方法与标准的选择

时间：2020-04-05 11:54 作者：admin 分享到：

到目前为止，已经出现了很多不同的语音数字化方法。然而，这些方法并不都是标准化的，即使有一些方法是标准化的，它们也并不都是基于同一标准。就语音而言，最主要的标准化组织就是国际电信联盟（ITU）。如果各个国家使用完全不同的语音标准，那么在国际环路上相连接时就必须考虑兼容性问题，这是完全可以避免的。所以国际电信联盟的电信标准化部门（ITU-T）统一管理着所有的国际电话通信技术（包括语音标准），并且在很大程度上影响着关于电信的国际标准的制定。
ITU的标准虽然称为建议，但却有法律的效应。ITU的标准之所以称为建议，是因为1TU在技术上不可能完全强迫所有成员国都采用已经投票通过的标准，也就是说并不是各个国家都必须采纳所有的ITU标准，例如，虽然ITU特别建议使用A律来压缩所有的国际64kbit/s的PCM语音，但除了A-律之外还有a律可以选择，北美T-载波数字复用体系就是使用4-律来压缩语音的。因此，ITU曾经指责美国国家标准协会（ANSI）在美国国内没有应用ITU的标准。
标准是用来互相配合、比较推断和保证产品稳定性的。这一节我们来检验本章中提到的几种语音数字化技术哪些是标准的。如果使用标准的方法，那么VoIP的语音数字化方法的吸引力也更大。所有的数字化语音标准都是由ITU-T的第五研究小组作为G■系列建议的一部分而发布的，并且ITU还在P.80建议中给出了MOS语音质量规程。
那么究竟哪一种语音数字化方法达到了ITUT-T建议的标准水平呢？达到ITUT-T建议标准水平的应该是最为成熟、最稳定的方法，设备供应商应该在自己的产品系列中遵守这些达到标准的方法。H.324是ITU-T的关于低比特传输率（如33.6kbit/s）多媒体通信的建议，这里多媒体包括语音、视频和数据。例如用于无线蜂窝个人通信系统（PCS）的语音数字
化方法就是符合ITU-T标准的。表格2-1把它们都一一列出。

表 ITU-TG■系列语音数字化标准

ITU-T一般很少对某一种语音压缩方法的实际语音质量做出任何评价，这是可以理解的，因为语音质量更多地依靠于DSP芯片的功能和整个网络的质量，而不是依靠于为这些方法提供基准的标准文件。ITU-T的职能就是制定标准，实际语音质量如何已经不在ITU-T的职能范围内了。然而，在G.728建议的附录2中,ITU-T的第五研究小组确实说明了64kbit/s的PCM语音有最好的质量，其次是32kbit/s的ADPCM语音。G.728建议的附录2还说明了16kbit/s的LC-CELP语音应该与32kbit/s的ADPCM语音具有相同的质量，一般会有3.5以上的MOS值。一些研究表明，只要比特速率稍微提高一些，就已经可以使当前32kbit/s的ADPCM语音的MOS值达到大约3.75的水平，8kbit/s的CS-ACELP语音的MOS值达到大约3.85的水平。
在VoIP产品中可以找到许多这样的G・系列建议，实际上，许多VoIP产品不只支持一种方法。目前对于VoIP,有许多标准化组织正在为其制定标准，其中一些是传统的标准化组织实体，还有一些是组织较松散的协会、产品供应商联合会等。这些产品供应商联合会的成员可能在VoIP的实现上达成一致，但也经常为了自己的利益单独提供产品。一个形式上的产品供应商联合会很可能变为一个正规的论坛，论坛的成员互相合作并且为了统一的目标而紧密地团结在一起，但有的时候某一成员可能会违反论坛达成一致的协议(IA).
当然，数字化编码技术仍然应该完全由产品供应商专有。表2-2以比特率的降序顺序列岀了ITU-T建议中没有包括的语音数字化方法。

表不同种类的语音数字化方法

Abate是一采用自适应增量调制（ADM）的语音技术系列，速率为32kbit/s的Abate应用于美国的航天飞机程序上；RPE-LTP（规则脉冲激发线性转换预测）是GSM无线通信系统的基础，而且作为PC机S-1900无线通信业务的一部分已经在美国出现；MRCELP（改进式剩余激发线性预测）是为摩托罗拉公司国际空间站（ISS）的程序应用而设计的方法；朗讯公司应用于朗讯VoIP网关的方法是SX9600和SX7300,不过应用其他的编码方法也可以；VSELP（矢量和激发线性预测）则是摩托罗拉公司
的另一项技术，这项技术是为了电信工业协会（TIA）针对数字化蜂窝无线电话的北美过度性IS-54标准而设计的；4.8kbit/s的CELP是AT&T贝尔实验室为美国政府而设计的；STC是另一个美国政府的低比特速率语音项目；QCELP是应用于电信工业协会（TIA）IS-96标准的Qualcomm'sCELP；IS-96是另一种数字化蜂窝电话标准。
这些方法中每一个的MOS、DRT和DAM评价指标都很好，一般MOS评价值高于3.5,DRT评价值为90,DAM评价值为60o然而，在大多数情况下大量的背景噪音会把MOS评价值降低到3.0左右，而且，DAM的评价值也会由于在DAM中的特殊背景评价而急剧降低。DRT和DAM的评价值有时还会在男性与女性的声音之间有很大变化。
我们注意到，以上几种方法都提供了可变的速率，例如：QCELP方法提供的速率是lkbit/s到4kbit/s。但这仅仅意味着载有语音的电路在工作时的速率不同而已，电路传输语音的速率可以是lkbit/s、4kbit/s或二者之间的某个速率。4kbit/s的电路还是一条电路，本章中的任何方法都不能把数字化语音变为IP分组流，从某种意义来说，它们仍然是固定电路交换、实时电路的一系列语音数字化方法。本章中所提及的许多方法能够并且已经用于和相关的技术相结合，不仅能够把语音数字化，而且还能把语音分组化。VoIP的实质就是：不仅低比特速率的语音信息，而且带有语音比特的低比特速率分组都要变得和数据分组相同。最简单形式的数字化语音传输速率是稳定的而不是变化的。分组网络就是为了具有突发性的、变化的比特速率应用而设计的，而电话网络是为了稳定比特速率的电路应用而设计的。
64kbit/s速率以下的数字化语音应用已经有很长时间了，可是为什么VoIP形式的分组化语音这么长时间才出现呢？其中的原因就是语音数字化技术本身和这项技术的完善化都不是项容易的工作，而且，数字化语音离Internet的分组化语音还有一定的差距。这样，大多数低比特速率的数字化语音仅仅是在低比特速率的线路上传输，或是使用无线传输及其他途径。从数字化语音到VoIP分组的转变才刚刚开始.
当前，随着基于分组交换的Internet及Web技术的普及，人们很容易忽视在分组交换网络之前的电路交换网络。为什么不直接把8kbit/s的语音送到Internet中使用IP的路由器上呢？为什么可靠地实现分组交换的语音会那么困难？为了弄清这些问题，那些已经熟悉路由器和数据分组的人还必须进一步了解使用电路交换方式的PSTN。