自适应增量调制的仿真实现及性能分析
DFT-S-OFDM系统中自适应调制技术分析及仿真
DFT-S-OFDM系统中自适应调制技术分析及仿真何紫燕，桑林北京邮电大学电信工程学院，北京 (100876)E-mail：heziyan1117@摘要: 本文在阐明DFT-S-OFDM自适应调制系统架构原理以及详细分析DFT-S OFDM系统中不同调制技术的适用场合及对系统性能影响的基础上，给出了一种基于SNR门限值的适用于DFT-S OFDM系统的自适应调制技术。
理论及仿真结果都表明，调度的引入总能带来性能的增益，而这个增益随着信道质量的不同而不同。
关键词：DFT-S OFDM；自适应调制；SNR门限；快速傅里叶变换1．引言为了满足未来移动通信对上行链路的要求，如支持可升级带宽，适中的PAPR/CM，保证上行传输的正交性等，3GPP LTE计划组建议首选单载波传输方案SC-FDMA。
而作为SC-FDMA实现方案之一，DFT-S OFDM技术与下行的OFDM方案具有类似的结构，于是上下行链路可以共用很多参数，因此，DFT-S OFDM将成为未来上行传输中最具发展前景的物理层技术。
2．DFT-S-OFDM系统介绍通用陆地无线接入(UTRA)演进的目标是构建出高速率、低时延、分组优化的无线接入系统。
演进的UTRA致力于建立一个上行速率达到50 MHz、下行速率达到100 MHz、频谱利用率为3G R6的3～4倍的高速率系统。
为达到上述目标，多址方案的选择应该考虑在复杂度合理的情况下，提供更高的数据速率和频谱利用率。
在上行链路中，由于终端功率和处理能力的限制，多址方案的设计更具挑战性，除了性能和复杂度，还需要考虑峰值平均功率比(PAPR)对功率效率的影响。
在3GPP LTE的标准化过程中，诺基亚、北电等公司提交了若干多址方案，如多载波(MC)-WCDMA，MC-TD-SCDMA，正交频分多址接入(OFDMA)，交织频分复用(IFDMA)和基于傅立叶变换扩展的正交频分复用(DFT-S OFDM)。
OFDMA已成为下行链路的主流多址方案，并且是上行链路的热门候选方案。
5G通信网络中的自适应调制技术研究与性能分析
5G通信网络中的自适应调制技术研究与性能分析随着移动通信的迅速发展，人们对于更高速、更可靠、更低延迟的通信需求也越来越迫切。
为了满足这些需求，第五代移动通信技术（5G）应运而生。
在5G通信网络中，自适应调制技术被广泛应用，以提供更高效的数据传输和网络性能。
本文将详细介绍5G通信网络中的自适应调制技术，分析其性能，并探讨其未来发展前景。
首先，我们来了解一下自适应调制技术。
自适应调制是一种根据信道质量和环境条件来选择最佳调制方式的技术。
在传统的通信系统中，调制方式通常是固定的，无论信道质量如何，都使用同一种调制方式。
然而，在5G通信网络中，由于信道条件的变化非常大，固定调制方式会导致性能下降。
因此，自适应调制技术通过不断监测信道状态，并根据信道质量变化自动调整调制方式，以提供更好的数据传输效果。
自适应调制技术主要包括两个方面的功能：调制方式选择和自适应调制参数。
调制方式选择是指在多种调制方式中选择最佳的一种，以在当前信道条件下获得最大的数据传输速率。
自适应调制参数是指根据信道质量，自动调整调制的一些参数，如编码方式、调制阶数、纠错编码等，以提高传输可靠性。
在5G通信网络中，有几种常见的自适应调制技术被广泛应用。
一种是自适应调制编码（AMC）技术，它通过动态调整编码方式和调制阶数，以适应不同的信道环境。
另一种是自适应调制阶数（AMS）技术，它根据信道质量选择最佳的调制阶数，以在信道质量较好时提供更高的数据传输速率，在信道质量较差时提供更好的抗干扰能力。
自适应调制技术的引入可以显著提高5G通信网络的性能。
首先，它可以根据不同的信道条件选择最佳的调制方式和调制参数，从而在保证传输可靠性的同时提供更高的数据传输速率。
其次，自适应调制技术可以提高系统的适应性和灵活性，使网络可以应对不同场景下的信道变化和干扰情况。
最后，自适应调制技术还可以优化系统资源的利用，提高网络的容量和覆盖范围。
然而，自适应调制技术也面临一些挑战和限制。
增量调制的发展研究及Matlab仿真实现
增量调制的发展研究及Matlab仿真实现随着通信技术的不断发展，增量调制技术已经成为数字通信领域中的重要技术之一。
本文将从增量调制技术的历史沿革、原理及其在实际中的应用等方面进行探讨，并最终使用Matlab 软件进行仿真实现。
一、增量调制技术历史沿革增量调制技术的起源可以追溯到1960年代，当时加拿大的一位工程师首次应用“二进制增量调制”技术，与此同时，英国工程师也在同一时期提出了一种新的调制信号方案，该方案使用较低的比特率传输音频。
历经多年的研究和实践，增量调制技术在通信领域中得到了广泛应用，并在数字广播、数字电视、数字移动通信等领域中得到了成功应用。
二、增量调制技术原理增量调制技术的原理是将模拟信号转换为数字信号，具体操作为通过采样和量化将模拟信号离散化为数字信号，在数字信号中引入增量调制技术进行信息的传输。
通过增量调制技术，信号的码率可以大大降低，从而提高了数据的传输速率和精度，同时还可以减小信号的噪声干扰，提高数字信号的传输质量。
三、增量调制技术实际应用在实际应用中，增量调制技术得到了广泛应用。
在数字广播领域中，增量调制技术可以有效地提高广播信号的传输效果，减少了信号失真和噪声干扰。
在数字电视领域中，增量调制技术可以使电视信号更加清晰，同时还可以采用不同的传输方式进行数字信号的传输和接收。
在数字移动通信领域中，增量调制技术可以有效地提高通信信号的稳定性和传输效率，同时还可以实现多种通信方式的操作。
四、增量调制技术的Matlab仿真实现为了更好地了解增量调制技术，在此我们以Matlab为例进行仿真实现。
首先，在Matlab中进行数字信号的采集和量化，然后将信号进行增量调制处理，并将处理后的信号进行解调处理得到输出信号，最后通过相应的性能分析可以得到信号的误码率、信噪比等性能指标。
综上所述，增量调制技术在数字通信领域中扮演着重要的角色。
通过对增量调制技术的研究和实践，我们可以更好地理解数字通信的原理和技术实现，为数字通信技术的发展提供更加坚实的基础和支持。
增量调制实验报告
增量调制实验报告增量调制（Incremental Modulation）是一种常见的调制技术，在通信领域中得到广泛应用。
本文将介绍增量调制的原理、实验过程以及实验结果的分析。
一、实验目的本次实验的目的是通过搭建增量调制实验平台，了解增量调制的原理，掌握增量调制的实验方法，并通过实验结果分析增量调制的性能。
