随机特性，不再具备话音信号的特征，无法 直接在原有的移动话音业务信道上传输，从而提出了加密话音在移动网内的 传输方案，目前主要包括两种：基于数据业务信道传输和基于话音业务信道 传输。

其中，对于基于数据业务信道传输方案，由于移动数据业务信道采用反 馈重传机制，端到端延迟较大，难以满足话音业务的实时传输要求。

对于基于话音业务信道的传输方案，受限于移动声码器的性能以及级联 的工作模式。在该过程中，移动声码器采用话音参数编码，仅提取和传送表 征话音信号关键特征的参数，接收端通过这些参数来合成话音。尽管接收端 的合成话音与输入话音信号听起来非常相似，但在波形样点上可能与原始话 音波形完全不同。另外，移动话音业务采用级联声码器(Tandem)工作模式， 即发送方在移动终端MS内编码、基站BTS处解码(一编一解)，接收方在基 站BTS处编码、移动终端MS内解码(一编一解)的级联声码器工作模式，使 得话音信号在网络中要经过四次(GSM-GSM连接)或两次(GSM-PSTN连接) 代码转换，不可避免地引入了失真。因此，移动话音业务信道内的级联声码 器成为该传输方案的瓶颈，需要寻找一类能在移动话音业务信道内高效可靠 传输、且能实现与随机数据可靠转换的模拟信号(称为准平稳话带信号)。

目前，主要有类话音合成方法和常规调制方法。类话音合成法将加密数 据看成是话音编码参数，通过现有的话音合成分析方法来实现数据与模拟信 号的转换，尽管该方法合成的模拟信号为类似话音信号，但调制速率较低， 仅能达到1200bps左右，误码率偏高，难以满足接收端脱密模块的零误码要 求。常规调制法采用FSK、QPSK等调制方法实现加密数据与模拟信号的转换， 但是该方法合成的模拟信号难以满足在移动话音业务信道内高效可靠传输的 要求，级联声码器对该类模拟信号的畸变较大，解调误码率通常大于10e-2， 无法达到性能要求。

在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，现有的实现 方式中，加密话音在移动话音业务信道的传输，还不能满足移动话音业务信 道内高效可靠传输的要求。

发明内容

本发明实施例提供一种建立等效并联滤波器的方法、话音数据的传输方 法、等效并联滤波器以及话音数据的传输系统，以解决加密话音在移动话音 业务信道内传输的问题，提高系统对加密话音的传输效率。

为解决上述技术问题，本发明是实施例提供一种建立等效并联滤波器的 方法，所述方法包括：

建立级联声码器的信道模型；

对所述级联声码器的信道进行时域分析和频域分析，获得准确的幅频响 应和相频响应；

根据所述幅频响应特性和相频响应特性将所述级联声码器信道等效为弱 噪干扰低通滤波器和强干扰带通滤波器的并联；

将对所述级联声码器信道的话音编译码处理过程等效为对信号进行低通 滤波和带通滤波的并联模型。

优选的，所述对级联声码器的信道进行时域分析和频域分析，获得准确 的幅频响应和相频响应具体包括：

对所述级联声码器的信道进行时域分析，获得波形畸变的描述；

根据所述波形畸变的描述将所述级联声码器信道的处理误差等效为低频 段的弱噪干扰和高频段的强干扰的并联噪声源；

对所述级联声码器的信道进行频域分析，获得级联声码器信道的幅频响 应特性和相频响应特性。

优选的，所述级联声码器的信道模型包括：全球移动通信系统GSM-GSM 连接时，4个级联全速率声码器GFR-4信道模型；以及GSM-公共交换电话网 PSTN连接时，2个级联全速率声码器GFR-2的信道模型。

优选的，所述GFR-4的信道模型包括：发送端的移动终端和基站的声码 器对，接收端基站和移动终端的声码器对，以及发送端和接收端之间的所有 链路。