一、引言
在傳統的數字通信網中，模擬的語音信號是以8kHz抽樣，每樣值經8bit編碼，以64kbit/s的速率在鏈路中傳輸的，這就是通常所說的脈沖編碼調制（
PCM）。 話帶數據及
傳真信號也包封在64kbit/s信道中，以相同的帶寬傳輸。數字電路倍增設備（DCME）是隨著低比特率數字話音編碼技術的發展于90年代初發展并逐步完善起來的。DCME采用低速率編碼（LRE）、可變比特率（VER）、數字信號插空（DSI）、VBD處理及傳真解調/再調制（FAX-DEM/REMOD）等關鍵技術，對鏈路中的不同信號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現幾倍甚至幾十倍的增益。
二、DCME技術的發展
DCME的技術性能是INTELSAT（國際通信衛星機構）于1987年9月的會議上提出的，它使用連續和突發兩種方式的數字載波（IDR和
TDMA）。下面以ECI和MITSUBISHI公司的產品為例，說明DCME產品的發展。
1.低速率語音編碼技術
DCME技術的發展關鍵是語音編碼技術的進步，從最初的32kbit/s4bit自適應差分編碼調制（ADPCM）到現在的8kbit/s1bit共扼結構代數碼激勵線性預測算法（CS-ACELP），由此話音增益（話音增益=輸入信道數/輸出信道數）由2上升到8。
CCITT1982年確定了32kbit/sADPCM語音編碼，它不僅與PCM有相同的再生語音質量，而且具有比PCM更優良的抗誤碼性能，ADPCM算法（ITU-TG.726建議），它可把64kbit/s的脈沖編碼調制（PCM）語音壓縮為32、24、16kbit/s可變速率的編碼語音，分別對應每樣點為4、3、2比特。
CCITT1995年采用了
AT&T公司提出的一種稱為低遲延碼激勵線性預測（LD-CELP）語音編碼方案，作為16Kbit/s速率的國際標準。LD-CELP算法（ITU-TG.728建議）把語音信號的5個連續PCM樣值（64kbit/s）作為1個矢量信號對待，壓縮為16、12.8、9.6kbit/s可變速率的編碼語音，每5個樣點的比特數為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全會通過共扼結構代數碼激勵線性預測(CS-ACELP)語音編碼方案，CS-ACELP算法（ITU-TG.729建議）是基于碼激勵線性預測（CELP）編碼模型。幀長10ms（80個樣點）。
2.數字信號插空技術
DSI技術是話音增益增加的另一技術，DSI技術是一種時隙的動態復用技術。一般情況下，通話雙方總是一個講，一個聽，雙向的通信線路至少有一半時間處于空閑狀態。統計測量表明，有效通話時間與總的通話時間之比小于0.4。DCME利用DSI技術，在一個用戶信道的非激活時間，能夠插入另外的呼叫或通話，這樣一來就充分利用了有限的帶寬資源，由此產生的增益大約為2.5左右。
3.可變比特率技術
可變比特率（VBR）語音編碼技術即當所有話路被全部占滿，且還有話音等待傳送時，DCME進入過載方式，通過降低話音比特率的方法可增加傳送話路數。比特率降低將使話音質量下降，但由于降比特率情況僅出現在過載時候，且動態地分配于各個話路，因此，話音質量感覺上并不明顯下降。
4.話帶數據處理及傳真解調/再調制技術
DCME對話帶數據(VBD)的處理是采用ITU-TG.726建議40kbit/s的ADPCM或優化的40kbit/s的LD-VBD，采用5bit編碼，增益為1.6。
傳真信號原本是9.6kbit/s或14.4kbit/s的數字信號，經過傳真機采用調制解調器將數字信號變成模擬波形，然后再將模擬波形用64kbit/s速率的PCM變換為數字形式。早期的DCME產品對傳真信號的處理，是采用VBD一樣的方法，用5bit編碼，而現在普遍采用的是傳真解調/再調制（FAX-DEM/REMOD）技術，將傳真控制和話帶調制數據（64kbit/s）先解調恢復為原始的9.6kbit/s或14.4kbit/s的數字信號在鏈路中傳輸，到達終點后再重新調制為64kbit/s的信號，這樣對9.6kbit/s的傳真來說，能達到的增益為6倍左右。可見傳送傳真文件比傳送話音占用更低的比特率。
三、DCME的應用
長途傳輸是DCME的基本應用，如對G.767建議，可把多達12個E1（360路話）合成一個E1傳輸。由于采用了傳真解調/再調制（FAX-DEM/REMOD）技術，對于中低速率的話帶數據，可以很理想的壓縮傳輸。承載群可通過同步/準同步數字序列（
SDH/PDH）進行有線（
電纜、光纜）、無線（微波）點對點方式傳輸，改善緊張路由的通信狀況。還可以通過衛星以點對點方式傳輸，極大地提高衛星資源的利用率。
移動通信中的移動交換站之間的信號傳輸，使用E1PCM信號，使用DCME后，可明顯減少租用PCM線路的數量，取得較大的效益。
四、結束語
DCME發展至今，經歷了算法上的一次次更新，其產品性能不斷得到提高，未來新的算法還將不斷涌現，如ITU-T即將推出的4kbit/s半比特編碼方案，就是對新一代DCME產品提出了更高的要求。
在現階段，DCME對純話音的壓縮處理能力較高，對數據業務的壓縮處理能力極為有限，因此如果鏈路中話音業務占主導地位（90%以上），DCME利用率較高，相反，如果鏈路中數據業務量較大，DCME就不能充分發揮其效率。而未來VBD在話帶中所占的比例越來越大，如何實現對數據傳輸的有效壓縮處理將是一個需要解決的問題。
----《通信世界》
作者：上海交通大學 高翔 