二、实验原理增量调制是一种将模拟信号转换为数字信号的调制技术。
它通过将模拟信号的变化量进行量化，并将量化结果编码成数字信号。
增量调制的核心思想是只传输信号的增量部分，而不传输信号的绝对值。
实现增量调制的关键是量化和编码。
量化是将连续的模拟信号离散化为有限个取值，常用的方法有均匀量化和非均匀量化。
编码是将量化后的信号映射为数字信号，常用的编码方式有脉冲编码调制（PCM）和差分脉冲编码调制（DPCM）。
三、实验材料与仪器本次实验所需材料与仪器包括信号发生器、示波器、模数转换器（ADC）、计算机等。
四、实验步骤1. 将信号发生器的输出信号接入模数转换器的输入端。
2. 设置信号发生器的输出频率和幅度，调节至所需的模拟信号。
3. 将模数转换器的输出信号接入示波器，观察信号的波形。
4. 将示波器的输出信号通过计算机进行数据采集和处理。
5. 根据采集到的数据，进行增量调制的解调和分析。
五、实验结果与分析通过实验，我们得到了增量调制后的数字信号。
通过对数字信号进行解调和分析，我们可以得到模拟信号的重构结果。
在实验中，我们可以观察到增量调制后的信号相比于原始模拟信号，存在一定的失真。
这是由于量化和编码过程中引入的误差所致。
误差的大小与量化精度和编码方式有关。
当量化精度较高、编码方式较优时，失真程度会减小。
此外，我们还可以通过改变量化精度和编码方式来观察增量调制的性能变化。
当量化精度较低时，信号的失真程度会增加，但传输的数据量会减少。
而当量化精度较高时，信号的失真程度会减小，但传输的数据量会增加。
因此，在实际应用中需要权衡传输质量和数据传输量之间的关系。
增量总和调制的MATLAB仿真
增量总和调制的MATLAB仿真摘要增量调制简称ΔM或增量脉码调制方式（DM）它是继PCM后出现的又一种模拟信号数字化的方法。
本文在增量调制的基础上，设计并仿真了增量调制的改进方案：增量总和调制也叫Δ-ΣM（delta-sigma modulation，DSM），通过对输入和输出信号差值用一个积分器进行积分的方式，实现了AD变换，恢复了原始信号。
关键词：增量总和，增量调制，matlab仿真引言增量脉码调制（DM），是一种以带宽换取速率的AD变换方式，其中，调制信号是差值信号.由于DM调制中存在严重的弊端，如输入信号含有较高的高频成分，或是信号幅度较大，都会使得信号变化特性较快，从而预测信号X’(t)无法正确跟踪输入信号，最终导致信号失真。
本文考虑从信号本身出发来解决问题，首先对信号进行一次积分，改变信号特性，使信号高频分量的幅度降低，之后再进行DM调制。
一．技术参数和设计目标设计一个增量总和调制系统对输入信号X(t)=Sin(1600*pi*t);编码输出并解调，抽样频率为8khz。
二．增量总和调制的原理增量总和调制是建立在增量调制的基础上，对输入信号进行积分,增量调制的实质是对增量进行积分，从而降低了输入的高频分量，从而防止了过载问题。
e(t)误差信号：通过一位量化器得到的输出信号Y(n)。
原理图为下在上图中，输入输出信号的积分用一个积分器就能解决，所以改进后的原理图如下：在输出端，由于对y(t)进行积分以后，得到的是dttx)(，再对其进行微分，得到x(t),因此可以省去积分器和微分器，经过低通滤波器（截止频率1600HZ）以后还原出原信号。
方案一：Simulink仿真1．增量总和调制的仿真模型及其框图在simulink 中的仿真图形如下：对差值e(t)进行采样以后送入量化器，最终通入一个阶数为2截止频率为1600Hz的低通butterworth滤波器中。
2．仿真的结果及其分析第一行为输入的正弦信号，第二行为调制后的输出波形，第三行为解调以后的波形，可以看到，解调后的输出略有延迟，基本上还原了原信号，而调制后的信号在正弦信号0处变得密集，在1，-1处而稀疏。
数字调制系统的Monte Carlo仿真和性能分析
数字调制系统的Monte Carlo仿真和性能分析数字调制系统是通过数字信号处理技术实现的一种现代通信系统，普遍应用于广播、移动通信、卫星通信、互联网等领域。
在数字调制系统的设计过程中，通过Monte Carlo仿真和性能分析可以对系统的性能进行评估和优化，下面就数字调制系统的Monte Carlo仿真和性能分析进行介绍。
一、Monte Carlo仿真Monte Carlo方法是通过随机抽样的方式进行试验，通过试验结果的统计分析得出所求问题的数值解。
在数字调制系统中，Monte Carlo方法可以用于评估系统的误码率、功率谱等性能指标。
其步骤如下：1. 确定系统的模型和信道模型2. 定义误码率、功率谱等性能指标3. 确定仿真参数，如信噪比、码率、符号周期等4. 进行多次随机仿真，并统计所求性能指标5. 根据仿真结果对系统进行分析和优化。
二、性能分析性能分析是通过数学解析的方式来分析系统的性能指标。
在数字调制系统中，常用的性能分析方法有极限分析、误差分析和波形分析等。
其主要特点是可以有效地分析系统的性能和优化设计，但需要对系统具有较深的理解和掌握。
1. 极限分析极限分析是通过系统的数学模型和信道模型，使用极限条件来分析系统的性能极限。
例如，在高斯信道中，通过无穷小误差的假设，可以推导出系统的误码率上限，对系统的性能进行分析和优化。
2. 误差分析误差分析是通过对系统中各参数误差的分析，来分析系统的误差传递和影响。
例如，在数字调制系统中，由于声学振荡器（VCO）的频率稳定度存在限制，会对系统的调制误差率产生影响，通过对VCO的误差进行分析和优化，可以提高系统的性能。
3. 波形分析波形分析是通过对传输波形的解析，来分析系统的性能。
例如，在OFDM系统中，通过对多个子载波的功率谱分析，可以优化系统的频带利用率和错误率性能。
总之，数字调制系统的Monte Carlo仿真和性能分析是对系统性能评估和优化的重要手段，在系统设计过程中应该充分运用这些方法，对系统进行全面深入的分析，提高系统的性能和稳定性。
基于Matlab的自适应增量调制性能分析
有抗 干扰 能 力强 、 设备 简单 、 传输 低 比特率 时 域 的主流。数字通信 般需 要 先对 原始 模 拟信 号 进 行 模 数 （ Ａ Ｄ） 转 化 再
一
信噪 比高等优点 ， 从而在银行 、 军事和工业部门等专 用 通信 网和卫 星通信 中得 到 了广泛 的应 用 。
ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｎ ｏ ｎ — ａ ｄ ａ ｐ ｔ ｉ ｖ ｅ ｄ ｅ ｌ ｔ ａ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ． Ｆ ｏ ｒ ｅ ｎ ｃ ｏ ｄ ｉ ｎ ｇ ｑ ｕ ｌｉ ａ ｔ ｙ ｉ ｓ ｎ ｏ ｔ ｈ ｉ ｇ ｈ， ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ
