通信原理第9章模擬信號數(shù)字傳輸4

1、19.1 引言引言9.2 模擬信號的抽樣模擬信號的抽樣9.4 抽樣信號的量化抽樣信號的量化9.5 脈沖編碼調(diào)制脈沖編碼調(diào)制第第9章模擬信號的數(shù)字傳輸章模擬信號的數(shù)字傳輸9.3 模擬脈沖調(diào)制模擬脈沖調(diào)制9.6 差分脈沖編碼調(diào)制差分脈沖編碼調(diào)制9.7 增量調(diào)制增量調(diào)制9.8 時分復(fù)用和復(fù)接時分復(fù)用和復(fù)接作業(yè)作業(yè)思考題思考題29.6 差分脈沖編碼調(diào)制差分脈沖編碼調(diào)制(DPCM) 系統(tǒng)系統(tǒng) 64kb/s的的A律或律或律的對數(shù)壓擴律的對數(shù)壓擴PCM編碼已編碼已經(jīng)在大容量的光纖通信系統(tǒng)和數(shù)字微波系統(tǒng)中經(jīng)在大容量的光纖通信系統(tǒng)和數(shù)字微波系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。得到了廣泛的應(yīng)用。 但但PCM信號占用頻帶要比模

2、擬通信系統(tǒng)中信號占用頻帶要比模擬通信系統(tǒng)中的一個標準話路帶寬（的一個標準話路帶寬（3.1 kHz）寬很多倍）寬很多倍，對，對于大容量的長途傳輸系統(tǒng)，尤其是衛(wèi)星通信，于大容量的長途傳輸系統(tǒng)，尤其是衛(wèi)星通信，采用采用PCM的經(jīng)濟性能很難與模擬通信相比。的經(jīng)濟性能很難與模擬通信相比。 Differential Pulse Code Modulation3 以較低的速率獲得高質(zhì)量編碼，一直是語以較低的速率獲得高質(zhì)量編碼，一直是語音編碼追求的目標。常把話路速率低于音編碼追求的目標。常把話路速率低于64kb/s的語音編碼方法，稱為語音壓縮編碼技術(shù)。的語音編碼方法，稱為語音壓縮編碼技術(shù)。 自適應(yīng)差分脈沖編碼

3、調(diào)制自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制(ADPCM)是語音是語音壓縮中復(fù)雜度較低的一種編碼方法，它可在壓縮中復(fù)雜度較低的一種編碼方法，它可在32kb/s的比特率上達到的比特率上達到64kb/s的的PCM數(shù)字電數(shù)字電話質(zhì)量。近年來，話質(zhì)量。近年來，ADPCM已成為長途傳輸已成為長途傳輸中一種新型的國際通用的語音編碼方法。中一種新型的國際通用的語音編碼方法。 ADPCM是在差分脈沖編碼調(diào)制是在差分脈沖編碼調(diào)制(DPCM)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。 4 在在PCM中，每個波形樣值都獨立編碼中，每個波形樣值都獨立編碼，與其它樣值無關(guān)，這樣，樣值的整個幅值編與其它樣值無關(guān)，這樣，樣值的整個幅值編碼需要

4、較多位數(shù)，比特率較高，造成數(shù)字化碼需要較多位數(shù)，比特率較高，造成數(shù)字化的信號帶寬大大增加。的信號帶寬大大增加。 大多數(shù)以奈奎斯特或更高速率抽樣的信源大多數(shù)以奈奎斯特或更高速率抽樣的信源信號，在相鄰抽樣間表現(xiàn)出很強的相關(guān)性，信號，在相鄰抽樣間表現(xiàn)出很強的相關(guān)性，有很大的有很大的冗余度冗余度。利用信源的這種相關(guān)性，。利用信源的這種相關(guān)性，可以對相鄰樣值的差值而不是樣值本身進行可以對相鄰樣值的差值而不是樣值本身進行編碼。編碼。 5 由于相鄰樣值的差值比樣值本身小，可以用由于相鄰樣值的差值比樣值本身小，可以用較少的比特數(shù)表示差值。這樣，用差值編碼可較少的比特數(shù)表示差值。這樣，用差值編碼可以在量化臺階不

