Mejora del desempeño de un sistema de comunicación del habla utilizando la codificación convolucional en un canal con desvanecimiento rápido

Abstract

En el presente trabajo se propone el uso de la codificación convolucional para mejorar la tasa de error de bits en un sistema de comunicación que utiliza el codificador de habla CELP (Predicción lineal excitada por código) y la modulación CP-OFDM, ya que el canal donde se va realizar la simulación genera errores de los bits transmitidos, por lo tanto, es importante la detección y corrección de errores en el receptor de manera óptima y la codificación convolucional con el algoritmo de viterbi es una buena opción. El método o procedimiento para verificar el desempeño del sistema es disponiendo de un modelo de canal que aproxime a la realidad, el modelo de canal basado en las cadenas de Markov propuesto por Gilbert permiten reducir el tiempo y la complejidad de la simulación en comparación con otras técnicas similares basados en cadenas de Markov de 2 estados, conocido también como ráfaga de errores de bits que es muy similar lo que ocurre en las comunicaciones móviles. Los modelos de canal discreto demandan poca capacidad computacional para la simulación porque están sujetos a probabilidades de error. Si se usa las ecuaciones físicas del canal con desvanecimiento rápido, efecto doppler, el multitrayecto de las señales y la modulación CP-OFDM para evitar menos errores provocados por el canal, la simulación requiere demasiada capacidad computacional. En la investigación también consideraremos estos efectos negativos para determinar las probabilidades de error de bit para luego simular con un modelo basado en las cadenas de Markov. Finalmente, se muestra los resultados de la medición de la relación señal ruido de cuantificación del habla, la mejora de la tasa de error de bits para una relación señal ruido de canal de 20.0 dB utilizando el codificador convolucional, y la mejora de la codificación del habla con CELP utilizando libro de código estocástico con valores enteros y mediante las encuestas de opinión se medirá la mejora de la calidad subjetiva del habla.

In the present paper we proposed the use of convolution coding to improve the bit error rate in a communication system using the speech coder CELP (Linear Prediction Code Excited) and CP-OFDM modulation, since the channel where the simulation is carried out generates errors of the transmitted bits, therefore, it is important to detect and correct errors in the receiver in an optimal way and convolutional coding with the viterbi algorithm is a good option. The method or procedure to verify the performance of the system is having a channel model that approximates reality, the channel model based on the Markov chains proposed by Gilbert allows to reduce the time and complexity of the simulation compared to other similar techniques based on 2-state Markov chains, also known as bursts of bit errors that is very similar to what happens in mobile communications. The models channel discrete require little computational capacity for simulation because it is subject to probabilities error of bits, if used the physical equations of the channel fast fading, effect doppler, multipath signals and modulation CP-OFDM less to avoid errors caused by the channel, the simulation requires capacity computational. In the investigation, also we consider these negative effects to determine the bit error probabilities and then simulate a system based on Markov chain model. Finally, the results of the measurement of the signal noise quantization of the speech are shown, the improvement of the bit error rate for a channel noise signal ratio of 20.0 dB using the convolutional encoder, and the improvement of speech coding with CELP using a stochastic code book with integer values and through opinion surveys the improvement of the subjective quality of the speech will be measured.