Ｙ Ｕ Ｚ ｉ － ｊ ｉ ａ ， Ｓ Ｏ Ｎ Ｇ Ｑ ｉ — ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ， Ｄ Ｏ Ｎ Ｇ Ｑ ｕ ａ ｎ — ｄ ｅ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ， ２ ３ ４ ０ ０ ０ ， Ａ ｎ ｈ ｕ ｉ ）
随着信息技术的发展 ， 模拟通信技术和数字通 信 技术 在不 同 的通 信业 务 中都 得 到 了广泛 的应 用 。 但是 ， 传统的模拟通信有其诸 多缺点而逐渐被数字 通 信所 取代 。 目前 ， 数 字 通信 的 发展 速 度 已明 显 超
增量 调制 是 较 为 简 单 的 Ｄ Ｐ Ｃ Ｍ 调制 ， 当Ｄ Ｐ Ｃ Ｍ 调制 中量 化 器 的量 化 电平 数 值 为 ２时 ， Ｄ Ｐ Ｃ Ｍ 调 制
LNote001自适应增量调制MATLAB仿真报告
摘要：首先介绍增量调制内容，然后引出自适应增量调试的过程。
结合相关的MA TLAB程序对相关内容深入理解。
一、增量调制（DM）实验原理增量调制是由PCM发展过来的模拟信号数字化的一种编码方式，它是PCM的一种特例。
增量调制编码基本原理是指用1bit编码，这1bit不是表示信号抽样值的大小，而是表示抽样幅值的增量特性，即采用一位二进制码“1”或者“0”来表示信号抽样时刻的值相对于前一个抽样时刻的值是增大还是减小，增大则输出“1”码，减小则输出“0”码。
输出的“1”，“0”只是表示信号相对于前一个时刻的增减，不是表示信号的绝对值。
在增量调制系统中发送端调制后的二进制代码1和0只表示信号这个抽样时刻相对于前一个抽样时刻是增加（1码）还是减少（0码）。
接收端译码每收到一个1码，译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量化阶，而收到一个0码，译码器的输出相对于前一个时刻的值下降一个量化阶。
增量调制（DM）是DPCM的一种简化形式。
在增量调制下，采用1bit量化器，即用1位二进制码传输采样值的增量信息，预测滤波器器是一个单位延迟器，延迟一个采样时间间隔。
预测滤波器的分子系数向量是[0 1]，分母系数为1。
当前采样值与预测滤波器输出的前一个值相比较，如果其差值大于零，则发送1码，如果小于零则发送0码。
二、实验模型增量调制系统框图如下所示，其中量化器和编码器是一个零值比较器，根据输入极性输出0或者1。
设输入信号为：x(t)=sin(2*pai*50t)+0.5*sin(2*pai*150t)增量调制的采样间隔为1ms，量化阶距δ=0.4，单位延迟器的初始值为0。
建立仿真模型并求出前20个采样点。
根据图一建立数学关系，编程中采用循环结构来模拟仿真采样时刻向前推进，并建立前后采样时刻采样值的关系。
程序如下。
三、结果分析程序执行如下所示。
从图中原信号和解码结果对比来看，在输入信号变化平缓的部分，编码器输出1，0交替码，相应的解码结果以正负阶距交替变化，形成颗粒噪声，或称为空载失真。
自适应增量调制ADM的实现与Matlab仿真
趋势 ， 而与样值本身的大小无关。 Ａ Ｍ与 Ｐ Ｍ编码方式相 比 有编译码设备简单 ， 比特 Ｃ 具 低 率时 的量化信噪 比高 ， 抗误码特性好 等优点 ， 在军事和工业部 门的专业通信网络中得到广泛应用 。
１１编码基本 思路 ． 增 量 调 制 的基 本 思 想 是
・
５ ・ ９
自适应增量调制 Ａ Ｍ 的实现 与 Ｍａｌｂ仿 真 Ｄ ｔ ａ
陶酤 ， 林财 兴 ， 何绪 兰
（ 上海大学 机 电工程与 自动化 学院， 上海 ２０７ ） ００２
摘要： 增量调制简称 △ Ｍ或 Ｄ ， Ｍ 它是继Ｐ Ｍ后出 ｃ 现的又一种模拟信号数字传输的方法 可看 成是ＤＰＭ的一个重暑特例 共罚 Ｃ 的在于简 化语音编码方式。考虑到提高信噪｝的关键就是在禾出 匕 现严重过载噪声的同时能让普通量化噪声减弱０ 因此本文暑取
／
／
（Ｃ ， Ｐ Ｍ）从调制 的观 点来看 ，Ｃ 就是 以模拟信 号为 调制信 ＰＭ 号， 对二进制脉冲序列进行载波调制 ， 从而改变脉冲序列中各
个码元的取值。虽然 Ｐ Ｍ可以增加信号传输时的抗干扰性， Ｃ
但是大大增加 了信号带宽 ， 例如语音传输系统 中 ， 的频率 声音
范围在 ０ｋ ｚ～ Ｈ ， 果 采 用 Ｐ Ｍ 编 码 ， 样 频 率 为 ８ Ｈ ４ｋ ｚ如 Ｃ 抽 ｋ ｚ每个抽样值用八位 码元表示 就需要 ６ Ｈ Ｈ， ４ｋ ｚ的带宽 。为
模拟信号 数字 传输 的方法 ， 看 成是 Ｄ Ｃ 的一 个 重要 特 可 ＰＭ
例 。其 目的在于简化语音编码 方式 。
Ａ Ｍ与 Ｐ Ｍ虽然都是用二进制代码去表示模拟信号的 Ｃ
光通信系统中自适应调制方法的研究与仿真
光通信系统中自适应调制方法的研究与仿真光通信系统是当今信息传输领域中重要的通信载体，具有高速传输、大容量和低损耗的优势。
自适应调制方法作为光通信系统中的关键技术之一，可以有效地提高系统的传输性能和适应性能，在距离远、信号衰减大的光纤传输中起到了重要的作用。
本文将对光通信系统中自适应调制方法进行研究与仿真，旨在探索该方法的原理、优势以及在实际应用中的效果。
首先，我们需要了解什么是自适应调制方法。
自适应调制方法是指根据接收端的信道状态信息，实时地调整发送信号的调制方式和参数，以在不同的传输环境中获得最佳的传输效果。
典型的自适应调制方法包括自适应光频分复用（OFDM）、自适应调制编码（AMC）和自适应波束成形等。
这些方法都具备根据信道状态进行实时调整的特点，从而提高系统的传输容量和适应性。
自适应调制方法在光通信系统中具有几个重要的优势。
首先，它可以根据光纤传输的信道状态进行实时调整，以适应不同的传输环境。
这意味着在光纤传输距离较远或信号衰减较大的情况下，系统可以自动调整调制方式和参数，以提高信号的传输质量和可靠性。
其次，自适应调制方法可以在满足传输要求的前提下提高系统的传输容量。
通过根据信道状态选择合适的调制方式和参数，系统可以在不同的传输环境中实现更高的传输速率和更大的传输容量。
在具体应用中，光通信系统中自适应调制方法的研究与仿真是必要的。
通过仿真可以更加直观地了解该方法的原理和效果，在实践中探索最佳的调制方式和参数。
光通信系统中自适应调制方法的研究与仿真需要涉及到一系列的工作。
