矿大通信原理课件CH 9.1-5 抽样 and PCM

信源信源编码信道编码调制传输信道信宿信源解码解调信道解码噪声源数字通信系统的组成信源编码2003Copyright1CUMT

LiShiyin第9章

模拟信号的数字传输常用是脉冲编码调制（PCM）：模拟信源m(t)模拟随机信号A/DD/A模拟终端数字通信系统{sk}数字随机信号接收端发送端信道“D/A”包括：译码+低通滤波(重建滤波)“A/D”包括：抽样+量化+编码本章主要内容9.1引言2003Copyright2CUMT

LiShiyin模拟信源预滤波器抽样器量化编码模拟终端重建滤波译码数字通信系统模拟信号的数字传输数字序列

本章主要内容抽样定理量化理论编码原理与技术1.脉冲编码调制PCM2.差分脉码调制DPCM3.增量调制时分复用依据实例2003Copyright3CUMT

LiShiyin模拟信号可以用有限个点的值来表示，只传输这些值就可以恢复出原始信号。基本概念

2003Copyright4CUMT

LiShiyint0111110101100011011010样值:这些有限个点的值xs(t);抽样:取出这些值的过程;抽样频率ƒS:抽样间隔TS的倒数;量化:用一定精确度的数值来近似表示样值；(如平均成绩：96.37→96.4→96→优秀)编码:将样值用数字信号(二进制)表示的过程。注：但是样值的选取必须满足一定的条件。基本概念抽样定理2003Copyright5CUMT

LiShiyin9.2抽样定理9.2.1低通抽样定理

一个频带限制在(0，

H)内的连续信号m(t)，如果抽样频率

S≥2

H，则可由所得到的抽样序列mS(t)无失真地重建原始信号m(t)。

奈奎斯特间隔:

Ts=1/(2

H)1、抽样的实现δT(t)

m(t)ms(t)抽样模型冲激序列

MS(ω)是无穷多个间隔为ωS的M(ω)的迭加。Demo抽样↔AM？2003Copyright6CUMT

LiShiyin结论1：时域上，是m(t)与冲激序列δT(t)相乘；频域上，是M(ƒ)与δT(

)的卷积，即M(ƒ)按ƒS=2π/Ts的间隔平移迭加。

tatbƒƒH-ƒHc'0ƒƒH-ƒHa'0ƒb'tcδT(t)

m(t)ms(t)重建2003Copyright7CUMT

LiShiyinLPF2、重建模型ƒƒH-ƒH0tωƒH-ƒH0t结论2：m(t)在时域上可由每个样值与抽样函数Sa(.)相乘后所得的各波形相加而得到。实际上，每个样值经低通后其响应为强度为该样值的Sa(.)波形，则所有响应的合成波形就是m(t)。恢复时域波形↔重建频谱为什么必须小于2fH2003Copyright8CUMT

LiShiyin

S>2

H,即Ts<1/2

HtatbƒƒH-ƒHc'0ƒƒH-ƒHa'0ƒb'tcδT(t)

m(t)ms(t)带通

S<2

H,即Ts>1/2

H无法恢复M(ƒ)!!Demo2003Copyright9CUMT

LiShiyin9.2.2带通抽样定理

设带通信号m(t)；频率范围(

L,

H)；带宽B＝

H-

L。当抽样频率满足：则根据这些抽样值就能准确恢复(确定)原信号m(t)。

讨论2003Copyright10CUMT

LiShiyin(3)

对于带限广义平稳随机信号进行抽样，也服从抽样定理。

S≥2

H(2)

对于窄带信号B<<H，即n>>1，有

S

2B；一般当

L<B时，则可将该信号当作低通信号进行处理；低通抽样定理是带通抽样定理的特例。当带限信号的H=B、L=0时，则变成了低通抽样定理；讨论

实际抽样2003Copyright11CUMT

LiShiyin9.3模拟脉冲调制抽样脉冲序列为非理想冲激响应序列。实际抽样电路中抽样脉冲都具有一定的持续时间τ。已抽样信号，相当于以基带信号去改变脉冲载波的幅度的调制，常称为脉冲幅度调制(PAM)。根据mS(t)序列顶部形状不同分为自然抽样和平顶抽样。自然抽样2003Copyright12CUMT

