现代通信原理(07)

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1、现代通信原理第七章增量调制1单元概述增量调制可以看成是脉冲编码调制的一种特例。它只用一位二进制码表示幅度量化，这一位码表示的是前后抽样值的变化趋势（增加或减小，称为增量），故称为增量调制。为减小量化误差，增量调制必须采用比PCM高很多的抽样频率。简单增量调制存在斜率过载问题和动态范围问题，因而演变出数字压扩自适应增量调制和增量总和调制。2单元学习提纲（1）简单增量调制原理，本地译码信号、重建信号、量化噪声、斜率过载；（2）简单增量调制量化信噪比与抽样频率、输入信号频率的关系；（3）数字压扩自适应增量调制改善增量调制动态范围的原理；（4）增量总和调制的特点；（5）简单增量调制的抗误码

2、性能优于脉冲编码调制。3第七章增量调制∆M的主要优越性:(1)低比特率时，量化信噪比高于PCM。(2)抗误码性能好,能在误码率较高的信道里工作(3)∆M的编码、译码比PCM简单。包括:改进型增量调制差分脉冲编码调制47.1简单增量调制的原理M可以看成是DPCM的一种特例。它只用一位编码，不是表示采样值的大小，而是表示采样时刻波形的变化趋势。5编码电路如图所示：相当于DPCM的一种特例1、预测值取前一次的采样值，称为一阶预测器。62、量化曲线如下页图若差值信号大于零（本次样值大于前次样值），量化值编码若差值信号小于零（本次样值小于前次样值），量化值编码78其接收解调原理图如：9一个

3、实际的M系统10对于以上的实际系统，有如下特点：1、输入是模拟信号，不是采样序列。2、采样、量化、编码由D触发器一次完成。3、脉冲发生器和积分器完成本地译码功能（预测）11工作过程：（发送端）1、输入信号与本地译码（预测）信号进行比较，产生误差信号e(t)e(t)>0，输出“1”e(t)<0，输出“0”2、脉冲发生器将“1”码变成一个正脉冲,“0”码变成一个负脉冲.3、积分器将脉冲序列叠加，形成预测信号电平.连“1”多，则幅度高;连“0”多，则幅度低.12工作过程：（接收端）接收端译码器与发送端本地译码器部分完全相同，只是在积分器之后加了一低通滤波器，以滤出高频分量。13积分器的

4、输出形式有两种，一种是折线近似的积分波形，另一种是阶梯波形；14以下是M的编码波形示意实线正弦信号为输入的消息信号。虚线折线部分是预测值（积分器输出），实线阶梯波是另一种积分器输出形式。15M调制的波形图16在信号变化比较缓慢的区域内，编码后得到的序列会是“1”和“0”交替变化的，这种现象称为颗粒噪声。17M斜率过载问题:当输入信号的斜率比采样周期决定的固有斜率/TS大时,固定量阶的积分跟不上输入信号幅度变化时,将产生斜率过载或过载噪声.18斜率过载失真波形19对于采样周期为TS,量阶为的系统,能跟踪的最大斜率为/TS,称为临界过载下的最大跟踪斜率.设输入为正弦信号斜

5、率最大斜率20M为临界过载时即信号的最大角频率或21M的最大量化信噪比1、噪声功率e(t)是信号与预测信号之差e(t)假设服从均匀分布2223又假设e(t)在频域（0，fs)服从均匀分布,则接收端经低通滤波后的输出量化噪声为：fS是采样频率fB是接收端低通滤波器带宽24信号功率：信噪比251、简单增量调制的信噪比与采样频率的三次方成正比。采样频率提高一倍，量化信噪比提高9分贝。2、量化信噪比与信号频率的平方成反比，信号每提高一倍频程，信噪比下降6分贝。3、简单增量调制要满足一定的信噪比，采样频率必须提高，传输率增加，带宽增宽。4、简单增量调制在信号的高频部分信噪比下降，引出数字

6、压扩自适应增量调制。267.2数字压扩自适应增量调制简单增量调制有两大问题1、信号频率高，量阶相对小，量化跟不上变化，产生过载失真。2、信号频率低。量阶相对大，产生量化失真（颗粒噪声）。27改进方法1、自适应方式使量阶的大小随信号幅度瞬时压扩，称为瞬时压扩增量调制ADM。2、量阶随音节时间间隔（5-20ms)的信号平均斜率变化，称为连续可变斜率增量调制CVSD。28重点介绍第二种方法：（图在下页）1、检测编码输出信号的连“1”或连“0”，连“1”过多或连“0”过多，说明信号的斜率大。2、将所检出的脉冲送入平滑电路（积分器，时常数为5-20ms)，产生一缓慢变化电压，这个电压与语音信

7、号的平均斜率成正比。3、将这个电压对输入脉冲串进行调幅，当连码多导致平滑电路输出电平高（输入信号斜率大），调幅器输出信号大，扩张了量化电平。2930数字压扩增量调制对信噪比的改进情况如图所示31音节：指信号幅度包络的变化周期，对于语音信号，就是音量变化的周期。音节压扩：使量阶∆V随着每个音节时间间隔内的信号平均斜率变化，称为连续可变斜率增量调制。数字检测电路：输出脉冲的宽度与连码个数成正比。平滑电路：输出电压uk正比于该音节内信号平均斜率。PAM：序列脉冲幅度E’的变