Effects of Channel Errors on Coded Speech Communication in Software Defined Radio

Abstract

This thesis investigates the performance of software defined radio in reconstruction of a coded speech signal in presence of channel errors, taking into account end to end communication. At the transmitter, the recorded author's voice is encoded using linear predictive coding algorithm, where speech parameters such as linear predicted coefficients, pitch, voicing and gain parameters, are extracted from the speech signal. These parameters are sent to linear predictive decoder to model the speech signal from its parameters. The output from source encoder is sent to channel encoder such that, the digital encoded speech data is protected using linear block codes algorithm to provide error protection to bit stream before transmission to the communication channel. Receiver's blocks or algorithms to curb multipath interference, intersymbol interference, timing offset and carrier offset are based on adaptation. Steepest descent adaptive algorithm is used to design the entire algorithms to run the software receiver. Therefore, steepest descent algorithm is implemented in down conversion, carrier recovery, clock recovery, equalization and correlation. All algorithms running the software receiver are theoretically discussed and implemented in MATLAB software. The results obtained after simulating the whole receiver block in terms of symbol error rate, mean square error and bit error rate are recorded and analyzed to investigate how channel errors affect software receiver while reconstructing a coded speech signal.

Bu tezde uçtan uca iletişim dikkate alınarak kanal hatalarının varlığında kodlanmış bir konuşma sinyalinin yeniden oluşturulmasında yazılım tanımlı radyonun performansı araştırılmaktadır. Vericide kaydedilen ses doğrusal tahmini katsayılar, perde, seslendirme ve kazanç parametreleri gibi konuşma parametrelerinin konuşma sinyalinden çıkarıldığı doğrusal tahmine dayalı kodlama algoritması kullanılarak kodlanmaktadır. Bu parametreler, konuşma sinyalini parametrelerinden modellemek için doğrusal kestirimci kod çözücüye gönderilir. Kaynak kodlayıcıdan gelen çıkış, dijital kodlanmış konuşma verileri, iletişim kanalına iletilmeden önce bit akışında hata koruması sağlamak için doğrusal blok kod algoritması kullanılarak korunacak şekilde kanal kodlayıcıya gönderilir. Alıcının çok yollu karışması, semboller arası karışması, zamanlama ofseti ve taşıyıcı ofsetini frenlemek için adaptasyona dayalı en dik iniş uyarlamalı algoritmalar kullanılmıştır. Yazılım alıcısını çalıştıran tüm algoritmalar teorik olarak tartışılarak MATLAB yazılımında uygulanmaktadır. Sembol hata oranı, ortalama kare hatası ve bit hata oranı açısından tüm alıcı bloğu simüle edildikten sonra elde edilen sonuçlar kaydedilerek kodlanmış bir konuşma sinyalini yeniden oluştururken kanal hatalarının yazılım alıcısını nasıl etkilediği analiz edilmiştir.