本课题实现了将任意数字信号在GSM声码器中传输，无需使用数据信道即可实现对任意数字信号低时延、少抖动的高质量传输。声码器是一种以人类声道参数模型与发音机理为基础的高压缩语音编码技术，在保证一定听觉质量前提下，以低码率实现对语音信号的编码收发。工作原理决定了声码器对不具有语音特性的信号无法实现有效编码及收发。所以将一定码率，完全不具有语音特性的任意数字信号经GSM及CDMA网络中的声码器传输，需要设计一种独特的符合声码器原理的方案。 在GSM声码器中传输数字信号是本课题研究的出发点，语音编码，声码器和码本设计算法是本课题的基本理论知识。所以在本课题中首先要研究相关的语音编码和声码器的基本理论知识，确定如何实现数字信号在GSM声码器中传输。而码本设计是本课题的关键，通过码本才能够真正地实现GSM声码器传输任意数字信号。 本课题研究的主要内容包括: 1.通过分析GSM声码器传输任意数字信号的重要意义和发展现状，指出了GSM声码器传输任意数字信号的可行性和总体设计方案。 2.分析了相关的语音编码基本理论，包括语音信号的线性预测、语音信号的矢量量化和语音信号的压缩编码，这三方面理论知识是实现语音信号在语音信道上传输的基础。 3.对比较流行的几种声码器进行了研究，主要研究了本课题所采用的规则脉冲激励线性预测声码器编码解码原理。因为GSM使用的是GSM 13kb/s RPE-LTP编解码原理，从而对GSM 13kb/s RPE-LTP编解码原理进行了深入的研究，阐述了语音信号如何在声码器中传输。 4.讨论了码本设计算法。通过分析经典LBG算法，遗传算法和PSO算法如何设计码本，发现对于本课题所需的码本，这些算法并不适合，从而提出了三种适合本课题的码本设计算法。这三种算法分别为基于PSO-LBG算法的最优码本设计、Group FCM-LBG算法和基于分布估计算法的码本设计。基于PSO-LBG算法的最优码本设计改善了LBG局部最优解问题，同时不影响算法的效率。Group FCM-LBG算法是针对设计一个容量相当大的码本提出的，在数据量大的前提下，提高算法的效率。基于分布估计算法的码本设计应用了分布估计算法的优点，以相对比较高的效率设计出高质量的码本。 5.提出了GSM声码器收发任意数字信号的设计与实现。具体实施方案包括:语音特性参数选择、码本设计、语音特性参数映射、基于模型参数的语音合成及分析和语音特性参数代码表的修正。同时给出了在Matlab下的实验仿真结果，以及对实验仿真结果和本课题的可行性的分析。