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釋放雙眼，帶上耳機(jī)，聽聽看~！

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       產(chǎn)生64kbit/s PCM語音要經(jīng)過三個(gè)步驟：以足夠高的頻率對(duì)輸入的模擬波形進(jìn)行抽樣，以求能準(zhǔn)確地復(fù)制出原來的信號(hào)；對(duì)樣值量化以產(chǎn)生連串的“0”“1”比特流，以此表示模擬波形：最后要對(duì)量化的比特進(jìn)行編碼，以適于在長(zhǎng)距離鏈路上傳輸。

       實(shí)際上，現(xiàn)在主要有兩種方式來產(chǎn)生。第一種也是長(zhǎng)期以來唯一讓人滿意的把語音數(shù)字化的方法，是盡可能地用一串“0”和“1”來對(duì)模擬波形進(jìn)行模仿，這就是64kbit/s PCM。但這不是產(chǎn)生數(shù)字語音的唯一方法。

可以把模擬波形看作一個(gè)整體，并對(duì)那些在語音中產(chǎn)生的波形而不是對(duì)任意的波形進(jìn)行編碼。模仿語音的設(shè)備被稱為語音編碼器，或簡(jiǎn)稱為聲碼器，這一節(jié)主要與波形模仿有關(guān)，下一節(jié)將詳細(xì)說明主要運(yùn)用在VoIP中的些語音編碼方法。

       經(jīng)過這三個(gè)步驟在發(fā)送端由模擬語音產(chǎn)生了64kbit/s PCM語音。但是在語音數(shù)字化系統(tǒng)中模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換僅僅是完成了一半，在接收端還需有個(gè)數(shù)/模（DIA）轉(zhuǎn)換過程把到達(dá)的比特還原成聲音。可以說，數(shù)字語音的復(fù)雜性集中在發(fā)送器的A/D處。當(dāng)然并不是說接收不重要，只是相對(duì)而言比較簡(jiǎn)單而已，它只是接收比特流并按照順序恢復(fù)聲音。

       這三個(gè)數(shù)字化步驟的詳細(xì)過程，數(shù)學(xué)家和電子工程師們已經(jīng)用一系列復(fù)雜的基本公式定義過了。公式是數(shù)學(xué)和工程的共同語言，為了準(zhǔn)確的描述這三個(gè)步驟，許多電話技術(shù)文章采用了圖形、表格和公式等手段，精確地闡述了每一個(gè)步驟是如何使語音信號(hào)失真達(dá)到最小化的。不過，本書中對(duì)這些步驟的處理比較簡(jiǎn)潔，而且在數(shù)學(xué)上也不是十分嚴(yán)格。但是，為了描述清語音數(shù)字化的過程，對(duì)每一步驟仍有許多內(nèi)容有待闡述，因?yàn)樵谝槐竟こ虝?，起碼的數(shù)學(xué)和工程概念是應(yīng)被掌握的。

       這兒更多是用類比的方法對(duì)工程概念作一般意義上的說明?？紤]到這本書所針對(duì)的讀者，以易懂為目的，在嚴(yán)格性上做出一點(diǎn)犧牲是可以原諒的。

       為了模擬任意的波形，要做的第一件事便是建立一套定時(shí)機(jī)制，以決定何時(shí)對(duì)輸入波形進(jìn)行抽樣。典型的做法是進(jìn)行等間隔抽樣，不過為何要設(shè)定相同的抽樣間隔時(shí)間卻沒有什么數(shù)學(xué)上的原因，只是這種做法更簡(jiǎn)單罷了。從抽樣定理中我們得知，如果抽樣頻率足夠高，就能在鏈路的另端完全恢復(fù)出輸入的模擬波形。只要在接收端采用一種名為“低通濾波器”的電路來“平滑”抽樣過程中產(chǎn)生的樣值即可。

       抽樣過程會(huì)產(chǎn)生脈沖振幅調(diào)制（PAM）樣值。在接收器一端只要有足夠多的PAM樣值，就可以像繪圖似的把樣值端點(diǎn)“連接”起來，以恢復(fù)輸入波形。不過，現(xiàn)在還不能在廣域網(wǎng)上傳送PAM樣值。這一基本思想如圖2-6所示。

圖2-6  PAM抽樣

       PAM這一術(shù)語的意思是對(duì)一系列的樣值脈沖序列進(jìn)行調(diào)制以模仿模擬波形。于是，它被稱為脈沖振幅調(diào)制。

       在1933年，尼奎斯特給出了為再生模擬波形所需的最小抽樣頻率，也就是尼金斯特頻率，其大小是輸入的模擬波形中最高頻率成分的兩倍，有時(shí)也稱為兩倍帶寬。這里，帶寬只是衡量輸入信號(hào)頻率范圍的尺度。這樣，如果一個(gè)上限為3400Hz的模擬語音信號(hào)要以尼奎斯特速率進(jìn)行抽樣，則抽樣頻率至少必須是其兩倍，即6800Hz，或說每秒抽樣6800次。

       抽樣并非一定要在尼奎斯特頻率進(jìn)行。尼奎斯特速率是復(fù)制出輸入波形所需的最小頻率，不過抽樣可在更高或更低的速率上進(jìn)行。如果抽樣低于尼奎斯特速率，會(huì)導(dǎo)致波形畸變，原因是抽樣速率沒有跟上輸入信號(hào)的變化速度，所以在輸出端就不能把它準(zhǔn)確地復(fù)制出來。若以尼奎斯特速率或更高的速率進(jìn)行抽樣，則不會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象。

       抽樣速率為何要大于尼奎斯特速率？因?yàn)橹挥羞@樣接收器才可獲得比必需更多的信息來重建輸出波形。這樣，如果有樣值出錯(cuò)，檢測(cè)出來后就可以丟棄，毫不影響重建模擬波形。不管對(duì)語音還是音樂的模擬波形進(jìn)行數(shù)字化，都是在高于尼奎斯特速率的情況下進(jìn)行的，這被稱作“過量化”