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话音信号数字化技术

阅 读 :  【677】 时 间 :  【2016-04-26】

       话音信号数字化技术 数字交流体系能够直接处理,传送和交流数字信息,与模仿交流体系相比,抗干扰性强,易于时分多路复用,便于加密,适于信号处理和操控,便于引入远端集线器,易于集成容量大堵塞低的数字交流网络,并有利于完成数字交流与数字传输的直接联接,构成归纳数字网(IDN),为向ISDN过渡奠定根底。 但是,现在的通信网依然以模仿为主,用户终端多为模仿话机。因此来自用户线的话音要进入数字交流机,需先在用户接口电路进行模数改换,将模仿话音编码成数字话音。 话音信号的数字化方法许多,常用的有脉冲编码调制(PCM),增量调制(DM),线性猜测编码(LPC),以及某些改善的计划,如插值PCM (DPCM), 自适应插值PCM(ADPCM),与自适应DM(ADM)等。在程控数字交流机体系中,除个别的使用外,根本选用PCM数字化方法。 PCM 首要包含抽样,量化,与编码三种功用单元。首要,模仿话音经防混叠低通滤波得到限带(300-3400HZ)的话路信号,将其抽样变成脉冲调幅(PAM) 信号。依据抽样定理,只需抽样频率fs不低于模仿信号最高频率fm的2倍,即fs>=2fm,则在接纳端能够恢复出原模仿信号。CCITT主张规则 fs=8KHZ。然后将起伏接连的抽样信号用四舍五入的方法量化为有限个采值的量化信号,再经编码,改换成二进制代码。对于电话,CCITT G.711,712主张每抽样值编为8位码,这么共有256个量化级,因此每路模仿话音相应的数字话音相应的数字话音规范数码率为64kb/s. 在PCM设备中,各路编码信号,先经时分多路复用,组成的码流再经过信道(或线路)传送到接纳端。在接纳端先进行信码再生,守时提取及分路,再经数模改换(即PCM解码),还原为PAM抽样坚持信号。依据抽样定理,借助低通滤波器便能够从中恢复出模仿话音信号。 由上述可知,话音信号在量化的过程中,必然会发生差错(或失真),导致通话时附加量化噪声。对于线性量化状况,量化噪声功率仅与量化距离巨细有关,因此大信号时信噪比高,小信号时信噪比低。为解决线性量化时小信号音质差的疑问,在实践中一般选用不均匀分层的方法,让量化特性在小信号时分层密,即量化距离小,而在大信号时分层疏,即量化距离大。这么就能在编码位数较少的状况下,得到小信号较高的信噪比,以改善通话质量。为此需要在发送端先将话音信号进行非线性起伏紧缩,再进行线性量化与编码,与此对应,在接纳端解码后则需对话音信号加以扩大,以抵偿因紧缩而造成的非线性。在理想状况下,扩大器与紧缩特性应是彻底互补的。 在实践中广泛使用两种对数方法的紧缩特性,即A律和μ律,CCITT和欧洲邮电部长会议(CEPT)已对A律紧缩特性形成了规范,而CCITT与北美贝尔体系已对μ律紧缩特性形成了规范,前者首要用于欧洲,后者首要用于北美和日本,中国选用A律紧缩方法。

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