脉冲编码调制【文献综述】

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毕业论文文献综述通信工程脉冲编码调制摘要：本书主要介绍了使用MATLAB软件对脉冲编码进行仿真，讲述了脉冲编码在仿真中的步骤，详细介绍了增量调制和差值脉冲编码调制，自适应差分脉码调制的一些基本知识，比如基本的算法等等，特别是对PCM编码的原理进行了介绍和在传输数据有了一些介绍。关键字：PCM;MATLAB仿真;增量调制;差值脉冲编码调制;ADPCM一、脉冲编码的原理模拟信号变为数字信号常用脉冲编码调制方式，即PCM通信。PCM基群设备将路中的每一路模拟信号进行抽样、量化处理、然后编成2048KB/秒的数字信号进行远距离传输。对方收到信号后，进行与发送端相反的变换，将数字信号回复成原来的模拟信号。现以发送端取样、量化、压缩、编码及码型变换作以理论分析，至于接收端则情况相反。模拟信号数字化：1取样2量化：把经过抽样的样值信号用四舍五入的办法近似取为某些规定的有限个数值，这种近似取值的过程叫做量化。编码：抽样所得的脉幅信号还必须进行数字编码，编码分为线性编码和非线性编码。（1）线性编码，我们由二进制数字码的定义可知，每一位二进制数字码只能表示两种状态之一，即1或者0，而两位二进制数字码只能则有四种组合00,01,10,11，即四个码组，这四个码组就可以表示四个不同数值，代表四种量化电平值。3位码有8个量化数值，8位码有256个量化数值，我们所用的PCM是8位编码，这种量化存在着误差，由此产生的失真叫量化失真。如果编码时码位越多，分级越细，这种量化误差就越小，但是要求的传输速率也要高，相应的制造难度也加大。（2）非线性编码，非线性编码与线性编码不同，主要是信号幅度小时，量化分级间隔小，量化误差也小。信号幅度大时，量化分级间隔大，量化误差也大。它的量化分级间隔不是固定值。综上所述，模拟信号经过抽样、量化和编码过程后，就完成了对模拟信号的数字化。 文献[1]讲述了PCM的自身特点，提出了一种隐藏信息的方法，这种方法安全可靠，且简单实用。文献[2]中介绍了PCM编码调制的已基本知识，文献[3]中介绍了脉冲编码的调制原理，包括了对抽样，量化和编码的一些介绍。文献[4]介绍了脉冲编码调制的一些仿真，详细介绍了PCM调制的原理，和运用MATLAB来进行仿真的一些例子。脉冲编码调制传输设备中的数据传输众所周知在终端设备中个通路以的数字信号按时分复用原理复接成一个的基群数字信号，实际设备中对每个用户都设置了通路单元，其中有供传输话带模拟信号的电话通路单元和供传输数字信号的数据通路单元。特别需要指出前者为实现数字传输条件，必定有模数和数模变换环节。文献[5]介绍了脉冲编码的数据传送，比较了PCM传输设备中传输数据时采用的电话和数据通路单元，肯定了采用数据通路单元的合理性，剖析了实用电路，介绍了一些芯片。文献[6]通过图示来介绍了PCM的工作原理。二、增量调制Δ调制,即增量调制，简称ΔM或增量脉码调制方式（DM），它是继PCM（脉码调制）后出现的又一种模拟信号数字化的方法。1946年由法国工程师Deloraine提出，目的在于简化模拟信号的数字化方法，主要在军事通信和卫星通信中广泛使用，有时也作为高速大规模集成电路中的A/D转换器使用。它是一种把信号上一采样的样值作为预测值的单纯预测编码方式。增量调制时预测编码中最简单的一种，它将信号瞬时值与前一个抽样的时刻的量化值之差进行量化，而且只对这个差值的符号进行编码，而不对差值的大小编码。因此量化只限于正和负两个电平，只用1比特传输一个样值。如果差值是正的，就发“1”码，负的就发“0”，因此数码“1”和“0”只是表示相当对于前一时刻的增量减，不代表信号的绝对值。