1、 1 本科毕业论文 文献综述 通信工程 增量调制的文献综述 摘要： 增量调制简称 M 或增量脉码调制方式（ DM）（ Delta modulation），它是继 PCM（ Pulse Code Modulation）后出现的又一种模拟信号数字化的方法。它包括了自适应增量调制 . 数字检测音节压扩增量调制 . 瞬时压扩增量调制 . 混合压扩增量调制 . 连续增量调制 . 总和增量调制 .和双积分增量调制。其中应用较广泛的一类是自适应增量调制。 关键词 ： DM ； ADM ； 调制系统 ； PCM 1.引言 当今已是信息化时代，传统的模拟通信已逐渐 被数字通信所取代。 基于 MATLAB的自适应
2、增量调制的仿真拥有较好的发展前景，在低速率上得到高编码，节省带宽，是通信技术得到更加广阔的发展空间。 MATLAB在许多通信系统的仿真有着非常广泛的运用前景。 在 1971 描述的自适应增量调制技术中提出：假定增量调制器的输出为 1 和 0，每当输出不变时量化阶增大 50%，使预测器的输出跟上输入信号；每当输出值改变时，量化阶减小50%，使粒状噪声减到最小，这种自适应方法使斜率过载和粒状噪声同时减到最小。使用较多的另一种自适应增量调制器是由格林弗基斯 (Greefkes)1970 提 出的，称为连续可变斜率增量调制它的基本方法是：如果连续可变斜率增量调制器的输出连续出现三个相同的值，量化阶就加
3、上一个大的增量，反之，就加一个小的增量。 2.增量调制 增量调制的定义是只保留每一信号样值与其预测值之差的符号，并用一位二进制数编码的差分脉冲编码调制。增量调制简称 M 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。 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。 在文献 1中对增
4、量调制建立了系统与波形示意图，通过系统量化噪声来与 ADM 进行比2 较分析。可以看出许多关于两者的优劣。 而在文献 2和文献 3中，基本都建立了 DM 编码和解码器，用于对信号的调制。通过编码输出的图能客观的表示增量调制的情况。直观显示两者的区别。 3自适应增量调制 早期的简单增量调制的缺点是动态范围很窄，不能满足 实用电话系统的要求，因此，出现了许多不同种类的增量调制的改进形式。其中应用较广泛的一类是自适应增量调制，它的特点是量化器的量阶能自动跟随信号幅度的变化，从而扩大了动态范围。 为了使增量调制器的量化阶能自适应，也就是根据输入信号斜率的变化自动调整量化阶的大小，以使斜率过载和粒状噪声
5、都减到最小，许多研究人员研究了各种各样的方法，而且几乎所有的方法基本上都是在检测到斜率过载时开始增大量化阶，而在输入信号的斜率减小时降低量化阶。 在文献 1中提出了一种基于时序逻辑电路和集成运算放大器来自适应产生可 变台阶大小的 ADM（ Adaptive Delta Modulation）调制系统。根据逻辑函数表达式设计出集成放大器的时序逻辑电路中的信号的调制情况建立对自适应增量调制的模型。在文献 2和文献 3中，也提到了运用数字建模的方式来客观的表示自适应增量调制的具体模型，使得一个抽象的调制方式能够在具体的模型当中体现出来，对研究自适应增量调制提供了客观的帮助。通过 MATLAB 的仿真
6、，得出了自适应增量调制的结果，对于仿真结果，在文献 2中结果可以看出 ADM 的系统性能要优于 DM 系统， ADM 能自适应的改变步长，在模 拟信号幅度较小时准确的估计，在较大时不会牺牲系统性能。在文献 4中有表格显示：编码速率为 8Kbit/s 时，系统性能 SNR（ System Performance）为 11.5242dB;速率为 32Kbit/s,SNR 为 21.1585dB;速率为 64Kbit/s,SNR 为 25.1006dB。同一编码速率下，自适应增量调制系统的性能比非自适应增量调制系统的性能要好狠多。 在文献 5中的结果更可以看出自适应增量调制的优势，比之增量调制有更大