首先，我们需要建立光通信系统的仿真模型，并考虑到实际传输条件中的各种复杂因素，如光纤衰减、多径效应等。
其次，根据传输需求和系统的适应性要求，选择适当的调制方法和参数。
然后，通过对仿真模型的实验和结果分析，评估不同调制方式和参数的优劣，并找出最佳的自适应调制方法及其对应的参数设置。
在研究与仿真过程中，我们可以参考已有的研究成果和实验数据，并结合自己的实际需求进行调整与优化。
增量调制仿真设计.
增量调制仿真设计1.课程设计目的（1）加深理解增量调制编译码的基本原理。
（2）培养独立开展科研的能力和编程能力。
（3）了解系统的过载特性,动态范围以及最大量化信噪比等三大指标的测试方法。
2.课程设计要求（1）掌握课程设计的相关知识、概念清晰。
（2）程序设计合理、能够正确运行。
3.相关知识3.1增量调制简介增量调制简称ΔM或增量脉码调制方式（DM），它是继PCM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De Loraine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。
对模拟信号采样，并用每个样值与它的预测值的差值对周期脉冲序列进行调制，简称墹M或DM。
已调脉冲序列以脉冲的有、无来表征差值的正负号，也就是差值只编成一位二进制码。
增量调制的基本原理是于1946年提出的，它是一种最简单的差值脉冲编码。
早期的语言增量调制编码器是由分立元件组成的。
随着模拟集成电路技术的发展，70年代末出现了音节压扩增量调制集成单片，80年代出现了瞬时压扩集成单片，单片内包括了开关电容滤波器与开关电容积分器，集成度不断提高，使增量调制的编码器的体积减小，功耗降低。
3.2 基本概念在PCM系统中，为了得到二进制数字序列，要对量化后的数字信号进行编码，每个抽样量化值用一个码组（码字）表示其大小。
码长一般为7位或8位，码长越大，可表示的量化级数越多，但编、解码设备就越复杂。
那么能否找到其它更为简单的方法完成信号的模/数转换呢？我们看一下图1。
图中在模拟信号f(t)的曲线附近，有一条阶梯状的变化曲线f′(t),f′(t)与f(t)的形状相似。
显然，只要阶梯“台阶”σ和时间间隔Δt足够小，则f′(t)与f(t)的相似程度就会提高。
对f′(t)进行滤波处理，去掉高频波动，所得到的曲线将会很好地与原曲线重合，这意味着f′(t)可以携带f(t)的全部信息（这一点很重要）。
自适应增量调制ADM的实现与Matlab仿真
自适应增量调制ADM的实现与Matlab仿真自适应增量调制(ADM)是一种数字调制技术，它可以根据传输信号的带宽和信噪比等参数调整调制方式，从而提高信号传输质量。
本文将介绍ADM的实现和Matlab仿真。
实现ADM的步骤如下：1. 分析传输信号的特点，确定带宽和信噪比等参数。
2. 选择合适的调制方式，如BPSK、QPSK、8PSK等。
3. 根据当前传输信号的特点，调整调制方式，如改变调制符号数、交织深度等。
4. 将调制后的数字信号通过数字-模拟转换器(DAC)转换成模拟信号。
5. 经过滤波器过滤后，将模拟信号传输到接收端。
6. 在接收端，使用模拟-数字转换器(ADC)将模拟信号转换成数字信号。
7. 对数字信号进行解调，得到原始信号。
在Matlab中，ADM的仿真可以分为以下步骤：1. 生成一段随机数字信号，作为传输信号。
2. 对传输信号进行调制，生成调制后的数字信号。
3. 将数字信号通过仿真信道模型传输到接收端，模拟传输过程中的噪声、多径效应等。
4. 在接收端对数字信号进行解调，还原出原始信号。
5. 通过误码率等指标评估信号传输质量，并分析不同参数对传输质量的影响。
综上所述，ADM是一种自适应的数字调制技术，在数字通信中具有重要应用。
通过实现ADM和仿真，在数字通信领域，可以提高信号传输质量和传输效率。
数据分析是现代社会各个行业中重要的一环，包括商业、金融、医疗、科学研究等领域。
针对不同领域不同的数据，数据分析可以提供准确的信息和决策支持。
下面，我们以股票市场数据为例，进行数据分析。
首先，我们可以将历史股票价格和成交量等数据进行分析，得到该股票的图表。
通过对图表的分析，我们可以对该股票的走势和价格波动有更清晰的了解，进而制定投资策略。
例如，在股票价格处于下跌趋势时，可以选择买入该股票，等价格回升后再卖出，从而实现盈利。
其次，我们还可以通过数据分析，了解各行业、公司的市场占有率等情况，并在此基础上进行投资决策。
实验四 增量调制编译码的MATLAB仿真
实验四增量调制编译码的MATLAB仿真一、实验目的1. 掌握利用MATLAB进行仿真的方法；2. 理解增量调制编译码的原理；3. 理解自适应增量调制的原理。
二、实验仪器及软件电脑、MATLAB7.0软件三、实验原理增量调制简称ΔM或DM，它是继PCM后出现的有一种模拟信号数字传输的方法，可以看成是DPCM的一个重要特例。
其目的在于简化语音编码方法。
ΔM与PCM虽然都是用二进制代码去表示模拟信号的编码方式。
但是，在PCM中，代码表示样值本身的大小，所需码位数较多，从而导致编、译码设备复杂；而在ΔM中，它只用一位编码表示相邻样值的相对大小，从而反映出抽样时刻波形的变化趋势，与样值本身的大小无关。
1. 简单增量调制编译码的基本思想为了说明这个概念，我们来看图4 -1。
图中，m(t)代表时间连续变化的模拟信号，我们可以用一个时间间隔为Δt，相邻幅度差为+σ或-σ的阶梯波形m’(t)来逼近它。
只要Δt足够小，即抽样速率fs=1/Δt足够高，且σ足够小，则阶梯波m’(t)可近似代替m(t)。
其中，σ为量化台阶，Δt=Ts为抽样间隔。
阶梯波m’(t)有两个特点：第一，在每个Δt间隔内，m’(t)的幅值不变；第二，相邻间隔的幅值差不是+σ（上升一个量化阶），就是-σ（下降一个量化阶）。
利用这两个特点，用“1”码和“0”码分别代表m’(t)上升或下降一个量化阶σ，则m’(t)就被一个二进制序列表征（见图8 -1横轴下面的序列）。
于是，该序列也相当表征了模拟信号m(t)，实现了模/数转换。
除了用阶梯波m’(t)近似m(t)外，还可用另一种形式——图中虚线所示的斜变波m1(t)来近似m(t)。
斜变波m1(t)也只有两种变化：按斜率σ/Δt上升一个量阶和按斜率-σ/Δt下降一个量阶。
用“1”码表示正斜率，用“0”码表示负斜率，同样可以获得二进制序列。
由于斜变波m1(t)在电路上更容易实现，实际中常采用它来近似m(t)。
自适应增量调制的Matlab仿真实现及性能研究
