第3章话音编码 图3-09非均匀量化 3.24μ律压扩 u律(u-Law)压扩(G.71)主要用在北美和日本等地区的数字电话通信中,按下面的式 子确定量化输入和输出的关系: Fu(x)=sgn( x) In(1+ulxD In(1+u) 式中:x为输入信号幅度,规格化成-1≤x≤1 sgn(x)为x的极性; 山为确定压缩量的参数,它反映最大量化间隔和最小量化间隔之比,取100≤4≤500 由于μ律压扩的输入和输出关系是对数关系,所以这种编码又称为对数PCM。具体计算 时,用μ=25,把对数曲线变成8条折线以简化计算过程。详细计算请看参考文献[13] 3.2.5A律压扩 A律(A-Law)压扩(G.711)主要用在欧洲和中国大陆等地区的数字电话通信中,按下面的 式子确定量化输入和输出的关系 F4(x)=8g),1|x 0≤|x≤1/A 1+In A (x)=sgn(x) 1+In(A xD 1/A <x< 1+In a 式中:x为输入信号幅度,规格化成-1≤x≤1; sgn(x)为x的极性 A为确定压缩量的参数,它反映最大量化间隔和最小量化间隔之比。 A律压扩的前一部分是线性的,其余部分与μ律压扩相同。具体计算时,A=87.56,为 简化计算,同样把对数曲线部分变成折线。详细计算请看参考文献[13]。 对于采样频率为8kHz,样本精度为13位、14位或者16位的输入信号,使用μ律压扩编 码或者使用A律压扩编码,经过PCM编码器之后每个样本的精度为8位,输出的数据率为64 kb/s。这个数据就是oCIT推荐的G.711标准:话音频率脉冲编码调制( Pulse code modulation (PCM) of Voice Frequences) 3.3PCM在通信中的应用 PM编码早期主要用于话音通信中的多路复用。一般来说,在电信网中传输媒体费用约 占总成本的65%,设备费用约占成本的35%,因此提高线路利用率是一个重要课题。提高线路 利用率通常用下面两种方法 1.频分多路复用( frequency-division multiplexing,FDM) 这种方法是把传输信道的频带分成好几个窄带,每个窄带传送一路信号。例如,一个信 道的频带为1400Hz,把这个信道分成4个子信道( subchannels):820~990Hz,1230~1400 Hz,1640~1810Hz和2050~2220Hz,相邻子信道间相距240Bz,用于确保子信道之间不相 互干扰。每对用户仅占用其中的一个子信道。这是模拟载波通信的主要手段。 (2)时分多路复用( time-division multiplexing,TDM 这种方法是把传输信道按时间来分割,为每个用户指定一个时间间隔,每个间隔里传输 信号的一部分,这样就可以使许多用户同时使用一条传输线路。这是数字通信的主要手段。 例如,话音信号的采样频率f=8000Hz/s,它的采样周期=125μs,这个时间称为1帧( frame) 在这个时间里可容纳的话路数有两种规格:24路制和30路制。图3-10表示了24路制的结构。第3章 话音编码 10 图3-09 非均匀量化 3.2.4 律压扩 律(-Law)压扩(G.711)主要用在北美和日本等地区的数字电话通信中，按下面的式 子确定量化输入和输出的关系： ln(1 ) ln(1 | |) ( ) sgn( )    + + = x F x x 式中：x为输入信号幅度，规格化成 −1 x 1 ; sgn(x)为x的极性； 为确定压缩量的参数，它反映最大量化间隔和最小量化间隔之比，取100    500。 由于律压扩的输入和输出关系是对数关系，所以这种编码又称为对数PCM。具体计算 时，用＝255，把对数曲线变成8条折线以简化计算过程。详细计算请看参考文献[13]。 3.2.5 A律压扩 A律(A-Law)压扩(G.711)主要用在欧洲和中国大陆等地区的数字电话通信中，按下面的 式子确定量化输入和输出的关系： A A x F x x A 1 ln | | ( ) sgn( ) + = 0  |x|  1/A A A x F x x A 1 ln 1 ln( | |) ( ) sgn( ) + + = 1/A  |x| 1 式中：x为输入信号幅度，规格化成 -1  x  1; sgn(x)为x的极性； A为确定压缩量的参数，它反映最大量化间隔和最小量化间隔之比。 A律压扩的前一部分是线性的，其余部分与律压扩相同。具体计算时，A＝87.56，为 简化计算，同样把对数曲线部分变成折线。详细计算请看参考文献[13]。 对于采样频率为8 kHz，样本精度为13位、14位或者16位的输入信号，使用律压扩编 码或者使用A律压扩编码，经过PCM编码器之后每个样本的精度为8位，输出的数据率为64 kb/s。这个数据就是CCITT推荐的G.711标准：话音频率脉冲编码调制(Pulse Code Modulation (PCM) of Voice Frequences)。 3.3 PCM在通信中的应用 PCM编码早期主要用于话音通信中的多路复用。一般来说，在电信网中传输媒体费用约 占总成本的65%，设备费用约占成本的35%，因此提高线路利用率是一个重要课题。提高线路 利用率通常用下面两种方法： 1. 频分多路复用 (frequency-division multiplexing，FDM) 这种方法是把传输信道的频带分成好几个窄带，每个窄带传送一路信号。例如，一个信 道的频带为1400 Hz，把这个信道分成4个子信道(subchannels)：820～990 Hz, 1230～1400 Hz, 1640～1810 Hz和2050～2220 Hz，相邻子信道间相距240 Hz，用于确保子信道之间不相 互干扰。每对用户仅占用其中的一个子信道。这是模拟载波通信的主要手段。 (2) 时分多路复用(time-division multiplexing，TDM) 这种方法是把传输信道按时间来分割，为每个用户指定一个时间间隔，每个间隔里传输 信号的一部分，这样就可以使许多用户同时使用一条传输线路。这是数字通信的主要手段。 例如，话音信号的采样频率f＝8000 Hz/s，它的采样周期＝125 s，这个时间称为1帧(frame)。 在这个时间里可容纳的话路数有两种规格：24路制和30路制。图3-10表示了24路制的结构