5、變的情況下以在量化臺階不變的情況下(即量化噪聲不變即量化噪聲不變)，使編碼位數(shù)顯著減少，信號帶寬大大壓縮。差使編碼位數(shù)顯著減少，信號帶寬大大壓縮。差值的值的PCM編碼稱為差分編碼稱為差分PCM(DPCM)。6l預(yù)測編碼的目的：降低編碼的比特率預(yù)測編碼的目的：降低編碼的比特率l預(yù)測編碼原理：預(yù)測編碼原理： 先根據(jù)前幾個抽樣值計算出先根據(jù)前幾個抽樣值計算出一個預(yù)測值，再取當前抽樣值和預(yù)測值之差，一個預(yù)測值，再取當前抽樣值和預(yù)測值之差，將此將此差值編碼并傳輸差值編碼并傳輸。此差值稱為預(yù)測誤差。此差值稱為預(yù)測誤差。由于抽樣值及其預(yù)測值之間有較強的相關(guān)性，由于抽樣值及其預(yù)測值之間有較強的相關(guān)性，即抽樣值

6、和其預(yù)測值非常接近，預(yù)測誤差的可即抽樣值和其預(yù)測值非常接近，預(yù)測誤差的可能取值范圍，比抽樣值的變化范圍小?？梢杂媚苋≈捣秶瘸闃又档淖兓秶?。可以用少編碼位來對預(yù)測誤差編碼，從而降低比特率。少編碼位來對預(yù)測誤差編碼，從而降低比特率。9.6.1 預(yù)測編碼簡介預(yù)測編碼簡介7l線性預(yù)測原理：線性預(yù)測原理： 若利用前面的幾個抽樣值的線性組合來預(yù)測若利用前面的幾個抽樣值的線性組合來預(yù)測當前的抽樣值，則稱為線性預(yù)測。若僅用前面當前的抽樣值，則稱為線性預(yù)測。若僅用前面的的1個抽樣值預(yù)測當前的抽樣值，則就是將要個抽樣值預(yù)測當前的抽樣值，則就是將要討論的討論的DPCM。 l線性預(yù)測編碼原理方框圖線性預(yù)測編碼

7、原理方框圖(b) 譯碼器譯碼器譯碼譯碼預(yù)測預(yù)測mk* rk (a) 編碼器編碼器預(yù)測預(yù)測量化量化編碼編碼抽樣抽樣mk mk*m(t)mkekrk8 假定量化器的量化誤差為零，即假定量化器的量化誤差為零，即ek = rk，則由，則由此圖可見：此圖可見：上式表示上式表示mk* 就等于就等于mk。所以，可以把。所以，可以把mk*看作看作是帶有量化誤差的抽樣信號是帶有量化誤差的抽樣信號mk。(a) 編碼器編碼器預(yù)測預(yù)測量化量化編碼編碼抽樣抽樣mk mk*m(t)mkekrkkkkkkkkkkmmmmmemrm*(b) 譯碼器譯碼器譯碼譯碼預(yù)測預(yù)測mk* rk 9預(yù)測器的輸出和輸入關(guān)系由下列線性方程式?jīng)Q

8、預(yù)測器的輸出和輸入關(guān)系由下列線性方程式?jīng)Q定：定： 式中式中p 預(yù)測階數(shù)，預(yù)測階數(shù)， ai 預(yù)測系數(shù)。預(yù)測系數(shù)。 上式表明，預(yù)測值上式表明，預(yù)測值mk 是前面是前面 p 個帶有量化誤個帶有量化誤差的抽樣信號值的加權(quán)和。差的抽樣信號值的加權(quán)和。piikikmam1*10lDPCM原理原理在在DPCM中，只將前中，只將前1個抽樣值當作預(yù)測個抽樣值當作預(yù)測值，再取當前抽樣值和預(yù)測值之差進行編碼并值，再取當前抽樣值和預(yù)測值之差進行編碼并傳輸。這相當于在下式傳輸。這相當于在下式 p = 1，a1 = 1，故，故mk = mk-1*。 這時，上圖中的預(yù)測器就簡化成為一個延遲這時，上圖中的預(yù)測器就簡化成為一個