由于 Ｄ 信号 是 按 台 阶来 量化 的 ， 而存 在 Ｍ 因 量化 噪声 。对 于任 何 给 定 的抽 样 速 率 ， 量 调 制 增 （ Ｍ） Ｄ 编码 器 的性 能都 会 受 到 两 种 量化 噪声 （ 也 叫失真 ）的影 响。一 种 是 过 载 量 化 噪声 （ 称 过 简 载 噪声 ） 它发 生在 模 拟 信 号斜 率 陡变 时 ， ， 由于 量
化 台阶是 固定 的 ， 而且 每秒 内台阶数 也是 确定 的 ，
量 化 阶的动 态范 围 和跟 踪 信 号 的 能力 ， 改善 了系 统性 能 ， 用 十 分 简单 的算法 就 能实 现 ３ 采 ２～ ４ ｋ／ 甚至是 １ｋ／ 的数据 率 ， 高 了数字 编码 ８ ｂｓ ６ｂｓ 提 的效率 和可靠性 。 目前 ，Ｄ 已广泛 应用 于 电视 ＡＭ 和语 音信 号 的编码 中 。
一种是过载量化噪声简称过载噪声它发生在模拟信号斜率陡变时由于量化台阶是固定的而且每秒内台阶数也是确定的因此阶梯电压波形就跟不上信号的变化形成了很大失真的阶梯电压波形这样的失真称为过载失真也称过载噪声
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２０ ０ ８年 ６月
２ ４卷 第 ３
思茅 师范高 等专科 学 校学报
是 ３ ０—３ ０ ｚ 如 果 采 用 ２ ６个 量 化 电 平 ０ ００ Ｈ ， ５ （ ｂｔ 的线性 模数 转换 器 ， 抽样 频 率 为奈 奎 斯 ８ｉ） ｓ 且
个样 值 。这 样 ， 只需 要 较少 的量 化 电平 即可 得到
相 同的信号 质 量 ， 而节 省 了带 宽 。采 用 这 种技 从 术 的算 法 有 差分 编 码 调 制 （ Ｐ Ｍ） 其 基 本 思 想 ＤＣ ，
［ 摘
要 ］ 自适应增 量调 制（ Ｍ） 现代 语 音数 字化 的一种 常用方式 ， ＡＤ 是 是模数 转换 和压
ADM原理及实现
自适应增量调制原理及实现安徽师范大学12通信工程王涛120803064引言实际上, 无论有线还是无线语音通信都正在成为数字的。
对于传输和存储来说, 语音的数字编码已明显优于传统的模拟技术。
在数字语音系统中, 信息是人的声音。
数字语音编码算法要保证信源模拟语音在接收端被准确地恢复。
但是, 如果不采用奇异编码算法, 编码后的数字化信号的带宽将近是原始模拟信号的20 倍。
这种低的带宽效率是不可取的, 尤其是在无线通信应用中。
由于相邻的语音样值间有很大的相关性, 那么就可以只传输样值幅度的差异信息, 而不是象脉冲编码调制( PCM ) 那样对每一个样值都传输一个新值。
这样, 需要较少的量化电平数就可以得到相同的信号质量, 从而节省了所需的带宽。
这里, 自适应预测器系数不断变化以处理不断变化的信号统计特性, 将预测器进一步简单化产生了增量调制(DM ) ,在DM 中用一个比较器代替了D PCM 的求和器和量化器。
但是, 它还存在一些不足, 如量化步长不能动态变化, 在模拟信源信号波形变化快的情况下, 性能迅速下降。
由此引入ADM , 增加了固定步长DM 的动态范围和跟踪信号的能力, 采用十分简单的算法就能实现16 kb每s的数据率, 提高了数字编码的效率和可靠性。
现在, ADM 已广泛应用于电视和语音信号的编码中。
摘要:讨论模数转换和压缩编码的一种重要方法- 自适应增量调制(ADM ) 的性能。
先对DM 技术进行了研究, 由于DM存在一些不足, 在DM 技术的基础上又引入了ADM 技术。
建立ADM 系统的模型, 采用后向反馈自适应算法- 步长的自适应调整基于信源信号波形的量化样值的幅度。
使用M A TLAB 仿真实现并根据仿真结果分析其性能。
关键词:增量调制; 自适应增量调制; 压缩编码; 波形编码。
自适应增量调制原理增量调制也称△调制(delta m odu la t ion , DM ) , 是一种预测编码技术, 可以看成是D PCM 的一种简化形式。
增量调制系统的设计实现及性能分析
宜 春 学 院学 报
Ｊｕ ｌ０ ｃ ｕ ０ ｅ ｅ ｏ ｍａ ｆＹｉ ｎ Ｃ ｕ ｇ ｈ
Ｖ０ Ｏ． Ｎｏ ６ Ｌ３ ． Ｄｅ ． ｏ ｌ ｃ２Ｏ ８
增 量 调 制 系 统 的 设 计 实 现 及 性 能 分 析
‘ 一 许小 明
值 之间的相关性增加 ，因而使预测增益提高。 应增量 调制 （ Ｄ 。Ｌ Ｍ 是非 自适应 的。本 文对 两种类 Ａ Ｍ） Ｄ
型调制系统进行 了设 计并进行仿真实现 。
１ 线性增量调制 （ Ｄ Ｌ Ｍ） 的设 计 实 现
增量调制系统 的编码器 如图 ３所示 。它 由相 减器 、抽
样判决器 、量化器 、加 法器 以及 延迟 单元组 成。抽样 判决
免斜率过载 的影 响。如果输人 信号 斜率增 大 ，则量 阶也棚 Ｅｒ
应增大 ；输入信号斜率减小 ，则量 阶也 就减小 ，故 Ａ Ｍ具 Ｄ
“ ” 码 就 使 输 出 上 升 一 个 值 ，每 收 到 一 个 “ ” 码 就 下 ｌ Ｏ
直上升 （ 或下 降 ） 。就 可恢 复出用 于跟 踪的 阶梯波 形 ｍ ： 。 解码器输 出的阶梯波形 经过 低通 滤波 器平滑后 ，就可 得到 十分接 近原始模 拟信 号的输 出信 号。
降一个 口值 ，连续 收到 “ ”码 （ “ ”码 ）就 使输 出一 １ 或 Ｄ
述 所示 。这 里量 化 实 质 上 就 是 一 个 常 数 （ 常 数 为 量 化 台 此
与发端译码 器输 出的 阶梯波形 ｍ：进行 比较 ，即先进 行相
减 ，然后在抽样 脉冲作用 下将相 减结果 进行极 性判决 。如 果在给定 抽样 时刻 有 ：ｍ （ ） 一ｍ： （ ） ＞Ｏ ，则 判 决器输出为 “ ”码 ，如有 有 ：ｍ （ ） 一ｍ： （ ） ＜ １
自适应增量调制的仿真实现及性能分析_轩素静
设计与应用计算机测量与控制.2003.11(12) Computer Measurement &Control ・997・收稿日期:2003-06-21。
基金项目:云南省自然科学基金项目(FOO40M)作者简介:轩素静(1975-),女,新疆乌鲁木齐市人,硕士,主要从事个人通信方面的研究。
文章编号:1671-4598(2003)12-0997-04 中图分类号:T N 912.31 文献标识码:B自适应增量调制的仿真实现及性能分析轩素静,邵玉斌(昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南昆明 650051)摘要:讨论模数转换和压缩编码的一种重要方法-自适应增量调制(ADM )的性能。
先对DM 技术进行了研究,由于DM 存在一些不足,在DM 技术的基础上又引入了ADM 技术。