同样，在接收端，每收到一个“1”码。译码器的输出相对前一个时刻的值上升一个量阶。每收到一个“0”就下降一个量阶。文献[7]介绍了增量调制的网络信息系统安全研究，模型和理论分析与改进型的增量调制等等。文献[8]介绍了增量调制和自适应增量调制的区别，详细说明了两者的不同之处。三、差值脉冲编码调制图像的差值脉冲编码（DPCM），作为一种预测编码，就是通过预测和差分编码去除图像的冗余而达到数据压缩目的的编码方式。它不是直接对图像抽样值本身进行编码传送，而是对抽样值的预测值和实际值之差进行编码传送。DPCM最大特点是直观，简短易于实现，特别是容易设计出具有实时性的硬件结构，因而在传输速度要求很高的应用中，大多选用这种方法。在语言图像压缩编码中有广泛应用。DPCM的核心设计是预测器的实现，在预测方法上，主要采用线性预测方法，线性DPCM系统的差值分布范围广泛，在高保真压缩时，一般很难达到信噪比和压缩比都比较理想的压缩。文献[9]差值脉冲编码的一些知识，和其他一些编码方法。文献[10]对图像压缩进行了系统的综述，详细分析了DPCM和RIDCPM，并且进行了改进，以适应军事上的需要。四、自适应差分脉码调制在数字化大潮的冲击下，传统的电子行业正在发生革命性的变化。采用数字技术具有许多优越性，但也使数据量大增，如果不进行数据压缩，则无论传输或存储都很难实用化。自适应差分脉码调制（ADPCM）是CCITT推荐的通信压缩标准，它进一步利用语音信号样点间的相关性，并针对语音信号平稳特点，使用自适应预测和自适应量化，在32KBPS速率上能够给出网路等级话音质量。文献[11]介绍了ADPCM的一些基本知识，和一些算法。文献[12]介绍了自适应差分脉码语音压缩算法原理以及算法实现流程图。文献[13]、[14]、[15]介绍了ADPCM的一些基本工作原理和算法。参考文献： [1]吴晶,郭秀峰.基于PCM编码的信息影藏方法[J],长春大学学报，2005,12,30,（6）.[2]王端骧,脉冲编码调制概述[J],电信科学,1959,7,15,（7）.[3]成慧娥,脉冲编码调制原理[J],鹤壁矿务局,1993,(4).[4]JohnG.Proakis著，张力军等译.数字通信.北京.电子工业出版社.2003.[5]杨维娜,马永超,孙凤杰,张根保.脉冲编码调制传输设备中的数据传输[J],北京动力经济学院,1994,03,30.[6]Pulse-CodedModulation[EB/OL],[2010-10-15],http://www.tpub.com/neets/book12/49l.htm[7]刘军朋,盖如栋，基于增量调制系统的网络系统信息安全研究[J]，辽宁工程技术大学201029(1).[8]轩素静，邵玉斌.自适应增量调制的仿真实现及性能分析[J],2003,11(12).[9]孟庆立,BP神经网络在图像DPCM系统中的应用研究[J],天津大学,2007.[10]包向华.循环插值分脉冲编码调制算法研究[J].2009.[11]张玘,淳静,罗诗途.基于DSP的ADPCM算法实时实现[j],长沙国防科技大学机电工程与自动化学院,2001,（6）.[12]廖广锐，刘萍.基于ADPCM的语音压缩算法研究[J],计算机与数字工程.2007,35（7）.[13]张卫钢.通信原理与通信技术[M].2版.西安：西安电子科技大学出版社，2008,1.[14]陈溯.ADPCM语音压缩编码的分析与仿真[J].中国西部科技2008,（32）.[15]A.GoldSmith,wirelesscommunications[M].NewYork:CambridgeUniversityPress,2005.