9、延遲電路，其延遲時間為電路，其延遲時間為1個抽樣間隔時間個抽樣間隔時間Ts。 piikikmam1*9.6.2差分脈沖編碼調(diào)制差分脈沖編碼調(diào)制(DPCM)的原理及性能的原理及性能11 為了改善為了改善DPCM體制的性能，將自適應(yīng)技體制的性能，將自適應(yīng)技術(shù)引入量化和預(yù)測過程，得出自適應(yīng)差分脈碼術(shù)引入量化和預(yù)測過程，得出自適應(yīng)差分脈碼調(diào)制調(diào)制(ADPCM ) 體制。它能大大提高信號量噪體制。它能大大提高信號量噪比和動態(tài)范圍。比和動態(tài)范圍。圖圖 9-24 (a) 編碼器編碼器延遲延遲Ts量化量化編碼編碼抽樣抽樣mk mk*m(t)mkekrk(b) 譯碼器譯碼器譯碼譯碼延遲延遲Tsmk* rk 12

10、lDPCM系統(tǒng)的量化誤差（量化噪聲）系統(tǒng)的量化誤差（量化噪聲） DPCM系統(tǒng)的量化誤差系統(tǒng)的量化誤差qk定義為編碼器輸入定義為編碼器輸入模擬信號抽樣值模擬信號抽樣值mk與量化后帶有量化誤差的抽與量化后帶有量化誤差的抽樣值樣值mk*之差：之差：kkkkkkkkkrermemmmq)(*(a) 編碼器編碼器延遲延遲Ts量化量化編碼編碼抽樣抽樣mk mk*m(t)mkekrk(b) 譯碼器譯碼器譯碼譯碼延遲延遲Tsmk* rk 13 設(shè)預(yù)測誤差設(shè)預(yù)測誤差ek的范圍是的范圍是(+ , - )，量化器的分，量化器的分層電平數(shù)為層電平數(shù)為M，量化間隔為，量化間隔為 v，則有，則有圖圖9-25畫出當畫出當M

11、 = 5時，時， 、 v和和M之間關(guān)系的之間關(guān)系的示意圖。示意圖。vMMv2) 1(,) 1(2+ - v0 vM1M2M3M5 v vM414由于量化誤差僅為量化間隔的一半，則預(yù)測誤由于量化誤差僅為量化間隔的一半，則預(yù)測誤差經(jīng)過量化后，量化誤差差經(jīng)過量化后，量化誤差qk在在(- v/2, + v/2)內(nèi)。內(nèi)。我們假設(shè)此量化誤差我們假設(shè)此量化誤差qk在在(- v/2, + v/2)內(nèi)是均內(nèi)是均勻分布的。勻分布的。DPCM編碼器輸出的碼元速率為編碼器輸出的碼元速率為Nfs，其中其中fs為抽樣頻率；為抽樣頻率；N = log2M 是每個抽樣值編是每個抽樣值編碼的碼元數(shù)。碼的碼元數(shù)。 qk的概率密度

12、的概率密度f(qk)可以表示為可以表示為vqfk1)(15故故qk的平均功率可以表示成的平均功率可以表示成 若我們還假設(shè)此功率平均分布在從若我們還假設(shè)此功率平均分布在從0至至Nfs的頻的頻率范圍內(nèi)，即其功率譜密度率范圍內(nèi)，即其功率譜密度Pq(f)等于等于 則此量化噪聲通過截止頻率為則此量化噪聲通過截止頻率為fm的低通濾波的低通濾波器之后，其功率等于：器之后，其功率等于：2/2/222/2/2212)(1)()(vvkkvvkkkkvdqqvdqqfqqEssqffNfvfP0,12)()(2 smmqqffNvffPN12)(216l信號功率：信號功率： 由由DPCM編碼的原理可知，當預(yù)測誤差

13、編碼的原理可知，當預(yù)測誤差ek的范的范圍限制在圍限制在(+ , - )時，同時也限制了信號的變化時，同時也限制了信號的變化速度。這就是說，在相鄰抽樣點之間，信號抽速度。這就是說，在相鄰抽樣點之間，信號抽樣值的增減不能超過此范圍。一旦超過此范圍，樣值的增減不能超過此范圍。一旦超過此范圍，編碼器將發(fā)生過載，即產(chǎn)生超過允許范圍的誤編碼器將發(fā)生過載，即產(chǎn)生超過允許范圍的誤差。若抽樣點間隔為差。若抽樣點間隔為T 1/fs，則將限制信號，則將限制信號的斜率不能超過的斜率不能超過 / T。 17 假設(shè)輸入信號是一個正弦波：假設(shè)輸入信號是一個正弦波： 式中，式中，A 振幅振幅 k 角頻率角頻率 它的變化速度決

