主页（http://www.pttcn.net）：数字话的专业调频机正负面 一、概述在数字信息化时代的今天，只靠“一呼百听”单纯通话（模拟话）的专业调频机面临着挑战，也适逢发展机遇：用数字化改造传统的专业调频机是一种发展趋势，企业要结合市场需要，逐步实现专业调频机的数字化，使常规无线通信专网提高到具有主要集群功能的智能化网。 近日获悉一些企业欲将专业调频机传输的模拟话改造为传输数字话，这个改变牵涉问题不少，确实需要仔细研究：它涉及到模拟话变化数字话的话音编码标准，传输数字话信道的调制和解调方式，发射带宽的确定，信道间隔的大小等一系列技术问题。同时也面临数字话后的专业调频机生产成本增加，能给用户带来什么好处？如何与现有系统并存和兼容等一系列问题，因此需要共同关注该问题的专家学者来共同探讨，还要国家无线电监管部门研究后，企业才可以着手进行，切勿冒然操之。 二、话音的数字化与调制 人们日常讲话，其话音电平是连续变化的模拟量，因此称之为模拟话，要将模拟话变成数字化就必须对连续变化的话音电平进行量化，称为模数变换，话音量化的过程也叫作话音（信源）编码，编码方式很多，但要在无线信道中传送数字话要综合平衡三个要素：编码速率、无线信道允许的发射带宽和数字话的音质，只有在规定允许的发射频带宽度内，话音编码速率高则音质就好，同时注意虽然同样的编码速率，但不同的编码方式其音质也有优劣。 话音编码方式主要有三种： 1．波形编码： 它是对模拟话音信号电平波形，进行取样量化的数字化处理编码方法，主要有脉冲编码调制（PCM）和增量编码调制（△M）两种方法，采用PCM方法，为了获得满意的音质，其取样频率不能太低，量化等级不能太少，故在有线传输中PCM编码速率为64kb/s，后经过改进提出了自适应差分脉码调制（ADPCM），可以将编码速率从64kb/s降至32kb/s，提高传输效率1倍，即使这样由于要求传输的频带宽度达不到移动通信发射带要求，它也不能在移动通信中使用。△M方法是利用波形的变化（前后量比较）进行量化，其编码速率一般为32kb/s，就可以获得满意效果。目前在专业无线通信中采用可变斜率增量调制编码（CVSD）速率可降为16kb/s，采用适当的传输调制方式，就可以在25kHz信道间隔允许的发射带宽内传输，故它在专业无线通信设备中使用。 2．声源编码 声源编码又称参量编码。它是分析模拟话音中元音、辅音的特征，然后将这些特征作为参数（基音、共振峰…等）进行数字化处理。由于仅仅只对话音中特征参数进行处理，其信息量就减少很多、编码速率也随之降低很多，甚至可以压缩到2kb/s，这样的数字话虽然有一定的可信度，但自然度很差，例如2kb/s速率的线性预测编码（LPC）声码器，只能在特定的通信条件中使用。近年来声源编码采用了矢量编码技术，在同样编码速率下，明显提高了音质。 3．混合编码： 它是将波形编码与声源编码（参量编码）二者相结合的编码技术，它综合了有较好音质的波形编码和有较低编码速率的声源编码的优点，混合编码根据使用要求不同其编码速率在4kb/s~16kb/s之间。混合编码采用不同的矢量和激励方式，有不同的编码过程，根据需要获得不同话音编码速率，在公众数字移动电话系统和专业数字集群无线通信系统中，它们采用了不同的混合编码过程，将模拟话转变为数字话：例如美国数字移动电话（DAMPS）使用VSELP（矢量和激励线性预测）编码速率为8kb/s，GSM数字移动电话采用RPE-LPC（规则脉冲——激励线性预测）编码，速率为13.2kb/s；在数字集群中TETRA系统采用ACELP（代数码激励线性预测）编码，速率为4.567kb/s；iDEN系统就采用VSELP编码，但速率为4.2kb/s，这些不同编码过程和不同速率在移动通信系统中使用都获得不同音质效果，满足了用户要求。 从上面分析可以看出虽然都是数字话，但其速率是不同的，即使是同样编码过程速率甚至相差1倍。这是为什么呢？当然速率高，音质必然好，在公众数字移动电话中，为满足用户高音质要求（与有线电话比较），其话音编码速率一般都取较高，同时它也需要付出占有较宽的频率资源。例如，DAMPS数字移动电话信道间隔10kHz单路它VSELP编码速率8kHz，而iDEN数字集群信道间隔25kHz 6路话，它的VSELP编码速率4.2kHz，由此可见编码速率与信道频宽度休戚相关。此外由于近来DSP技术迅速发展，采用混合编码虽然编码速率降低了，但音质却没有明显下降。目前4kb/s~8kb/s之间速率已成为混合编码的主流。在明确话音数字编码后，还需要研究数字话信道传输的调制问题。在专业调频机中模拟话都是通过调频方式，将话音调制到载波上，而数字话就不能像模拟话那样采用简单的调频方式，数字话采用的调制技术要复杂很多。数字信号调制通常有振幅键控（ASK），移频键控（FSK）用移相键控（PSK）3类。采用何种调制方式，将数字话调到载波上，应考虑好如下原则： •调制后带内频谱能量集中，而带外能量很少，尽量减少对相邻信道的影响； •具有较好的抗衰落性能； •调制及解调技术实现较容易。 目前用于移动通信中数字话调制的方法很多：最小移频键控（MSK）、高斯滤波器最小移频键控（GMSK）、受控平滑调频（TFM）、П/4四相移相键控（П/4-QPSK）、П/4差分四相移相键控（П/4-DQPSK）、正交振幅调制（QAM）、多元一正交振幅调制（M-QAM）等，它们都各有特色，在移动通信系统中都有使用，例如：GSM移动电话采用GMSK，而DAMPS采用П/4-QPSK，数字集群系统中，TETRA系统采用П/4-DQPSK，而iDEN采用是M16-QAM。 综上分析，数字话的专业调频机，需要解决好两大问题： •采用何种编码方法将模拟话变为数字话； •数字话采用何种调制方式，调制到载波发送； (中国集群通信网 | 责任编辑：陈晓亮) |
