一、引言
在傳統(tǒng)的數(shù)字通信網(wǎng)中，模擬的語(yǔ)音信號(hào)是以8kHz抽樣，每樣值經(jīng)8bit編碼，以64kbit/s的速率在鏈路中傳輸?shù)�，這就是通常所說(shuō)的脈沖編碼調(diào)制（
PCM）。 話帶數(shù)據(jù)及
傳真信號(hào)也包封在64kbit/s信道中，以相同的帶寬傳輸。數(shù)字電路倍增設(shè)備（DCME）是隨著低比特率數(shù)字話音編碼技術(shù)的發(fā)展于90年代初發(fā)展并逐步完善起來(lái)的。DCME采用低速率編碼（LRE）、可變比特率（VER）、數(shù)字信號(hào)插空（DSI）、VBD處理及傳真解調(diào)/再調(diào)制（FAX-DEM/REMOD）等關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)鏈路中的不同信號(hào)采取不同的壓縮處理方法，從而使相同的傳輸帶寬上的傳輸容量實(shí)現(xiàn)幾倍甚至幾十倍的增益。
二、DCME技術(shù)的發(fā)展
DCME的技術(shù)性能是INTELSAT（國(guó)際通信衛(wèi)星機(jī)構(gòu)）于1987年9月的會(huì)議上提出的，它使用連續(xù)和突發(fā)兩種方式的數(shù)字載波（IDR和
TDMA）。下面以ECI和MITSUBISHI公司的產(chǎn)品為例，說(shuō)明DCME產(chǎn)品的發(fā)展。
1.低速率語(yǔ)音編碼技術(shù)
DCME技術(shù)的發(fā)展關(guān)鍵是語(yǔ)音編碼技術(shù)的進(jìn)步，從最初的32kbit/s4bit自適應(yīng)差分編碼調(diào)制（ADPCM）到現(xiàn)在的8kbit/s1bit共扼結(jié)構(gòu)代數(shù)碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)算法（CS-ACELP），由此話音增益（話音增益=輸入信道數(shù)/輸出信道數(shù)）由2上升到8。
CCITT1982年確定了32kbit/sADPCM語(yǔ)音編碼，它不僅與PCM有相同的再生語(yǔ)音質(zhì)量，而且具有比PCM更優(yōu)良的抗誤碼性能，ADPCM算法（ITU-TG.726建議），它可把64kbit/s的脈沖編碼調(diào)制（PCM）語(yǔ)音壓縮為32、24、16kbit/s可變速率的編碼語(yǔ)音，分別對(duì)應(yīng)每樣點(diǎn)為4、3、2比特。
CCITT1995年采用了
AT&T公司提出的一種稱(chēng)為低遲延碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)（LD-CELP）語(yǔ)音編碼方案，作為16Kbit/s速率的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。LD-CELP算法（ITU-TG.728建議）把語(yǔ)音信號(hào)的5個(gè)連續(xù)PCM樣值（64kbit/s）作為1個(gè)矢量信號(hào)對(duì)待，壓縮為16、12.8、9.6kbit/s可變速率的編碼語(yǔ)音，每5個(gè)樣點(diǎn)的比特?cái)?shù)為10、8、6比特。采用LD-CELP算法，使DCME的倍增率比ADPCM算法提高1倍。
1995年11月ITU-TSG15全會(huì)通過(guò)共扼結(jié)構(gòu)代數(shù)碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)(CS-ACELP)語(yǔ)音編碼方案，CS-ACELP算法（ITU-TG.729建議）是基于碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)（CELP）編碼模型。幀長(zhǎng)10ms（80個(gè)樣點(diǎn)）。
2.數(shù)字信號(hào)插空技術(shù)
DSI技術(shù)是話音增益增加的另一技術(shù)，DSI技術(shù)是一種時(shí)隙的動(dòng)態(tài)復(fù)用技術(shù)。一般情況下，通話雙方總是一個(gè)講，一個(gè)聽(tīng)，雙向的通信線路至少有一半時(shí)間處于空閑狀態(tài)。統(tǒng)計(jì)測(cè)量表明，有效通話時(shí)間與總的通話時(shí)間之比小于0.4。DCME利用DSI技術(shù)，在一個(gè)用戶(hù)信道的非激活時(shí)間，能夠插入另外的呼叫或通話，這樣一來(lái)就充分利用了有限的帶寬資源，由此產(chǎn)生的增益大約為2.5左右。
