通信技术-104-差分脉冲编码调制、增量调制课件.ppt

1、 信 源 编 码 本章内容:抽样 低通信号和带通信号量化 标量（均匀/非均匀）和矢量脉冲编码调制 PCM、DPCM、ADPCM 增量调制 M时分复用 TDM、准同步数字体系（PDH）压缩编码 语音、图像和数字数据 差分脉冲编码调制10.6 Differential PCM,DPCM PCM的改进型，是一种预测编码方法 预测编码简介n 问题引出 PCM 需用 64kb/s 的比特率传输 1 路 数字电话信号，这意味，其占用频带 比 1路模拟标准话路带宽(4 kHz)要 宽很多倍。n 解决思路 究其根源：PCM 是对每个样值独立地编码，与其他样值无关。因此，降低 编码信号的比特率、压缩信号的传输频

2、带是 语音编码技术追求的目标。信号抽样值的取值范围较大 从而导致数字化信号的比特率高，占用带宽大。需要较多的编码位数 n 方法之一 预测编码n 线性预测 利用前面几个抽样值的 线性组合 来预测当前时刻的样值。若仅用前面 一个抽样值 预测当前的样值，即为DPCM。对相邻样值的差值进行编码n 线性预测编码/译码原理框图表明：预测值mk 是前面p个带有量化误差的抽样信号值的加权和。p-预测阶数 ai-预测系数当 时 DPCM p=1 a1=110.6.1 差分脉冲编码调制(DPCM)原理与性能当 p=1，a1=1，则有mk =mk-1*，表示只将前 一个抽样值 DPCM：对相邻样值的差值进行编码。当

3、做预测值。预测器预测器n DPCM原理n DPCM性能DPCM系统的量化误差（量化噪声）为：kkkreqDPCM系统的信号量噪比：2=okSE m为信号平均功率；2=ekSE e为预测误差（量化器输入）的平均功率；/eqSN是把预测误差作为输入信号时的信号量噪比；差分处理增益 约为611dB DPCM22NGoDPCM2eoe2kkeqqqSE mE qSSNGSSNN ADPCM是为了改善 DPCM 的性能，而将自适应技术引入到量化和预测过程。其主要特点：用自适应量化取代固定量化。自适应量化 指量化台阶随信号的变化而变化 ，使量化误差减小。用自适应预测取代固定预测。自适应预测 指预测系数可随

4、信号的统计特性而自适应调整 ，提高预测信号的精度。通过这二点改进，可大大提高输出信噪比和 编码动态范围。n 自适应差分脉码调制（ADPCM，Adaptive DPCM)ADPCM 能以32 kb/s的比特率达到 64 kb/s 的 PCM 数字电话质量。极大地节省了传输带宽，使经济性和有效性显著提高。增量调制(M&DM)10.7 一种最简单的 DPCM10.7.1 增量调制(M)原理引言即对预测误差进行1位编码量化电平数取 2 n 增量调制原理框图n 增量调制波形图 如何选择 和 fs max()sdm tfdtskft10.7.2 增量调制系统中的量化噪声 n译码器的最大跟踪斜率：n不过载条

5、件：ufs：对减小过载噪声和一般量化噪声都有利。因此，对于语音信号而言，的抽样频率在。u ：有利于减小，但一般增大。原因：M 的量化台阶是固定的，难以使两者都不超过要求。解决：采用M，使量化台阶随信号的变化而变化。为了和，应合理选择 和 fs！ssMPCMff时，编码1010101010时，编码1010101010=/2u起始编码电平起始编码电平 Aminn编码范围：可见，当跟踪斜率一定时，允许的信号幅度随信号频率k的增加而减小，这将导致语音的信号量噪比下降。即u最大编码电平最大编码电平 Amaxu 信号最大功率：信号最大功率：由可得n信号量噪比假定不过载，u 量化噪声功率量化噪声功率：e(t)=m (t)-m(t)e(t)e(t)是低通滤波的量化噪声，m (t)是译码积分器输出波形；变化区间为(-,+)。则基本量化噪声通过截止频率为fm 的低通滤波器，其功率为：，此量化噪声功率 Nq 只与量化台阶 及 fm/fs 有关，而 与输入信号大小无关。，最大信号量噪比与抽样频率fs 的成正比，而与信号频率fk 的成反比。因此，提高fs 能显著增大的量噪比。