现代通信原理第七章 增量调制1单元概述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PCM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），量化值量化值编码编码若差值信号小于零（本次样值小于前次样值），量化值量化值编码编码78其接收解调原理图如：9一个实际的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）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)TS积分网络时常数时常数大大大于采样周期采样周期)，TS时间内的充电量只有最大值E的TS/RC。41所以所以通过参数选取使f1FH，有42以下求信号功率以下求信号功率: : - - 调制输入信号在发送端要进行积分，因此调制输入信号在发送端要进行积分，因此临界过载时，输入正弦波的最大幅度为：临界过载时，输入正弦波的最大幅度为：通常积分时常数很小通常积分时常数很小，f f1 1ff，有：有：43增量总和调制的临界过载幅度与信号的频率增量总和调制的临界过载幅度与信号的频率无关无关, ,临界过载功率为临界过载功率为44信噪比为信噪比为证明了式证明了式(7-8),(7-8),增量总和调制的量化信噪比增量总和调制的量化信噪比与输入信号的频率无关。与输入信号的频率无关。457.4信道误码对增量调制的影响本章开头曾经谈到增量调制比PCM编码调制有较高的抗误码特性。以下来推导，增量调制接收系统如图在分析误码影响时在分析误码影响时, ,常把接收到的信号分解常把接收到的信号分解成无误码信号序列和误码信号序列之和，见下图。成无误码信号序列和误码信号序列之和，见下图。4647如果接收端脉冲发生器的输出是：“1”码产生“+E”“0”码产生“-E”则误码序列应为+/-2E的序列。误码信号功率误码信号功率=(2=(2E)E)2 2* *误比特率误比特率即代表误码噪声功率误码噪声功率48由于脉冲序列脉冲序列的的功率谱密度函数功率谱密度函数与单个脉冲单个脉冲波形波形的的功率谱密度函数功率谱密度函数的的平方平方成正比。（见第九章）。（见第九章）所以误码信号的频谱如图所以误码信号的频谱如图7-97-9实线所示。实线所示。图中fh是窄带滤波器带宽，fs是采样频率，虚线下的面积近似等于实线下的面积，即（0，fs）范围内的总功率近似等于虚线下的面积。fs/2是信号的近似带宽。49 由于fHfL对于积分器，若时常数RCTS，可以近似为线性增长。接收一个正脉冲（编码“1”），将增加一个量化间隔的电平。53所以M接收端的总失真功率54误码造成信噪比下降3dB，即误码噪声功率占总噪声功率的一半，有55取fB=3100HZ,fL=300HZ56对于fs=32KHZ的系统，误码率为1.5*10-3，将使信噪比下降3dB。对照P131式5-70，一个线性PCM系统，误码率为3.8*10-6,将使信噪比下降3dB.M系统抗误码能力强.57五. .增量调制与PCM PCM 系统性能比较采样率和带宽量化信噪比频率响应对误码率的要求系统设备58自测题自测题（1）简单增量调制的主要优缺点是什么？（2）将3连1、连0检测和4连1、连0检测的数字压扩自适应增量调制作一比较。（3）输入信号为0电平时，简单增量调制的输出序列是什么？（4）为什么简单增量调制的抗误码性能优于PCM？（5）什么叫斜率过载？如何改善斜率过载？（6）将脉冲编码调制中采用的瞬时对数压缩特性用于增量调制，能否解决斜率过载问题？59