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网络电话波形编码一般原理

        波形编码就是根据话音信号波形导出相应的数字编码形式,使其在接收端能忠实地再现原始话音。最早的也是最著名的波形编码就是PCM。波形编码广泛应用于传统的电信网络以及ATM网络上的话音传送(VoiceOverATM),它包含三个过程:抽样、量化和编码。
  根据奈奎斯特定理,为了保证信息不丢失,抽样频率至少应为模拟信号所含最高频率的2倍,因此话音抽样频率均为8kHz,这是所有话音编码方法的基本假设。量化就是将连续的模拟波形划分为若干离散的区段,以便用数字形式表示每个抽样值。由于用量化值表示连续抽样值是近似的,由此必然带来所谓“量化噪声"。如果按均匀分段的方式划分量化区间,就称之为均匀量化或线性量化,其主要问题是小信号处量化噪声大,信号过大超过量化范围时又会产生显著的过载戴化噪声。因此,实际采用的都是非均匀量化。在编码器中,先对信号进行压缩变换,然后进行均匀量化,解码器则需对信号进行逆$扩张变换,整个过程称之为"压扩"(companding)。所谓压缩实际指是对信号的不同区段进行不同程度的放大,其放大倍数随着信号的增大而减小。其结果是小信号被放大了,而大信号被压缩了,从而使整个区段的信噪比均匀一致。理想的压缩特性曲线为:
            y=h+klogW (3.1)式中,w为输入信号,y为压缩后的信号,h、K为常数。因此又称非均匀量化为对数量化。由于语音是过零点的双极性信号,上述理想压缩是不可实现的,实际采用的是折线近似曲线,即著名的A律和律变换。每个置化值采用数字码字表示就称之为编码。显然量化级数越多,精度越高,所需编码位数也越多,一般最高位为符号位。在PCM中每个量化值用8bit码字表示,编码速率为64kbit/s。