7、的的动态范围，能够使用较低的速率调制。在无线通信系统中，采用 ADM 技术就可 以用 16Kbit/s 的速率，在 25K Hz 带宽的无线信道上直接传输降低了质量的数字话音信号。在文献 6中介绍了自适应增量调制的系统构成，说明了自适应增量调制的工作原理。 4 几种改进型增量调制 早期的简单增量调制的缺点是动态范围很窄，不能满足实用电话系统的要求，因此，出现了许多不同种类的增量调制的改进形式。 在文献 7中提到了 数字检测音节压3 扩增量调制和总和增量调制 4.1数字检测音节压扩增量调制 如果量阶大小是由直接检测输出数码中的平均斜率信息（在音节 10 毫秒内的平均值）来控制的，就称为数字检测
8、音节压扩增量调制 。 4.2总和增量调制 如果把模拟信号经过积分后再进行增量调制 ， 就称为 总和增量调制。在文献 8中给出了其调制的模型图。 4.3瞬时压扩增量调制 如果量阶的控制取决于相邻二个数码 ， 就称为 瞬时压扩增量调制。在文献 9中简单的描述了这几种扩展的增量调制方式。 4.4混合压扩增量调制 如果在大信号段采用音节压扩，而在小信号段采用瞬时压扩 ， 就称为 混合压扩增量调制。 4.5连续增量调制 如果量阶控制信息直接由输入模拟信号中提取 ， 就称为 连续增量调制。在文献 10中所涉及。其是可变斜率的，连续增量调制是连续可变斜率。 4.6双积分增量调制 如果积分电路是由二节积分器串
9、联组成的 ， 就称为 双积分增量调制。在文献 11中描述了这种增量调制的原理。 5脉码调制 (PCM) 脉冲编码调制就是把一个时间连续，取值连续的模拟信号变换成时间离散，取值离散的数字信号后在信道中传输。脉冲编码调制就是对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化，编码的过程 在文献 12中给出了 PCM编码原理与规则： PCM数字接口是 G.703标准，通过 75同轴电缆或 120 双绞线进行非对称或对 称传输，传输码型为含有定时关系的 HDB3码，接收端通过译码可以恢复定时，实现时钟同步。 Fb 为帧同步信号， C2 为时钟信号，速率为 2.048Mbps，数据在时钟下降沿有效， E1 接口具 有
10、PCM 帧 结构， 一个复帧包括 16个帧，一个帧为 125s ，分为 32 个时隙，其中偶帧的零时隙传输同步信息码0011011，奇帧的零时隙传输对告码， 16时隙传输信令信息，其它各时隙传输数据，4 每个时隙传输 8 比特数据。 而在文献 13中，则提到了 FPGA（ Field Programmable Gate Array） 用于 PCM 高码速率的场合 ，还进行了 PCM 编码器与解码器的设计工作。 6结束总结 通过阅读有关 ADM 的文献，大多是 DM与 ADM 的性能比较，通过这些性能比较不难看出ADM 在信号调制方面的优势，能够很大程度上减少过载噪声和量化噪声，当然 ADM 也
11、不是最好的波形编码技术，这需要我们对编码进行更深入的讨论。能够使它发挥重要的作用。 随着信息科技的发展，人们的生活正发生着翻天覆地的变化，通信科技的不断更新对于人们的生活起到了至关重要的作用，除了增量调制与自适应增量调制的性能增强外，越来越多的新型通信技术将得到更好的发展与运用，各种 技术的性能都会得到提高，通过对上面这4 个方面的了解和总结，不难看出自适应增量调制会得到更好的发展，通过不断的研究，自适应增量调制对信号速率会不断提高，人们的信息化的生活会更加的快捷与方便。 参考文献 1 陶喆，林财兴，何绪兰 . 自适应增量调制 ADM 的实现与 Matlab 仿真 J. 现代机械 , 2010
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