PCM编解码与DPCM编解码的实现与性能比较.doc

PCM 编解码和 DPCM
编解码的实现和性能比较

一． 设计目的

该课程设计的目的是让我们进一步学习 PCM 编译码和 DPCM 编解码原理；
在通信系统仿真软件 MATLAB 平台上，采用 M 文件设计 A 律 PCM 码译码和差 分 PCM 即 DPCM 编解码。对设计项目进行调试；对译码器进行仿真；对仿真结
果结合编译码理论进行分析；对两种编码进行比较等。
二． 设计内容及要求

2.1 要求： 设计译码器前，首先以理论作指导，构思设计方案。再用 MATLAB

语言编写程序，在 MATLAB 软件平台上运行，得到正确程序，并且进行调试、
仿真和分析。然后对结果进行处理，输出结果和分析结论应该一致， 而且应符合
理论。
2.2 原理

2.2.1 PCM 原理

脉冲编码调制 (PCM，Pulse Code Modulation)在通信系统中完成将语音
信号数字化功能。是一种对模拟信号数字化的取样技术，将模拟信号变换为

数字信号的编码方式，特别是对于音频信号。PCM 对信号每秒钟取样 8000
次；每次取样为 8 个位，总共 64 kbps。PCM 的实现主要包括三个步骤完成：
抽样、量化、编码。分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表

示。根据 CCITT 的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两
种建议方式，分别为 A 律和m律方式，我国采用了 A 律方式，由于 A 律压缩实
现复杂，常使用 13 折线法编码,采用非均匀量化 PCM 编码 。
2.2.2 DPCM 原理
DPCM 编码,简称差值编码，是对模拟信号幅度抽样的差值进行量化编码的调
制方式(抽样差值的含义请参见"增量调制")。 种方式是用已经过去的抽样值 这
来预测当前的抽样值，对它们的差值进行编码。差值编码可以提高编码频率，这

种技术已应用于模拟信号的数字通信之中。
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冲增量调制，或称差值脉码调制，用 DPCM 表示。
这种调制方式的主要特点是把增量值分为个等级，然后把个不同等级的增量
值编为位二进制代码再送到信道传输，因此， 它兼有增量调制和 PCM 的各自特点。

2.3 系统建模

2.3.1 PCM 编解码原理图

低通

低通


瞬时

瞬时


抽

解


量

解


编

再


信
道

2.3.2 DPCM 编解码原理图

f(i,j)

输入


e(i,j)

f^(i,j)


量化器

预测器


e'(i,j)

f'(i,j)


^


编码器


信道传输

f(i,j)

f'(i,j)

输出


e'(i,j)


解码器

预测器
f(i,j) ^