1现代通信原理第六章自适应差分脉码调制2单元概述差分脉冲编码调制由增量调制演变而来，它用二进制码组对信号的差值进行幅度量化和编码。这里所谓“差分”又称“差值”，是一般意义上的“增量”，即信号的当前抽样值与预测值之差。ADPCM之所以能用较小的码组编码，而获得接近PCM的量化信噪比，其关键在于“预测”。“预测”得越准确，“差值”就会越小，就可以用较少的位数量化而具有较小的量化噪声。3单元学习提纲（1）差分脉冲编码调制原理和方框图，差值信号、预测信号、重建信号的含义，差分脉冲编码调制的编码增益；（2）线性预测原理，极点预测和零点预测的基本概念和物理意义；（3）自适应预测和自适应量化的基本概念和物理意义。4第六章自适应差分脉码调制(ADPCM)6.1概述8位PCM编码,对于语音传输,其速率为64K,需要32K的带宽,多用于有线传输.在无线通信,特别是移动通信中,带宽资源是非常宝贵,一般要求信号具有更低的速率以减小传输带宽.数字化图像一般有96M的速率,占用48M的带宽,就更需要重新设计信源编码形式,以降低速率或数据量,便于传输和存储.这就提出了压缩的问题5语音压缩编码技术：低于64kb/s数码率的语音编码技术:差分脉码调制(DPCM)自适应差分脉码调制(ADPCM)子带编码(SBC)矢量量化编码(VQ)66．2DPCM的基本原理•任何信号,不论语音或图像,采用直接采样-量化-编码的方式进行编码,都会发现码组之间具有很强的相关性.•由于相关性的存在,传输数据中存在大量不需要传输的信息,称为冗余.•DPCM就是通过预测和差分编码方式来减少冗余,实现数据压缩的目的.7什么是预测什么是预测::知道某时刻以前信号的表现知道某时刻以前信号的表现,,就可以推断它就可以推断它以后的数值以后的数值..具体到信号的采样过程具体到信号的采样过程,,就是通过前就是通过前几次的样值来预测后一次的样值几次的样值来预测后一次的样值..8假如有一个信号m(t),用速率1/TS进行采样，那么在时刻t=nTs，我们可以掌握此前N个样值序列M(nTs),m(nTs-Ts),m(nTs-2Ts),……m(nTs-NTs)M(nTs),m(nTs-Ts),m(nTs-2Ts),……m(nTs-NTs)根据前N个样值对m(nTs)进行预测,定义为:)()(1iTsnTsmWnTsmNii)(nTsm------m(nTs)的预测值。Wi----------加权常数9预测过程可以用以下抽头延时滤波器实现10DPCDPCMM系统原理框图系统原理框图11差分脉码调制：对信号采样值信号采样值和预测值预测值的差值差值进行量化编码并传输.接收端将接收到的差值差值和恢复的预测值预测值相加得到此次采样值采样值.由于只传输动态范围较小动态范围较小的差值,所以编码的码组不需太长,在DPCM中,一般采用44位位.12发送端：发送端：差值信号d(k)=s(k)-se(k)，量化后得到的dq(k)一方面送入编码器，另一方面送入本地解码器产生斜变信号se(k)。接收端：接收端：先经过PCM解码恢复dq(k)，在经过积分器和LPF即恢复出模拟信号sr(k)。13DPCMDPCM的的系统总量化误差系统总量化误差：：)()()]()([)]()([)()()(kdkdkdkskdkskskskeqqeer总量化误差只和差值信号的量化误差有关总量化误差只和差值信号的量化误差有关..14系统总的量化信噪比等于系统总的量化信噪比等于预测增益预测增益与与差值量化差值量化信噪比信噪比的乘积的乘积qpSNRGkeEkdEkdEkSEkeEkSESNR.)]([)]([)]([)]([)]([)]([22222215预测增益：预测增益：差值信号量化信噪比：差值信号量化信噪比：要使信号总信噪比大要使信号总信噪比大,,就要使预测增益大就要使预测增益大,,也就也就是增加预测的准确性是增加预测的准确性,,同时还要求降低量化噪声同时还要求降低量化噪声..DPCMDPCM就是研究如何使这两个参数最大就是研究如何使这两个参数最大,,提出了提出了ADPCM(ADPCM(自适应差分量化编码自适应差分量化编码))的思想的思想..)]([)]([22kdEkSE)]([)]([22keEkdE16线性预测网络线性预测网络可分为极点预测器极点预测器和零点预测器零点预测器两种1.极点预测器17设发送系统预测量化器传递函数为D(Z))1()()()()1)(()()()()(111iNiirqiNiirqriNiirqzazszdzDzazszdzszazszd式中ai是一组预测系数。18接收系统重建滤波器传递函数H(Z))1(1...