LiShiyin1）自然抽样频谱抽样脉冲S(t)是周期型矩形脉冲序列，信号m(t)和S(t)相乘，得到的已抽样信号mS(t)

序列顶部在脉冲持续时间内随着m(t)变化。2003Copyright13CUMT

LiShiyin结论：与理想抽样信号的频谱相比，自然抽样信号的频谱幅度变化了Cn=AτSa(πnτƒH)倍。虽然Cn是随n变化的，但对确定的n，Cn是一个常数。因此，对信号频谱是一种幅度的加权，并不改变频谱的形状。这样，使用相应的低通滤波器，便可从抽样信号中无失真恢复原始信号。平顶抽样2003Copyright14CUMT

LiShiyin电路实现：采样

保持2）平顶抽样

（电路上易于实现的方法）tm(t)0TSmH(t)在抽样脉冲持续时间内其顶部保持不变。数学模型

矩形脉冲产生理想抽样2003Copyright15CUMT

LiShiyin0tm(t)mS(t)mS(t)mH(t)形脉冲产生理想抽样δT(t)h(t)m(t)ms(t)mH(t)数学式

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LiShiyinδT(t)h(t)m(t)ms(t)mH(t)量化

与理想抽样信号频谱相比，平顶抽样信号的频谱有一加权项H(ƒ)。“孔径失真”：由于H(ƒ)对抽样信号频谱加权造成的失真。校正：信号接收端用滤波器作补偿。LPF2003Copyright17CUMT

LiShiyin9.4量化采样后样值信号的幅值取值仍然有无穷多种(L→∞)，直接将其编码为数字(二进制)信号，每一个样值都必须要N=log2L位(无限多)二进制码表示。显然是不现实的、也是不可行的。因此，必须对样值进行离散化(量化)，将抽样后信号的幅值从无限(连续)变成有限值(离散)。量化实际是一种用近似值近似表示实际抽样值的过程。量化是不可逆的过程。9.4.1量化原理对幅度进行离散化处理的过程。量化原理

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LiShiyinbaqi+1qi+2qi+3qiqi-1

vimi-1mimi+1mi+2量化器特性：分层电平：mi量化间隔(量阶)均匀量化非均匀量化量化电平：qi均匀量化

量化误差(噪声)qi量化值Q[·]量化器m(kT)模拟输入设样值的可能取值范围为[a,b]量化的基本原理m(kT)划分为M个小区间，M称为量化电平数，或量化级数。2003Copyright19CUMT

LiShiyin9.4.2均匀量化

指把输入信号的取值域按等间距分割的量化。每个量化区间的最佳量化电平qi均取在量化间隔的中点。

设输入信号幅度[-a,a]，且服从均匀分布，量化电平数为M。则均匀量化间隔此时，最大量化误差：例

2003Copyright20CUMT

LiShiyin量化噪声平均功率

7v2003Copyright21CUMT

LiShiyin均匀量化噪声平均功率：量化输出信号功率（因nq较小，常用输入信号功率表示）非均匀量化

2003Copyright22CUMT

LiShiyin量化信噪比随量化电平数M的增加而提高。一旦M确定则Nq也就确定不变。而实际信号的瞬时大小/功率是不断变化的，小信号的瞬时平均功率也小，从而导致对小信号的量化信噪比很小。

主要缺点：均匀量化的信号动态范围（信号最小值到最大值范围）受到较大的限制。

非均匀量化

量化器输出信噪比2003Copyright23CUMT

LiShiyin9.4.3非均匀量化量化间隔不相等的量化。对小信号用小阶距量化，大信号用大阶距量化。

实现：对信号非线形变换再后进行均匀量化。

ƒ(x)均匀量化编码编码端xy解码ƒ-1(x)解码端ŷ对小信号予以放大，对大信号进行“压缩”，然后作均匀量化，使量化信噪比在信号的整个动态范围内保持不变。压扩特性

