数字通信原理 (2).ppt

实现预测的横截滤波器第95页,共112页，星期六，2024年，5月如果以的速率对信号S(t)抽样，在时刻由前N个样值可得到预测值：式中：是不同时刻值的加权系数。差值脉冲编码调制对真正的样值与预测值之间的差值进行量化和编码。第96页,共112页，星期六，2024年，5月DPCM系统原理框图第97页,共112页，星期六，2024年，5月这种方式中发送端与接收端的预测器处理信号略有不同，即发送端是对输入信号的预测的，接收端是对解码输出信号预测的。这会对恢复信号的质量有一定的影响，但该方式的实现比较简单。第98页,共112页，星期六，2024年，5月第99页,共112页，星期六，2024年，5月由解码信号进行预测的DPCM系统，两端预测的信号相同，发送端编码器与解码器间的反馈保证了发送预测器输入的信号中的误差就是样值的量化误差，并且对以前的量化误差没有积累。第100页,共112页，星期六，2024年，5月2.3.2自适应差值脉冲编码调制----ADPCM为了能进一步提高DPCM方式的质量还需采取一些辅助措施，即自适应措施。自适应包括自适应预测和自适应量化，称为ADPCM。●自适应量化的基本思想让量化间隔Δ(t)的变化，与输入信号方差相匹配，即量化器阶距随输入信号的方差而变化，它正比于量化器输入信号的方差。第101页,共112页，星期六，2024年，5月前馈自适应量化ADPCM第102页,共112页，星期六，2024年，5月反馈自适应量化ADPCM第103页,共112页，星期六，2024年，5月两种都是采用固定预测并带有自适应量化的ADPCM系统。●前馈自适应量化器输入幅度或方差由输入信号本身估算；●反馈自适应量化器阶距根据量化器的输出来进行自适应调整。不论是采用前馈式还是反馈式，自适应量化都可以改善动态范围及信噪比。与固定量化相比可得到10～12dB的改善。第104页,共112页，星期六，2024年，5月●两种自适应量化比较反馈控制的主要优点是量化阶距的信息由码字序列提取，因此不需要传输或存储额外的阶距信息。但是在重建输出信号时，传输中的误码对质量的影响比较敏感；前馈控制时，要求码字和阶距一起，以用来得出信号，这增加了其复杂性，但它有可能在差错控制保护下传输阶距从而大大改善高误码率传输时的输出信号质量。第105页,共112页，星期六，2024年，5月●自适应预测自适应预测也可分为前馈型和反馈型。在实用上采用最多的是反馈自适应，即最佳预测系数是根据量化后的编码数据进行估值，这样可快速地修正系数。在语音信号处理中，得到最佳预测的优化方法多采用梯度法和最小均方算法。第106页,共112页，星期六，2024年，5月●预测增益DPCM系统信噪比定义为：量化信噪比预测增益当时，预测有增益。第107页,共112页，星期六，2024年，5月固定和自适应预测的DPCM系统性能预测器阶数p第108页,共112页，星期六，2024年，5月2.3.332Kbit/sADPCM系统ITU-T1984年公布了32kbit/sADPCM标准-------G.721，这种系统的语音质量十分接近G.711A律或μ律64kbit/sPCM的语音质量。由于G.72132kit/sADPCM主要用来对现有PCM信道扩容，ADPCM编码器的输入与解码器的输出都采用标准A律或μ律PCM信号码。第109页,共112页，星期六，2024年，5月ADPCMG.721编码器原理框图第110页,共112页，星期六，2024年，5月ADPCMG.721译码器原理框图第111页,共112页，星期六，2024年，5月2.3.4单片集成ADPCM编解码器常用芯片有：MC145532ADPCM代码转换器；MC145540ADPCM编解码器。第112页,共112页，星期六，2024年，5月四种常见的编码方案第63页,共112页，星期六，2024年，5月◆一般二进制码(自然二进制码)l位一般二进制码表示为：通常最高位定义为极性码如下：表示正极性；表示负极性；?特点符合习惯，但编码比较麻烦，所用的标准电源较多。第64页,共112页，星期六，2024年，5月◆折叠二进制编码l位折叠码表示为：折叠二进制码与自然二进制码的转换关系为：?特点：编码所用的标准电源数量少，编码电路简单。在语音信号PCM系统中，大多采用折叠二进制码。第65页,共112页，星期六，2024年，5月◆反卷码