建立ADM 系统的模型,采用后向反馈自适应算法-步长的自适应调整基于信源信号波形的量化样值的幅度。
使用MAT LAB 仿真实现并根据仿真结果分析其性能。
提出ADM 能够自动跟踪快速变化的信号波形,比DM 具有更良好的SNR 性能和更大的动态范围,在很低的速率上就能给出高的编码质量,如32kbit /s 甚至是16kbit /s 。
从而节省了带宽。
关键词:增量调制;自适应增量调制;模数转换;压缩编码;预测编码;波形编码;连续可变斜率增量调制Realization and Performance Analysis for Adaptive Delta ModulationXUAN Su -jing ,SHA O Yu -bin(Depart ment of Infor mation Engineer ing and A ut omatics,K unming Science and T echnolo gy U niver sity ,Kunming 650051,China)Abstract :An impor tant method of analo g /digital co nv ersion a nd co mpression code w hich is called adaptive delta mo dula-tio n (AD M )is discussed.T he metho d called delta modulat ion (D M )and t he A DM fo r o ver co ming so me disadvantag es of the DM a re presented.T he models o f the AD M system is set up thr oug h t he backwa rd feedback alg or ithm.T he per for mance o f the A DM is and py zed accor ding to the result of the r ealizat ion.T his scheme can follow signal w hen it changes to o r apidly.A nd it has better SN R per for mance and wider dynamic rang e than delt a mo dulatio n (DM ).A DM can ther efor e o per ate at much low er bit r ates than DM ,ty pically 32kbit/s a nd ex ceptionally 16kbit /s,then sav e the bandw idth.Key words :delta modulation (DM );adapt ive delta mo dulatio n (A DM );analog /dig ital conver sio n (A /D);co mpr ession code;pr edict ion code;w ave code;continuously va ria ble slo pe delta modulat ion (CV SD )1 引言[1]实际上,无论有线还是无线语音通信都正在成为数字的。
基于 Matlab 的自适应增量调制性能分析
基于 Matlab 的自适应增量调制性能分析佚名【摘要】An important method of A/D conversion and digital code was described in this paper ,it carried on the analysis to the non-adaptive delta modulation system .For encoding quality is not high ,the problem of large bandwidth ,the algorithms of an adaptive to post feedback wasproposed ,and its performance was also analyzed by using Matlab to simulation .The practice proved the algorithm has a better SNR and high-er quality encoding on low-rate,so as to achieve the purpose of saving bandwidth .%介绍了模数转换和数字编码的一种重要方法并对增量调制系统进行分析，针对非自适应增量调制存在的编码质量不高、占用带宽大的问题，提出一种自适应后向反馈算法，并使用Matlab对其性能进行仿真分析，实验结果证明本算法有更好的信噪比，在低速率上能得到更高质量的编码，从而达到节省带宽的目的。
【期刊名称】《蚌埠学院学报》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】3页(P13-15)【关键词】仿真;自适应;增量调制【正文语种】中文【中图分类】TN761随着信息技术的发展，模拟通信技术和数字通信技术在不同的通信业务中都得到了广泛的应用。
但是，传统的模拟通信有其诸多缺点而逐渐被数字通信所取代。
自适应增量调制
数字语音的压缩编码：
波形编码 参数编码（模型编码） 混合编码
语音压缩编码的3类方法
波形编码 (Perception model-based compression) benefits : generic 语音质量 drawbacks : highest compression rates are difficult to 优 achieve >16kb/s 混合编码 Subband Examples :良 PCM, ADPCM, 波形编码
PCM 与音频编码
第制(PCM) 增量调制与自适应增量调制 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM） 非均匀量化 增量调制 子带编码
难点：
波形声音的数据压缩
波形声音的码率 = 取样频率 × 量化位数 × 声道数
全频带声音的压缩编码：
第1代压缩编码：PCM编码 第2代压缩编码：感知声音编码
DPCM