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LiShiyin

i(x)第一象限非线形压缩特性一般采用修正的对数“压缩”特性。主要有两种2003Copyright25CUMT

LiShiyin1、A律对数压缩特性

(欧洲、中国)归一化值=i/max；A为压缩系数，国际标准取A=87.6。

2、μ律对数压缩特性

式中μ为压缩系数，μ=0时无压缩，μ愈大压缩效果愈明显。国际标准中取μ=255。

比较2003Copyright26CUMT

LiShiyin

律与A律压缩特性有近似相同的特性。小信号段，A律变换对小信号有24dB的增益；

律变换对小信号有33.5dB的增益。A律变换一般用于PCM32基群（E1）系统；

律变换一般用于PCM24基群（T1）系统。比较：13折线2003Copyright27CUMT

LiShiyin3、A律对数压缩特性的十三折线法近似将A律变换特性近似地用13段折线(包括X负半轴)表示：其中X取值0-1/128与1/128-1/64段斜率相同，连成一段。Y正轴按均匀分为8段，x轴按2i-8划分。即各段终端坐标SNR改善对小信号用小阶距量化，大信号用大阶距量化。2003Copyright28CUMT

LiShiyin折线线段和对数曲线相关值的比较折线段12345678A=87.6曲线的x1/1281/60.61/30.61/15.41/7.791/3.931/1.98113折线的x1/1281/641/321/161/81/41/21斜率161684211/21/4折线y值1/82/83/84/85/86/87/88/8第一象限内8个线段的端点和采用对数曲线时取值的比较：PCM编码2003Copyright29CUMT

LiShiyin9.5PCM编码原理9.5.1编码和译码模拟信息源输出的模拟信号m(t)经抽样和量化后得到的输出脉冲序列是一个M进制（一般常用128或256）的多电平数字信号，如果直接传输的话，抗噪声性能很差，因此还要经过编码器转换成二进制数字信号(PCM信号)后，再经数字信道传输。在接收端，二进制码组经过译码器还原为M进制的量化信号，再经低通滤波器恢复原模拟基带信号

.把量化后的信号电平值变换成数字代码的过程称为编码；其逆过程称为译码。完成这一系列过程的系统就是下图所示的脉冲编码调制（PCM）系统。30把量化后的信号电平值变换成数字代码的过程称为编码；其逆过程称为译码。完成这一系列过程的系统就是下图所示的脉冲编码调制（PCM）系统。其中，量化与编码的组合称为A/D变换器；译码与低通滤波的组合称为D/A变换器。PCM通信系统框图抽样译码LPF干扰编码信道量化

1.码字和码型

2003Copyright31CUMT

LiShiyin二进制码具有抗干扰能力强，易于产生等优点，因此PCM中一般采用二进制码。对于M个量化电平，其每一个样值（量化电平）可以用N位二进制码来表示，其中的每一个码组称为一个码字。

1.码字和二进制码

为保证通信质量，目前国际上多采用8位编码的PCM系统。

在PCM中常用的二进制码有三种：自然二进制码、折叠二进制码和格雷二进制码（反射二进制码）。下表列出了用4位码表示16个量化级时的这三种码型。2003Copyright32CUMT

LiShiyin样值脉冲极性量化电平量化级序号自然二进码格雷二进制折叠二进码正极性部分8765432115141312111098111111101101110010111010100110001000100110111010111011111101110011111110110111001011101010011000负极性部分-1-2-3-4-5-6-7-876543210011101100101010000110010000100000100010101110110001000110001000000000001001000110100010101100111折叠二进制特点2003Copyright33CUMT