3.可變比特率技術(shù)
可變比特率（VBR）語(yǔ)音編碼技術(shù)即當(dāng)所有話路被全部占滿，且還有話音等待傳送時(shí)，DCME進(jìn)入過(guò)載方式，通過(guò)降低話音比特率的方法可增加傳送話路數(shù)。比特率降低將使話音質(zhì)量下降，但由于降比特率情況僅出現(xiàn)在過(guò)載時(shí)候，且動(dòng)態(tài)地分配于各個(gè)話路，因此，話音質(zhì)量感覺(jué)上并不明顯下降。
4.話帶數(shù)據(jù)處理及傳真解調(diào)/再調(diào)制技術(shù)
DCME對(duì)話帶數(shù)據(jù)(VBD)的處理是采用ITU-TG.726建議40kbit/s的ADPCM或優(yōu)化的40kbit/s的LD-VBD，采用5bit編碼，增益為1.6。
傳真信號(hào)原本是9.6kbit/s或14.4kbit/s的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)傳真機(jī)采用調(diào)制解調(diào)器將數(shù)字信號(hào)變成模擬波形，然后再將模擬波形用64kbit/s速率的PCM變換為數(shù)字形式。早期的DCME產(chǎn)品對(duì)傳真信號(hào)的處理，是采用VBD一樣的方法，用5bit編碼，而現(xiàn)在普遍采用的是傳真解調(diào)/再調(diào)制（FAX-DEM/REMOD）技術(shù)，將傳真控制和話帶調(diào)制數(shù)據(jù)（64kbit/s）先解調(diào)恢復(fù)為原始的9.6kbit/s或14.4kbit/s的數(shù)字信號(hào)在鏈路中傳輸，到達(dá)終點(diǎn)后再重新調(diào)制為64kbit/s的信號(hào)，這樣對(duì)9.6kbit/s的傳真來(lái)說(shuō)，能達(dá)到的增益為6倍左右�？梢�(jiàn)傳送傳真文件比傳送話音占用更低的比特率。
三、DCME的應(yīng)用
長(zhǎng)途傳輸是DCME的基本應(yīng)用，如對(duì)G.767建議，可把多達(dá)12個(gè)E1（360路話）合成一個(gè)E1傳輸。由于采用了傳真解調(diào)/再調(diào)制（FAX-DEM/REMOD）技術(shù)，對(duì)于中低速率的話帶數(shù)據(jù)，可以很理想的壓縮傳輸。承載群可通過(guò)同步/準(zhǔn)同步數(shù)字序列（
SDH/PDH）進(jìn)行有線（
電纜、光纜）、無(wú)線（微波）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式傳輸，改善緊張路由的通信狀況。還可以通過(guò)衛(wèi)星以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式傳輸，極大地提高衛(wèi)星資源的利用率。
移動(dòng)通信中的移動(dòng)交換站之間的信號(hào)傳輸，使用E1PCM信號(hào)，使用DCME后，可明顯減少租用PCM線路的數(shù)量，取得較大的效益。
四、結(jié)束語(yǔ)
DCME發(fā)展至今，經(jīng)歷了算法上的一次次更新，其產(chǎn)品性能不斷得到提高，未來(lái)新的算法還將不斷涌現(xiàn)，如ITU-T即將推出的4kbit/s半比特編碼方案，就是對(duì)新一代DCME產(chǎn)品提出了更高的要求。
在現(xiàn)階段，DCME對(duì)純?cè)捯舻膲嚎s處理能力較高，對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的壓縮處理能力極為有限，因此如果鏈路中話音業(yè)務(wù)占主導(dǎo)地位（90%以上），DCME利用率較高，相反，如果鏈路中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量較大，DCME就不能充分發(fā)揮其效率。而未來(lái)VBD在話帶中所占的比例越來(lái)越大，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行嚎s處理將是一個(gè)需要解決的問(wèn)題。
----《通信世界》
作者：上海交通大學(xué) 高翔 