对于有些信号(例如图像信号)由于信号的瞬时 斜率比较大，很容易引起过载，因此，不能用 简单增量调制进行编码， 除此之外，这类信号也没有像话音信号那种音 节特性，因而也不能采用像音节压扩那样的方 法，只能采用瞬时压扩的方法。 但瞬时压扩实现起来比较困难，因此，对于这 类瞬时斜率比较大的信号，通常采用一种综合 了增量调制和脉冲编码调制两者特点的调制方 法进行编码，这种编码方式被简称为脉码增量 调制，或称差值脉码调制，用DPCM表示。
混合编码(Hybrid compression) Examples : CELP 4.8kb/s——16kb/s
脉冲编码调制(PCM)
增量调制实验报告
一、实验目的1. 了解增量调制的基本原理和过程；2. 掌握增量调制系统的设计方法；3. 分析增量调制系统的性能指标；4. 通过实验验证增量调制系统的实际应用。
二、实验原理增量调制（Delta Modulation，DM）是一种信源编码方式，它将信号的瞬时值与前一个抽样时刻的量化值之差进行量化，只对差值的符号进行编码，而不对差值的大小编码。
DM系统具有以下特点：1. 编码器与解码器简单可靠；2. 编码效率高，所需带宽小；3. 适用于低频信号传输。
增量调制系统主要由以下几个部分组成：1. 抽样保持电路：对输入信号进行抽样；2. 量化器：将抽样值进行量化；3. 编码器：将量化后的信号进行编码；4. 解码器：将编码信号进行解码；5. 滤波器：对解码后的信号进行滤波。
三、实验设备与工具1. 实验设备：示波器、信号发生器、信号分析仪等；2. 实验工具：计算机、实验软件等。
四、实验步骤1. 设计增量调制系统，确定系统参数；2. 搭建实验电路，包括抽样保持电路、量化器、编码器、解码器和滤波器；3. 通过实验软件设置输入信号，输入信号可以是正弦波、方波等；4. 观察示波器上的信号波形，分析增量调制系统的性能；5. 对解码后的信号进行滤波，观察滤波后的信号波形；6. 记录实验数据，分析实验结果。
五、实验结果与分析1. 实验数据（1）输入信号：正弦波，频率为1kHz，幅度为1V；（2）抽样频率：8kHz；（3）量化电平：2级；（4）滤波器：低通滤波器，截止频率为5kHz。
2. 实验结果（1）示波器上观察到的增量调制信号波形，发现信号波形具有较好的稳定性；（2）解码后的信号波形，发现信号波形与输入信号波形基本一致；（3）滤波后的信号波形，发现信号波形失真较小。
3. 分析（1）通过实验，验证了增量调制系统在实际应用中的可行性；（2）实验结果表明，增量调制系统具有较好的抗干扰性能；（3）通过调整系统参数，可以改善增量调制系统的性能。
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设计与应用计算机测量与控制.2003.11(12) Co m puter M easure m en t &Con trol ・997・收稿日期:2003-06-21。
基金项目:云南省自然科学基金项目(FOO 40M )作者简介:轩素静(1975-),女,新疆乌鲁木齐市人,硕士,主要从事个人通信方面的研究。
文章编号:1671-4598(2003)12-0997-04 中图分类号:TN 912.31 文献标识码:B自适应增量调制的仿真实现及性能分析轩素静,邵玉斌(昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南昆明 650051)摘要:讨论模数转换和压缩编码的一种重要方法-自适应增量调制(ADM )的性能。
先对DM 技术进行了研究,由于DM 存在一些不足,在DM 技术的基础上又引入了ADM 技术。
建立ADM 系统的模型,采用后向反馈自适应算法-步长的自适应调整基于信源信号波形的量化样值的幅度。
使用M A TLAB 仿真实现并根据仿真结果分析其性能。
提出ADM 能够自动跟踪快速变化的信号波形,比DM 具有更良好的S N R 性能和更大的动态范围,在很低的速率上就能给出高的编码质量,如32kbits 甚至是16kbit s 。
从而节省了带宽。
关键词:增量调制;自适应增量调制;模数转换;压缩编码;预测编码;波形编码;连续可变斜率增量调制Rea l iza tion and Performance Ana lysis for Adaptive D elta M odula tionXUAN Su 2jing ,SHAO Yu 2b in(D epartm ent of Info r m ati on Engineering and A utom atics ,Kunm ing Science and T echno logy U niversity ,Kunm ing 650051,Ch ina )Abstract :A n i m po rtant m ethod of analog digital conversi on and comp ressi on code w h ich is called adap tive delta modula 2ti on (ADM )is discussed .T he m ethod called delta modulati on (DM )and the ADM fo r overcom ing som e disadvantages of the DM are p resented .T he models of the ADM system is set up th rough the backw ard feedback algo rithm .T he perfo r m ance of the ADM is and pyzed acco rding to the result of the realizati on .T h is schem e can fo llow signal w hen it changes too rap idly .A nd it has better SN R perfo r m ance and w ider dynam ic range than delta modulati on (DM ).ADM can therefo re operate at m uch low er bit rates than DM ,typ ically 32kbit s and excep ti onally 16kbit s ,then save the bandw idth .Key words :delta modulati on (DM );adap tive delta modulati on (ADM );analog digital conversi on (A D );comp ressi on code ;p redicti on code ;w ave code ;continuously variable slope delta modulati on (CV SD )1 引言[1]实际上,无论有线还是无线语音通信都正在成为数字的。