LiShiyin自然二进码

就是一般的十进制正整数的二进制表示。若把自然二进码从低位到高位依次给以2倍的加权，就可变换为十进数。如设二进码为

(an-1,an-2,…,a1,a0)则，其对应的十进数（量化电平值）D=an-12n-1+an-22n-2+…+a121+a020

这种“可加性”可简化译码器的结构。编码简单、易记，而且译码可以逐比特独立进行。

折叠二进码2003Copyright34CUMT

LiShiyin折叠二进码

例（1）对于语音这样的双极性信号，只要绝对值相同，则可以采用单极性编码的方法，使编码过程大大简化。（2）在传输过程中出现误码，对小信号影响较小。折叠二进码的优点：是一种符号幅度码。左边第一位表示信号的极性，信号为正用“1”表示，信号为负用“0”表示；第二位至最后一位表示信号的幅度。由于正、负绝对值相同时，折叠码的上半部分与下半部分相对零电平对称折叠，故名折叠码。其幅度码从小到大按自然二进码规则编码。2003Copyright35CUMT

LiShiyin例如由大信号的1111误为0111，自然二进码由15错到7，误差为8个量化级，而对折叠二进码，误差为15个量化级。显见，大信号时误码对折叠二进码影响很大。如果误码发生在由小信号的1000误为0000，这时情况就大不相同了，对于自然二进码误差还是8个量化级，而对于折叠二进码误差却只有1个量化级。这一特性是十分可贵的，因为语音信号小幅度出现的概率比大幅度的大，所以，着眼点在于小信号的传输效果。格雷二进码2003Copyright36CUMT

LiShiyin特点是任何相邻电平的码组，只有一位码位发生变化，即相邻码字的距离恒为1。译码时，若传输或判决有误，量化电平的误差小。另外，这种码除极性码外，当正、负极性信号的绝对值相等时，其幅度码相同，故又称反射二进码。但这种码不是“可加的”，不能逐比特独立进行，需先转换为自然二进码后再译码。因此，在采用电路进行编码时，一般均用折叠二进码和自然二进码。通过以上三种码型的比较，在PCM通信编码中，折叠二进码比自然二进码和格雷二进码优越，它是A律13折线PCM30/32路基群设备中所采用的码型。格雷二进码2.A律PCM编码规则2003Copyright37CUMT

LiShiyin2.A律PCM编码规则在13折线编码中，为保证量化编码精确度，普遍采用8位二进制码，对应有M=28=256个量化级，即正、负输入幅度范围内各有128个量化级。这需要将13折线中的每个折线段再均匀划分16个量化级，由于每个段落长度不均匀，因此输入的正或负8个段落被划分成8×16=128个不均匀的量化级。对于正、负对称的双极性信号，在极性判决后被整流（相当取绝对值），以后则按信号的绝对值进行编码，因此只要考虑13折线中的正方向的8段折线就行了。这8段折线共包含128个量化级，正好用剩下的7位幅度码表示。按折叠二进码的码型，这8位码的安排如下：2003Copyright38CUMT

LiShiyin根据G.711标准，A律13折线语音编码,每样值采用8位折叠编码(C1C2C3C4C5C6C7C8)表示。极性码段落码电平码（段内码）C1C2C3C4C5C6C7C80-抽样值为负1-抽样值为正表示信号处于哪一段折线上。（3位码的8种可能状态分别代表8个段落的起点电平。）表示段内16级均匀量化电平值。最小量化间隔2003Copyright39CUMT

LiShiyin01C1→1C2C3C4→110C5C6C7C8→01012003Copyright40CUMT

LiShiyin3.最小量化间距7位均匀量化：13折线法：?比较：小信号时编码表每个（1/2048）称1个量化单位，则可将归一化值1用2048个量化单位表示。2003Copyright41CUMT

LiShiyinA律PCM段落码编码表为

段落号i段落起始电平Xi段内量化间隔Δi段落码C2C3C4101000216100133220104644011512881006256161017512321108111102464段内码2003Copyright42CUMT

LiShiyin4.逐次比较型编码器本地译码器整流器恒流源比较器记忆电路7/11变换电路后7位码C2～C8|Is|>IW

”1”否则

“0”保持电路极性码C1PAM输入IsIW7/11变换电路：数字压扩器，完成非线性变换，将7位非均匀编码变为11位线性编码。

原理框图2003Copyright43CUMT

LiShiyin设输入信号幅度：X＝950，试将其按照A律13折线编成8位码，计算译码输出及量化误差。第一步，符号位例：C1=1第二步，求段落码因为512<X=950<1024，处于第7段。第三步，求段内码解:（1）求8位编码输出C1C2C3C4C5C6C7C8所以，段落码：C2C3C4=1102003Copyright44CUMT

