王月珍，尹 珂

（中国电信股份有限公司广东研究院 广州 510630）

1 引言

随着无线数据业务的增长，对频率资源的需求量不断提高，每个运营商的可用频率资源有限，如何利用有限的频率资源提供更多的用户服务成为电信运营商关注的话题。

在此背景下，3GPP2标准组织针对cdma2000网络提出了一系列的增强技术，包括第四代语音编码（4GV）、干扰消除技术（QLIC）、手机多天线接收（MRD）等，本文重点介绍 4GV技术——EVRC-B（enhanced variable rate codec B）编码。

2 EVRC-B编码原理

EVRC-B编码采用了码激励线性预测（CELP）、原型基音周期（PPP）、噪声激励线性预测（NELP）3种编码技术。CELP编码技术用于全速率和1/2速率编码，PPP编码技术用于全速率和1/4速率编码，NELP编码技术用于1/4速率和1/8速率编码。EVRC-B编码原理如图1所示。

不同类型的语音帧采用不同的编码技术，EVRC-B编码方案具体见表1。

EVRC-B编码技术支持COP=0,1,…,7共8种编码操作点（也称为编码模式），每种模式对应的激活语音平均速率见表2，其中平均信道数据速率指添加了帧质量指示和编码尾比特后的数据速率。表2中的平均速率为估算值，实际的速率将因说话习惯、方式的不同而围绕均值上下波动。

3 EVRC-B编码与EVRC编码的比较

EVRC-B编码技术与EVRC编码技术的区别主要表现在以下几个方面。

·EVRC采用的是广义CELP编码技术，EVRC-B采用的是CELP、PPP和NELP编码技术的组合。

·EVRC只支持全速率、1/2速率和1/8速率编码，EVRC-B在此基础上引入了1/4速率编码，对特定的激活语音帧采用1/4速率编码可以降低语音帧的平均编码速率。

表1 EVRC-B编码方案

表2 EVRC-B编码操作点及速率

·EVRC语音通话采用SO3，而EVRC-B语音通话采用SO68。终端在起呼消息或是寻呼响应消息中携带支持的SO值，将其支持的编码技术通知基站。

· EVRC-B支持8种编码操作点，从COP0到COP7，编码的平均速率逐步下降，所获得的语音容量逐步提升，但语音质量逐步下降。

EVRC编码与EVRC-B编码的语音帧在质量上有何差异？在FER=1%的情况下，对EVRC编码和EVRC-B编码的语音帧质量进行了MOS分值比对测试，结果如图2所示。4GV COP3的语音质量比EVRC好，COP4的语音质量比EVRC稍差。

需要注意的是，现有的语音质量评测方法和工具采用的是PESQ算法，该算法在对EVRC编码的语音帧质量进行评估时会出现MOS绝对值偏低的情况，因此该算法只适合于用来观察EVRC-B和EVRC的MOS相对分值情况，而不是绝对分值情况。

4 EVRC-B编码的技术优势

EVRC-B编码技术引入了1/4速率编码，通过减少全速率帧数量、增加1/4速率帧数量来降低编码速率。对于语音呼叫，用户的即时发射功率依赖于编码速率，平均发射功率与平均编码速率成比例。当语音编码平均速率降低时，空口单用户的发射功率将减少，空口的用户接入数将增加，空口容量得到提高。

实验室测得的EVRC-B编码全速率帧、1/4速率帧、1/2速率帧、1/8速率帧的分布情况如图3所示：COP0模式由全速率帧、1/2速率帧和1/8速率帧组成，没有1/4速率帧；从COP1模式到COP6模式，全速率帧的数量逐步下降，1/4速率帧的数量逐步增加，1/8和1/2速率帧的数量基本维持不变；COP7模式只有1/2速率帧和1/8速率帧。

通过帧分布和前向信道功率消耗两种方式进行了EVRC-B的容量增益测试，结果如图4所示。

与EVRC相比，采用EVRC-B编码后，cdma2000系统的小区容量明显提升，从COP0模式到COP7模式，系统容量增益逐步提升。从与EVRC语音质量相当的COP3、COP4模式来看，可获得20%左右的前向容量增益和10%左右的反向容量增益。在容量紧张的区域，cdma2000系统都是前向容量受限，因此采用EVRC-B编码所获得的前向容量增益是我们关注的重点。

5 结束语

通过前面的分析我们可以看到，EVRC-B语音编码技术与EVRC编码最本质的区别在于引入了1/4速率帧和支持多种编码模式以降低编码后的数据平均速率，根据试验结果该技术的采用可以在不牺牲语音质量的情况下，获得约20%的容量增益，也就是说满足同样数量的语音话务需求，采用EVRC-B编码比采用EVRC编码可节省20%的频率资源。对于cdma2000网络移动运营商而言，这意味着可以提高设备利用率，节省运营投资成本，同时节省的频率资源可用于支撑数据业务。

需要注意的是，EVRC-B编码技术能够获得系统容量增益的前提是用户终端都支持该编码技术并开启了该项功能，在cdma2000网络中，支持并打开EVRC-B编码功能的终端渗透率越低，采用该技术最终所能获得的容量增益就会越不明显。