的编码质量，当速率进一步下降时，其性能下 降较快。
(2) 参量编码
参量编码又称声源编码，是以发音模型作
为基础，在频率域或其它正交变换域提取模拟 话音信号特征参量，并将其变换成数字代码进 行传输。解码为其反过程，将收到的数字序列 经变换恢复特征参量，再根据特征参量重建语 音信号。具体说，参量编码是通过对语音信号 特征参数的提取和编码，力图使重建语音信号 具有尽可能高的可靠性，即保持原语音的语意， 但重建信号的波形同原语音信号的波形可能会 有相当大的差别。这种编码技术可实现低速率 语音编码，比特率可压缩到2kbit/s－4.8kbit/s， 甚至更低，但语音质量只能达到中等，特别是 自然度较低。线性预测编码（LPC）及其它各 种改进型都属于参量编码。
波形编码的方法简单，具有适应能力强、
语音质量好等优点，但所用的编码速率高，在
对信号带宽要求不太严格的通信中得到应用，
而对频率资源相对紧张的移动通信来说，这种 编码方式显然不合适。脉冲编码调制（PCM） 和增量调制（△M），以及它们的各种改进型 自适应增量调制（ADM），自适应差分编码 （ADPCM）、子带编码（SB）、自适应变换 编码（ATC）等，都属于波形编码技术。它们 分别在64以及16Kbit/s的速率上，能给出较高
第二章 信源编码与数据压缩
数字通信系统具有许多优点而成为当今通
信的发展方向。然而自然界的许多信息经各种
传感器感知后都是模拟信号，例如语音信号、
视频信号等都是模拟信号。若要利用数字通信
系统传输模拟信号，首先需要将模拟信号转换
成数字信号。对于语音信号实现这种变换就称
为语音编码。模拟信号实现数字化通信一般需 要三个步骤：（1）把模拟信号数字化，即模 数转换（A/D）；（2）进行数字方式传输； （3）把数字信号还原为模拟信号，即数模转 换（D/A）。由于A/D或D/A变换的过程通常由 信源编（译）码器实现，所以我们把发端的 A/D变换称为信源编码，而收端的D/A变换称 为信源译码。
Ts
1 2 fH
fs 2 fH
2 量化原理
利用预先规定的有限个电平来表示模拟信 号抽样值的过程称为量化。时间连续的模拟信 号经抽样后的样值序列，虽然在时间上离散， 但在幅度上仍然是连续的，即抽样值可以取无 穷多个可能值，因此仍属模拟信号。如果用N 位二进制码组来表示该样值的大小，以便利用 数字传输系统来传输的话，那么N位二进制码 组只能同M个电平样值相对应，而不能同无穷 多个可能取值相对应。这就需要把取值无限的 抽样值划分成有限的M个离散电平，此电平被 称为量化电平。
A律13折线编码
A律13折线的产生是从非均匀量化的 基点出发，设法用13段折线逼近A=87.6的 A律压缩特性。具体方法是：把输入x轴和 输出y轴用两种不同的方法划分。对x轴在 0~1（归一化）范围内不均匀分成8段，分
段的规律是每次以二分之一对分。第一次 在0到1之间的1/2处对分，1/2到1之间称为 第8段；第二次在0到1/2之间的1/4处对分， 1/4到1/2之间称为第7段；其余类推。第三 次在0到1/4之间在1/8处对分，其余类推。
1 抽样定理：
一 个 频 带 限 制 在 (0,fH) 赫 内 的 时 间 连 续 信号，如果以Ts=1/fH秒的间隔对它进行 等间隔（均匀）抽样，则该信号将被所 得到的抽样值完全确定。
抽样定理告诉我们：
若m(t)的频谱在某一频率以上为零， 则m(t)中的全部信息完全包含在其间隔Ts 不大于Ts秒的均匀抽样序列里。
均匀量化:
把输入信号的取值域按等距离分割的 量化称为均匀量化。
非均匀量化:
非均匀量化是一种在整个动态范围内 量化间隔不相等的量化。
A律压扩特性
y
11AlnlnxAAx，，
0x 1 A
1 x 1
1 ln A A
律压扩特性
y ln(1 x) , 0 x 1 ln(1 )
3 脉冲编码调制（PCM）
(3) 混合编码
混合编码是将波形编码和参量编码组合起
来，克服了原有波形编码和参量编码的弱点， 结合各自的长处，力图保持波形编码的高质量 和参量编码的低速率，在4-16Kbit/s速率上能 够得到高质量的合成语音。多脉冲激励线性预 测编码（MPLPC），规则脉冲激励线性预测 编码（KPELPC），码本激励线性预测编码 （CELP）等都是属于混合编码技术。混合编 码是适合于数字移动通信的语音编码技术。
语音的编码技术通常分为三类：波形
编码、参量编码和混合编码。语音编码 的分类如图2-3所示。其中，波形编码和 参量编码是两种基本类型。
(1) 波形编码
波形编码是将时间域信号直接变换为数字代 码，力图使重建语音波形保持原语音信号的波 形形状。波形编码比较简单，先根据采样定理 对模拟语音信号进行采样，然后进行幅度量化， 再进行二进制编码。译码是其反过程，将收到 的数字序列经过译码和低通滤波恢复出发送的 语音信号，这就是最简单的脉冲编码调制 （PCM）。波形编码的目标是让译码器恢复出 的模拟信号在波形上尽量与编码前原始波形相 一致，也即失真要最小。
脉冲编码调制(PCM)简称脉码调制，它是 一种用一组二进制数字代码来代替连续信号的 抽样值，从而实现通信的方式。由于这种通信 方式抗干扰能力强，它在光纤通信、数字微波 通信、卫星通信中均获得了极为广泛的应用。
PCM是一种最典型的语音信号数字化的波 形编码方式。首先，在发送端进行波形编码， 主要包括抽样、量化和编码三个过程，把模拟 信号变换为二进制码组。编码后的PCM码组的 数字传输方式，可以是制后的调制传输。 在接收端，二进制码组经译码后还原为量化后 的样值脉冲序列，然后经低通滤波器滤除高频 分量，便可得到恢复信号。
2.1 波形编码
1 抽样定理
抽样是把时间上连续的模拟信号变成一 系列时间上离散的抽样值的过程。能否由此 样值序列恢复原信号，是抽样定理要回答的 问题。
抽样定理的原理是，如果对一个频带有 限的时间连续的模拟信号抽样，当抽样速率 达到一定数值时，那么根据它的抽样值就能 恢复原信号。也就是说，若要传输模拟信号， 不一定要传输模拟信号本身，只需传输按抽 样定理得到的抽样值即可。因此，抽样定理 是模拟信号数字化的理论依据。