LiShiyin所以，编码器输出

C1C2C3C4C5C6C7C8=11111101得到段内码为：C5C6C7C8=1101

?（2）求解编码输出量化误差：图示2003Copyright45CUMT

LiShiyin02048样值落到第14级量化电平，量化值第7段的第14个量化间隔中点。译码输出2003Copyright46CUMT

LiShiyin实际量化误差：（2）求解编码输出译码器2003Copyright47CUMT

LiShiyin4、A律PCM译码原理

三种类型：电阻网络型、级联型和混合型。为使编码造成的量化误差小于Δi/2，通常在解码时要加上该段量化间隔的一半。记忆电路极性控制7/11恒流源调幅脉冲输出放大PCM脉冲原理框图

2003Copyright48CUMT

LiShiyin由于量化误差nq(t)和误码ne(t)

二者统计独立性，因此量化误差与误码造成的误差对噪声功率的影响可分别计算。9.5.4系统性能为简化分析，设m(t)在区间[-a，a]为均匀分布，进行M级均匀量化，并采用N位自然二进制编码接收低通滤波器的输出为量化噪声影响2003Copyright49CUMT

LiShiyin所以，二者具有相同的信号和量化噪声平均功率。不考虑信道误码，即系统理想时，量化器输出信号应与接收端译码输出信号完全一致。1.均匀量化输出量化噪声功率PCM通信系统框图抽样译码LPF干扰编码信道量化理想2003Copyright50CUMT

LiShiyin接收端输入LPF的相当于已量化的抽样值，根据抽样定理的信号重建原理，当LPF增益为TS时，有所以信道误码影响2003Copyright51CUMT

LiShiyin2.误码噪声功率设码元的误码率为Pe，且Pe<<1，每一码组长度为N，则根据概率论知识可知因此，一般只需考虑1位误码的情况。但是这一位误码出现的位置是不确定的，可能出现任意一位，其产生的误差也会不同。误码造成的电平误差2003Copyright52CUMT

LiShiyin如设码字为则，其对应的十进数（量化电平值）

则造成的电平误差设第i位发生误码则实际收到码字对应十进数为误码引起的噪声功率2003Copyright53CUMT

LiShiyin所以，误码引起的噪声功率输出信噪比2003Copyright54CUMT

LiShiyin3.输出信噪比带宽与量化噪声2003Copyright55CUMT

LiShiyin4．PCM系统的带宽与量化噪声结论1：系统输出信号与量化噪声平均功率比仅依赖于每个编码组的位数N，且随N按指数增加。结论2：PCM系统输出端的信号与量化噪声平均功率比与系统带宽B成指数增加关系。2003Copyright56CUMT

LiShiyin例

对模拟信号m(t)进行线形PCM编码，量化电平数L=16。PCM信号先通过＝0.5、截止频率为5kHz的升余弦滚降滤波器，然后再进行传输。求：(1)

二进制基带信号无串扰传输的最高信息速率；(2)允许传输的模拟信号的最高频率。解：(1)PCM编码信号经升余弦滤波器后形成升余弦滚降信号，其频带利用率为所以，无串扰传输的最高信息速率为2003Copyright57CUMT

LiShiyin(2)根据抽样定理和PCM原理，求模拟信号的最高频率波形形成传输信道接收滤波器再生判决定时信号PCM模拟信源抽样编码量化2003Copyright58CUMT

LiShiyin(2)根据抽样定理和PCM编码原理，信号的信息速率可表示为因此可允许模拟信号的最高频率为2003Copyright59CUMT

LiShiyin9.6差分脉冲编码调制DPCM大容量的长途通信，比如对于卫星通信，采用PCM方式的经济性能很难与模拟通信相比。

以较低的速率获得高质量编码，一直是语音编码追求的目标。通常，把话路速率低于64kb/s的语音编码方法，称为语音压缩编码技术。9.6.1概述主要压缩编码方法2003Copyright60CUMT