14、定于其斜率：它的變化速度決定于其斜率：tAtmksin)(tAdttdmkkcos)(上式給出最大斜率等于上式給出最大斜率等于A k。為了不發(fā)生過載，。為了不發(fā)生過載，信號的最大斜率不應(yīng)超過信號的最大斜率不應(yīng)超過 /T，即，即sskfTA18 最大允許信號振幅最大允許信號振幅Amax等于等于 這時的信號功率為這時的信號功率為將將 的值的值 = (M 1) v / 2 代入上式，得到代入上式，得到 最后，求出信號量噪比等于最后，求出信號量噪比等于ksfAmax22222222max822ksksfffAS222222222232) 1(821ksksffvMffvMSmksqfffMNNS232

15、28) 1(3199.7增量調(diào)制增量調(diào)制(M) 增量調(diào)制增量調(diào)制( M)可以看成是一種最簡單可以看成是一種最簡單的的DPCM。當。當DPCM系統(tǒng)中量化器的量系統(tǒng)中量化器的量化電平數(shù)取為化電平數(shù)取為2時，時，DPCM系統(tǒng)就成為系統(tǒng)就成為增量調(diào)制系統(tǒng)。增量調(diào)制系統(tǒng)。 20M與與PCM都是用二進制代碼去表示模擬都是用二進制代碼去表示模擬信號的編碼方式。信號的編碼方式。在在PCM中，代碼表示樣值本身的大小，所需中，代碼表示樣值本身的大小，所需碼位數(shù)較多，從而導(dǎo)致編譯碼設(shè)備復(fù)雜；碼位數(shù)較多，從而導(dǎo)致編譯碼設(shè)備復(fù)雜；在在DPCM中中,是將相鄰樣值的差值進行編碼傳是將相鄰樣值的差值進行編碼傳輸；輸； 在在M

16、中，它只用一位編碼表示相鄰樣值的變中，它只用一位編碼表示相鄰樣值的變化趨勢，與樣值本身的大小無關(guān)?；厔荩c樣值本身的大小無關(guān)。9.7.1 增量調(diào)制原理增量調(diào)制原理21 編碼器編碼器 譯碼器譯碼器 預(yù)測誤差預(yù)測誤差ek = mk mk 被量化成兩個電平被量化成兩個電平 + 和和 。 值稱為值稱為量化臺階量化臺階。這就是說，量化。這就是說，量化器輸出信號器輸出信號rk只取兩個值只取兩個值+ 或或 。因此，。因此，rk可以用一個二進制符號表示。例如，用可以用一個二進制符號表示。例如，用“1”表表示示“+ ”，用，用“0”表示表示“- ”。mk*延延 遲遲抽抽 樣樣二電平量化二電平量化m(t)mke

17、krkmk 延延 遲遲rkmk*22 編碼器編碼器 譯碼器譯碼器 譯碼器由譯碼器由“延遲相加電路延遲相加電路”組成，它和編碼組成，它和編碼器中的相同。所以當無傳輸誤碼時，器中的相同。所以當無傳輸誤碼時，mk* = mk*。 在實用中，通常用一個積分器來代替上述在實用中，通常用一個積分器來代替上述“延遲相加電路延遲相加電路”，并將抽樣器放到相加器后，并將抽樣器放到相加器后面，與量化器合并為抽樣判決器。面，與量化器合并為抽樣判決器。 mk*延延 遲遲抽抽 樣樣二電平量化二電平量化m(t)mkekrkmk 延延 遲遲rkmk*23圖中編碼器輸入信號為圖中編碼器輸入信號為m(t)，它與預(yù)測信號，它與預(yù)

18、測信號m (t)值相減，得到預(yù)測誤差值相減，得到預(yù)測誤差e(t)。預(yù)測誤差。預(yù)測誤差e(t)被周期為被周期為Ts的抽樣沖激序列的抽樣沖激序列 T(t)抽樣。若抽樣值抽樣。若抽樣值為負值，則判決輸出電壓為負值，則判決輸出電壓+ （用（用“1”代表）；代表）；若抽樣值為正值，則判決輸出電壓若抽樣值為正值，則判決輸出電壓- （用（用“0”代表）。代表）。 T(t)(a) 編碼器編碼器(b)譯碼器譯碼器積分器積分器抽樣抽樣 判決判決m(t)e(t)d(t)m (t)積積 分分d(t)低通低通24增量編碼波形示意圖增量編碼波形示意圖m(t):輸入的基帶信號（如語音信號）輸入的基帶信號（如語音信號）m(t