对于传输和存储来说,语音的数字编码已明显优于传统的模拟技术。
在数字语音系统中,信息是人的声音。
数字语音编码算法要保证信源模拟语音在接收端被准确地恢复。
但是,与模拟语音相比,数字化后的语音,如果没有进行压缩就会需要更多的带宽。
无论是无线或有线通信中,语音通常都是在300～3300H z 之间,如果采用256个量化电平(8b its )的线性模数转换器,且抽样频率为奈奎斯特速率(8kH z ),那么最后的数据速率就会达到64kb it s 。
显然,如果不采用奇异编码算法,编码后的数字化信号的带宽将近是原始模拟信号的20倍。
这种低的带宽效率是不可取的,尤其是在无线通信应用中。
在众多的技术中,对带宽的节省是大家所期望的。
由于相邻的语音样值间有很大的相关性,那么就可以只传输样值幅度的差异信息,而不是象脉冲编码调制(PC M )那样对每一个样值都传输一个新值。
这样,需要较少的量化电平数就可以得到相同的信号质量,从而节省了所需的带宽。
采用这种技术的算法有差分编码调制(D PC M ),它用一个预测器处理以前的样值来预测下一个样值。
在此基础上将自适应技术与差分编码调制相结合就产生了普遍使用的编码算法-自适应差分编码调制(adap tive D PC M )。
这里,自适应预测器系数不断变化以处理不断变化的信号统计特性。
将预测器进一步简单化产生了增量调制(DM )。
在DM 中用一个比较器代替了D PC M 的求和器和量化器。
由于增量调制(DM )编码的简单性,它已成为数字通信和压缩存储的一种重要方法。
但是,它还存在一些不足,如量化步长不能动态变化,在模拟信源信号波形变化快的情况下,性能迅速下降。
由此引入ADM ,增加了固定步长DM 的动态范围和跟踪信号的能力,采用十分简单的算法就能实现32～48kb s 甚至是16kb s 的数据率,提高了数字编码的效率和可靠性。
现在,ADM 已广泛应用于电视和语音信号的编码中。
在ADM 技术中,前向反馈ADM ,量化器的步长自适应调整到与输入信号的强度成正比[5];而后向反馈ADM 中,量化器步长的自适应调整是基于量化器输出的样值幅度的。
文中所采用的就是后向反馈自适应算法。
先从DM 分析,再讨论ADM ,解析ADM 系统的模型,使用M A TLAB 仿真实现并根据仿真结果分析其性能。
所得结论可为工程应用提供指导。
・998・计算机测量与控制 第11卷2 数学建模[2-5]增量调制也称△调制(delta m odu lati on,DM),是一种预测编码技术,可以看成是D PC M的一种简化形式。
DM是对实际的采样信号与预测的采样信号之差的极性进行编码,采用2电平(1比特)量化器,配以固定的一阶预测器,将极性变成“+1”和“-1”这两种可能的取值之一。
在量化器中,如果实际的采样信号与预测的采样信号之差大于“0”,则用“+1”表示;反之则用“-1”表示,或者相反。
预测器根据输入“+1”或“-1”来预测下一个样值是上升一个∃还是下降一个∃,以跟上模拟信号波形的变化。
最后编码送出的是一串二进制比特流:“+1”用“1”表示;“-1”用“0”表示。
由于DM编码只须用1位比特对话音信号进行编码,所以DM编码系统又称为“1位系统”。
算法如下(其算法实现见图1和图2):x n=x n-1+e n-1×∃(1)e n=x n-x n(2) 式中:令x n代表当前的信源样值,x n代表x n的估计值,e n代表估计误差。
输入模拟信号x(t),经抽样器取样后输出x n,与单步预测器输出x n相减,得到e n。
量化器再根据e n的极性(大于0,还是小于0)输出编码e n (“+1”或“-1”)。
其中:式(1)差分方程是预测器,实质上代表一个对输入e n的积分器,也可称为本地译码。
其等效实现方法是采用一个累加器,令其输入信号为量化误差信号e n,输出就是x n。
一般地,这个量化误差信号可用某个值来标定,如步长∃。
最后,预测器产生一个与信源模拟信号波形相似的近似于线性阶梯函数的波形。
在接收端,同理于发送端的本地译码器。
解码输出的x n要经过一个低通滤波器,平滑波形来恢复信源信号。
对于任何给定的抽样速率,增量调制(DM)编码器的性能都要受到两类失真的限制。
一类是斜率过载失真,它是由于所用的步长∃太小,跟不上模拟信号波形中斜率陡峭部分的变化速度而造成的;另一类失真为颗粒失真也称为一般量化噪声,是由于所用的步长∃太大,在模拟信号波形中的斜率较小部分产生的。
在DM系统中,选择步长∃,使两类失真最小的这种要求是相互矛盾的,为减小颗粒失真,必须减小步长;而为减小斜率过载失真,必须增大步长。
解决办法之一是选择∃,使两类失真的均方值之和最小。
但是,即使∃被优化而使斜率过载失真和颗粒失真两者总的均方值达到最小,DM编码器的性能可能仍然不满意。
那么第二种解决办法就是采用可变步长,使其适应信源信号的短时特性,即当波形具有陡峭斜率时,使步长增大,当波形斜率相对较小时,使步长减小。
这就是自适应特性。
自适应增量调制(ADM),就是基于这种思想而产生的。
为了使增量调制器的步长∃能够自适应,也就是根据输入模拟信号波形斜率的变化自动调整步长∃的大小,以使斜率过载失真和颗粒失真都减到最小。
许多研究人员研究了各种各样的方法,其基本思想是在检测到斜率过载时开始增大步长∃,而在输入信号的斜率减小时减小步长∃。
量化误差e n可以为被编码波形的斜率特性提供很好的提示。
如果e n在连续的几个抽样时刻得到的样值符号都是“+”或都是“-”,就说明模拟信源信号波形上升或下降太快,而估计值变化无法跟上。
在这种情况下,ADM系统就要增大步长以减小斜率过载失真。
反之,如果e n在“+"和“-”之间交替变化,就说明模拟信源信号波形斜率变化缓慢,没有发生斜率过载失真,那么,系统就要减小步长以减小量化噪声。
文中采用两次叠代的方法[6]。
算法如下:Β=e n×e n-1 k≥1是一个常数(3)∃n=∃n-1×kΒ n=1,2,3…(4)图1 DM系统信源编码器模型图2 DM系统信源解码器模型图3 ADM系统信源编码器模型图4 ADM系统信源译码器模型第12期轩素静:自适应增量调制的仿真实现及性能分析・999・ 式(3)中,应选择K使得整个失真最小化。
根据式(4),基于式(1)和式(2)对图1和图2的DM系统模型稍作修改,可得到如图3和图4所示的模型。