LiShiyin差分编码(DPCM);

自适应差分编码(ADPCM);

子带编码(SCB)；变换域编码(ATC);参数或波形矢量编码(VQ);

多脉冲激励线性预测编码;码激励预测编码。

主要的语音压缩编码方式ADPCM概述2003Copyright61CUMT

LiShiyin语音压缩编码方法很多，其中，自适应差分脉冲编码调制是语音压缩中复杂度较低的一种编码方法，它可在32kb/s的比特率上达到64kb/s的PCM数字电话质量。近年来，ADPCM已成为长途传输中一种新型的国际通用的语音编码方法。

ADPCM是在差分脉冲编码调制（DPCM）的基础上发展起来的。为此，本节主要介绍DPCM的编码原理。DPCM2003Copyright62CUMT

LiShiyinDPCM:1)一种信源压缩编码方式；2)作用：降低传输速率，提高效率；3)依据：利用语音信号时间上的相关性，除去信号中的冗余量。9.6.2差分编码(DPCM)的基本原理基本思想：将“话音信号样值同预测样值的差”作量化编码。

编码2003Copyright63CUMT

LiShiyin积分器1)预测编码

量化器预测器编码译码2003Copyright64CUMT

LiShiyin2)译码器只与量化过程有关系统量化误差积分器解码预测器量化编码过程由上式可知，这种预测编码的总量化误差ek仅与差值信号rk的量化误差有关。2003Copyright65CUMT

LiShiyin3)DPCM量化与编码设误差信号的量化电平数M=4,N=2，量化间隔为Δv，4个量化电平分别为

误差信号的量化编码过程为优缺点其原理和PCM一致，所不同的是，仅对误差信号ek编码。2003Copyright66CUMT

LiShiyin9.6.3DPCM系统的优点当抽样后的时间序列mk具有较强的相关性时，一般有若保持量化误差功率(量化间距)不变，编码输出所需位数n可减少，传输信号所需的速率降低；若保持原来的编码位数，量化间距可取较小值使量化误差减少。性能2003Copyright67CUMT

LiShiyin被编码信号频率量化噪声信号截止频率9.6.4DPCM的性能

信号功率

量化噪声功率

信噪比为DM2003Copyright68CUMT

LiShiyin9.7增量调制△M根据当

S>>2B时，模拟信号相邻样值之间存在较强的相关性(即变化不会太大)，而仅用一位编码表示抽样时刻波形(相邻样值)的相对变化趋势，从而实现编码。特点：每次抽样只输出1bit反映输入信号波形变换的编码信号，简单可靠；基本思想：用一阶梯波逼近一个连续信号；主要应用：军用通信系统。原理2003Copyright69CUMT

LiShiyin9.7.1增量调制原理其原理同DPCM，只是预测器变成一个延迟Ts的延迟线。

量化器预测器编码DPCM编码器二电平量化器延迟TS

M编码器积分器译码原理积分器2003Copyright70CUMT

LiShiyin原理过程演示1010111积分器译码原理OtOTs2Ts3TS4TSt5TS6TS7TSTs2Ts3TS4TS5TS6TS7TS积分器当输入为“1”时，输出信号幅值上升一个台阶

，否则下降一个

。

称为

M的量阶。2003Copyright71CUMT

LiShiyin其编码译码过程如图。1010111111100斜率过载当前样值大于上一量化样值，编码输出？量化值输出为？该系统实质是一个时间离散的负反馈跟踪系统，每隔Ts调整一次，使预测信号m'(t)的上升或下降始终跟踪输入信号m(t)的斜率。即为重建信号2003Copyright72CUMT

LiShiyin9.7.2斜率过载现象由于量化间隔

和抽样间隔(Ts)是固定的，当m(t)变化的斜率太大时，预测信号m'(t)将跟踪不上信号的变化，使差值信号e(t)明显增大，一个台阶的斜率，称为译码器的最大跟踪斜率。