19、):階梯波階梯波m1(t):斜變波斜變波m(t)0010101111110t9ttttt3tt12t11t10t87654t2t1(m t)m (t)m1(t) tT35725 由于由于M是前后兩個樣值的差值的量化是前后兩個樣值的差值的量化編碼編碼, 所以所以M實際上是最簡單的一種實際上是最簡單的一種DPCM方案，預(yù)測值僅用前一個樣值來代方案，預(yù)測值僅用前一個樣值來代替，替， 即當即當DPCM系統(tǒng)的預(yù)測器是一個延系統(tǒng)的預(yù)測器是一個延遲單元，量化電平取為遲單元，量化電平取為2時，該時，該DPCM系系統(tǒng)就是一個簡單統(tǒng)就是一個簡單M系統(tǒng)。系統(tǒng)。269.7.2 增量調(diào)制系統(tǒng)中的量化噪聲增量調(diào)制系統(tǒng)中的

20、量化噪聲1 1、量化噪聲、量化噪聲DM系統(tǒng)存在兩種噪聲系統(tǒng)存在兩種噪聲 過載量化噪聲（斜率過載失真）過載量化噪聲（斜率過載失真） 一般量化噪聲一般量化噪聲如圖如圖9-29所示。所示。27 圖圖 9-29 量化噪聲量化噪聲 (a)基本量化噪聲基本量化噪聲 (b)過載量化噪聲過載量化噪聲e(t)e(t)282、最大跟蹤斜率、最大跟蹤斜率 設(shè)抽樣周期為設(shè)抽樣周期為Ts，抽樣頻率為，抽樣頻率為fs = 1/Ts，量，量化臺階為化臺階為 ，則一個階梯臺階的斜率，則一個階梯臺階的斜率k 為：為：它是譯碼器的最大跟蹤斜率。當輸入信它是譯碼器的最大跟蹤斜率。當輸入信號斜率超過這個最大值時，將發(fā)生過載量化號斜率

21、超過這個最大值時，將發(fā)生過載量化噪聲。噪聲。sfTk/29為了不發(fā)生過載，必須增大為了不發(fā)生過載，必須增大和和fs。 ，一般量化誤差也大，簡單增量調(diào)制的量，一般量化誤差也大，簡單增量調(diào)制的量階階是固定的。是固定的。 fs ，一般量化誤差和過載噪聲都減小。，一般量化誤差和過載噪聲都減小。 實際中增量調(diào)制采用的抽樣頻率實際中增量調(diào)制采用的抽樣頻率fs值比值比PCM和和DPCM的抽樣頻率值都大很多；對于語音信的抽樣頻率值都大很多；對于語音信號而言，增量調(diào)制采用的抽樣頻率在幾十千赫號而言，增量調(diào)制采用的抽樣頻率在幾十千赫到百余千赫。到百余千赫。sfdttdmmax)(3、無過載條件、無過載條件304

22、4、起始編碼電平、起始編碼電平 在正常通信中，不希望發(fā)生過載現(xiàn)象，這在正常通信中，不希望發(fā)生過載現(xiàn)象，這實際上是對輸入信號的一個限制。實際上是對輸入信號的一個限制。 當增量調(diào)制編碼器輸入電壓的峰當增量調(diào)制編碼器輸入電壓的峰-峰值為峰值為0或或小于小于 時，編碼器的輸出就成為時，編碼器的輸出就成為“1”和和“0”交交替的二進制序列。只有當輸入的峰值電壓大于替的二進制序列。只有當輸入的峰值電壓大于 /2時，輸出序列才隨信號的變化而變化。故時，輸出序列才隨信號的變化而變化。故稱稱 /2為增量調(diào)制編碼器的為增量調(diào)制編碼器的起始編碼電平起始編碼電平。31 與與PCM系統(tǒng)一樣，增量調(diào)制系統(tǒng)的抗噪系統(tǒng)一樣，