不过载条件

111110101011性能2003Copyright73CUMT

LiShiyin9.7.3

M的性能

若接收端低通滤波器的带宽(截止频率)为

m，则输出的量化噪声功率为

在临界过载时，系统有最大输出信号功率

临界条件下的最大量化信噪比为PCM与

M比较2003Copyright74CUMT

LiShiyin9.7.4PCM与ΔM系统的比较PCM和ΔM都是模拟信号数字化的基本方法。ΔM实际上是DPCM的一种特例，所以有时把PCM和ΔM统称为脉冲编码。带宽本质区别：PCM是对样值本身编码；ΔM是对相邻样值的差值的极性（符号）编码。下面从抽样频率、最小带宽、量化信噪比、误码的影响、设备复杂性等方面对二者进行详细比较。2003Copyright75CUMT

LiShiyin1）抽样速率PCM系统中的抽样速率fs是根据抽样定理来确定的。若信号的最高频率为

H，则

s≥2

H

。在ΔM系统中传输的不是信号本身的样值，而是信号的增量（即斜率），因此其抽样速率fs不能根据抽样定理来确定。ΔM的抽样速率与最大跟踪斜率和信噪比有关。在保证不发生过载，达到与PCM系统相同的信噪比时，M的抽样速率远远高于奈奎斯特速率。

带宽2003Copyright76CUMT

LiShiyin2）带宽量化信噪比

在同样的语音质量要求下:PCM系统的数码率为64kbps，因而要求最小信道带宽为32kHz。而采用ΔM系统时，抽样速率至少为100kHz，则最小带宽为50kHz。通常，ΔM速率采用32kbps或16kbps时，语音质量不如PCM。

ΔM系统在每次抽样时，只传送一位代码，因此其数码率为Rs=

s，要求的最小带宽为

BΔM=

s/2

实际应用时

BΔM=

s

而PCM系统的数码率为：Rs

=N

s

=2N

H

。2003Copyright77CUMT

LiShiyin3）量化信噪比当取fm/fk=3000/1000时，如图在相同的信道带宽（即相同的数码率Rs）条件下：在低数码率时，ΔM性能优越；在编码位数多，码率较高时，PCM性能优越。不同N值的PCM与ΔM的性能比较曲线比较两者曲线可看出，若PCM系统的编码位数N＜4（码率较低）时，ΔM的量化信噪比高于PCM系统。4）信道误码的影响2003Copyright78CUMT

LiShiyin4）信道误码的影响设备复杂程度在ΔM系统中，每一个误码代表造成一个量阶的误差，所以它对误码不太敏感。故对误码率的要求较低，一般在10-3~10-4。PCM的每个误码会造成较大的误差，尤其高位码元，错一位可造成许多量阶的误差(例如，最高位的错码表示2N-1个量阶的误差)。所以误码对PCM系统的影响要比ΔM系统严重些，故对误码率的要求较高，一般为10-5~10-6。由此可见，ΔM允许用于误码率较高的信道条件，这是ΔM与PCM不同的一个重要条件。

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LiShiyin5）设备复杂度PCM系统的特点是多路信号统一编码，一般采用8位（对语音信号），编码设备复杂，但质量较好。PCM一般用于大容量的干线（多路）通信。

ΔM系统的特点是单路信号独用一个编码器，设备简单，单路应用时，不需要收发同步设备。但在多路应用时，路数增多时设备成倍增加。

ΔM一般适于小容量支线通信，话路上、下方便灵活。一般用在通信容量小和质量要求不十分高的场合以及军事通信和一些特殊通信中。目前，随着集成电路的发展，ΔM的优点已不再那么显著。在传输语音信号时，ΔM话音清晰度和自然度方面都不如PCM。在通用多路系统中很少用或不用ΔM。2003Copyright80CUMT

LiShiyin9.8.1基本概念9.8时分复用TDM1)时分复用（TDM）为每一路信号（连接）分配一个周期性重复的时隙，不同的时隙传输不同连接的信号。时隙：每一路信号在一个周期中所占用的时间间隔帧：按顺序排列的一个周期内的各路信号。2003Copyright