23、增量調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能也是用輸出信噪比來表征的。聲性能也是用輸出信噪比來表征的。 在在M系統(tǒng)中同樣存在兩類噪聲，即量化系統(tǒng)中同樣存在兩類噪聲，即量化噪聲和信道加性噪聲。由于這兩類噪聲是互噪聲和信道加性噪聲。由于這兩類噪聲是互不相關(guān)的，可以分別討論。不相關(guān)的，可以分別討論。 5、 量化噪聲的計算和量化信噪比量化噪聲的計算和量化信噪比32量化噪聲量化噪聲 假定系統(tǒng)不會產(chǎn)生過載量化噪聲，只有基假定系統(tǒng)不會產(chǎn)生過載量化噪聲，只有基本量化噪聲。這樣，圖中的階梯波本量化噪聲。這樣，圖中的階梯波m (t)就是就是譯碼積分器輸出波形，而譯碼積分器輸出波形，而m (t)和和m(t)之差就之差就是低通濾波前的量

24、化噪聲是低通濾波前的量化噪聲e(t)。由圖可知，。由圖可知，e(t)隨時間在區(qū)間隨時間在區(qū)間(- , + )內(nèi)變化。內(nèi)變化。e(t)33假設(shè)假設(shè)e(t)在此區(qū)間在此區(qū)間(- , + )內(nèi)均勻分布，則內(nèi)均勻分布，則e(t)的概率分布密度的概率分布密度f(e)可以表示為：可以表示為：故故e(t)的平均功率可以表示成：的平均功率可以表示成：eef,21)(321)()(2222deedeefeteE34 假設(shè)這個功率的頻譜均勻分布在從假設(shè)這個功率的頻譜均勻分布在從0到抽樣到抽樣頻率頻率fs之間，即其功率譜密度之間，即其功率譜密度P(f)可以近似地表可以近似地表示為：示為： 因此，此量化噪聲通過截止頻

25、率為因此，此量化噪聲通過截止頻率為fm的低通的低通濾波器之后，其功率等于：濾波器之后，其功率等于： 此基本量化噪聲功率只和量化臺階此基本量化噪聲功率只和量化臺階 與與(fL / fs)有關(guān)，和輸入信號大小無關(guān)。有關(guān)，和輸入信號大小無關(guān)。 ssffffP0,3)(2smmqffffPN3)(235l信號功率：設(shè)輸入信號為信號功率：設(shè)輸入信號為式中，式中，A 振幅，振幅， k 角頻率，角頻率，則其斜率由下式?jīng)Q定：則其斜率由下式?jīng)Q定：此斜率的最大值等于此斜率的最大值等于A k。 為了保證不發(fā)生過載，要求信號的最大斜為了保證不發(fā)生過載，要求信號的最大斜率不超過譯碼器的最大跟蹤斜率?，F(xiàn)在信號率不超過譯碼

26、器的最大跟蹤斜率?，F(xiàn)在信號的最大斜率為的最大斜率為A k, 所以要求所以要求tAtmksin)(tAdttdmkkcos)(sfTAk量化信噪比量化信噪比36上式表明，保證不過載的臨界振幅上式表明，保證不過載的臨界振幅Amax應(yīng)該應(yīng)該等于等于 即臨界振幅即臨界振幅Amax與量化臺階與量化臺階 和抽樣頻率和抽樣頻率fs成正比，與信號角頻率成正比，與信號角頻率 k成反比。這個條件成反比。這個條件限制了信號的最大功率。限制了信號的最大功率。 sfTAkksfAmax37由上式不難導(dǎo)出這時的最大信號功率等于由上式不難導(dǎo)出這時的最大信號功率等于 式中式中l(wèi)最大信號量噪比：最大信號量噪比： 最大信號量噪比

27、等于最大信號量噪比等于 上式表明，最大信號量噪比和抽樣頻率上式表明，最大信號量噪比和抽樣頻率f fs s的的三次方成正比，而和信號頻率三次方成正比，而和信號頻率f fk k的平方成反比。的平方成反比。 ksfAmax22222222maxmax822ksksfffAS2/kkfmksmksmsksqffffffffffNS2323222222max04. 0833838lDPCM系統(tǒng)和增量調(diào)制系統(tǒng)的信號量噪比較：系統(tǒng)和增量調(diào)制系統(tǒng)的信號量噪比較：在在DPCM系統(tǒng)中，若系統(tǒng)中，若M = 2, N = 1, 則則DPCM的信號量噪比的信號量噪比將和將和 M的信號量噪比的信號量噪比相同。相同。 每個

28、抽樣值僅用一位編碼，每個抽樣值僅用一位編碼，DPCM系系統(tǒng)變成為增量調(diào)制系統(tǒng)。所以，增量調(diào)制系統(tǒng)統(tǒng)變成為增量調(diào)制系統(tǒng)。所以，增量調(diào)制系統(tǒng)可以看成是可以看成是DPCM系統(tǒng)的一個最簡單的特例。系統(tǒng)的一個最簡單的特例。mksqfffMNNS23228) 1(3mksmksmsksqffffffffffNS2323222222max04. 0833839增量調(diào)制系統(tǒng)用于對語音編碼時，要求的增量調(diào)制系統(tǒng)用于對語音編碼時，要求的抽樣頻率達到幾十抽樣頻率達到幾十kb/s以上，而且語音質(zhì)量以上，而且語音質(zhì)量也不如也不如PCM系統(tǒng)。為了提高增量調(diào)制的質(zhì)量系統(tǒng)。為了提高增量調(diào)制的質(zhì)量和降低編碼速率，出現(xiàn)了一些改進

29、方案，和降低編碼速率，出現(xiàn)了一些改進方案， 例例如如 “ 增量總和增量總和( - )”調(diào)制、壓擴式自適應(yīng)增調(diào)制、壓擴式自適應(yīng)增量調(diào)制等。量調(diào)制等。 409.8 時分復(fù)用和復(fù)接時分復(fù)用和復(fù)接9.8.1 時分復(fù)用的基本概念時分復(fù)用的基本概念9.8.2 時分復(fù)用系統(tǒng)時分復(fù)用系統(tǒng)9.8.3 時分多路數(shù)字電話系統(tǒng)時分多路數(shù)字電話系統(tǒng)419.8.1 時分復(fù)用時分復(fù)用 ( TDM ) 的基本概念的基本概念（TDM-Time division Multiplexing) 多路復(fù)用：使多路信號沿同一信道傳輸而互不多路復(fù)用：使多路信號沿同一信道傳輸而互不干擾。干擾。時分多路復(fù)用：使各路信號在信道上占有不同時分多路

30、復(fù)用：使各路信號在信道上占有不同的時間間隔同時傳輸而互不干擾。的時間間隔同時傳輸而互不干擾。幀周期：抽樣周期幀周期：抽樣周期 Ts 。路時隙：每路信號的一個樣值占有的時間路時隙：每路信號的一個樣值占有的時間 TC 。位時隙：碼組中一個碼元占有的時間位時隙：碼組中一個碼元占有的時間 TB 。42ttt第一路信號第一路信號第二路信號第二路信號復(fù)用信號復(fù)用信號 Ts Ts TC TC Ts Ts 43213量化量化編碼編碼譯碼譯碼K2132量化量化編碼編碼譯碼譯碼K1特征：特征：將各路信號的抽樣時間錯開將各路信號的抽樣時間錯開 TDM 原理框圖：原理框圖： 9.8.2 時分復(fù)用系統(tǒng)時分復(fù)用系統(tǒng)要求：

31、要求：收、發(fā)兩端開關(guān)收、發(fā)兩端開關(guān)K1 、K2 完全同步。完全同步。 保證開關(guān)保證開關(guān)K1 、K2 旋轉(zhuǎn)一圈的頻率旋轉(zhuǎn)一圈的頻率（即抽樣頻率）滿足抽樣定理，既可實現(xiàn)（即抽樣頻率）滿足抽樣定理，既可實現(xiàn)收發(fā)一致。收發(fā)一致。信道信道44PCM 30/32 路復(fù)用系統(tǒng)路復(fù)用系統(tǒng)幀周期幀周期 Ts = 125s 9.8.3 時分多路數(shù)字電話系統(tǒng)時分多路數(shù)字電話系統(tǒng)基群信號：基群信號：包含包含 30 路用戶信號和路用戶信號和 2 路信令信號路信令信號每路信號的采樣頻率每路信號的采樣頻率 fs = 8000 Hz PCM 30/32 路系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)路系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)125 sTS0TS1TS2.TS16TS17 .TS30TS31TS0 、 TS16 為為信令信令TS0 . TS31 稱為稱為路時隙路時隙TS1 TS15 、T