数字通信 - 差分脉冲编码调制 (DPCM)

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对于高度相关的样本，当使用PCM技术编码时，会留下冗余信息。为了处理这些冗余信息并获得更好的输出，明智的做法是从其之前的输出中假设一个预测样本值，并将它们与量化值相加。这样的过程称为差分脉冲编码调制 (DPCM)技术。

DPCM 发射机

DPCM发射机由量化器和预测器以及两个加法器电路组成。以下是DPCM发射机的框图。

各点的信号命名如下：

• $x(nT_{s})$ 为采样输入

• $\widehat{x}(nT_{s})$ 为预测样本

• $e(nT_{s})$ 为采样输入和预测输出的差值，通常称为预测误差

• $v(nT_{s})$ 为量化输出

• $u(nT_{s})$ 为预测器输入，实际上是预测器输出和量化器输出的和

预测器根据发射机电路之前的输出产生假设样本。该预测器的输入是输入信号$x(nT_{s})$的量化版本。

量化器输出表示为：

$$v(nT_{s}) = Q[e(nT_{s})]$$

$$= e(nT_{s}) + q(nT_{s})$$

其中q (nT_s)为量化误差

预测器输入是量化器输出和预测器输出的和，

$$u(nT_{s}) = \widehat{x}(nT_{s}) + v(nT_{s})$$ $$u(nT_{s}) = \widehat{x}(nT_{s}) + e(nT_{s}) + q(nT_{s})$$ $$u(nT_{s}) = x(nT_{s}) + q(nT_{s})$$

解码器中使用相同的预测器电路来重建原始输入。

DPCM 接收机

DPCM接收机的框图由解码器、预测器和加法器电路组成。以下是DPCM接收机的框图。

信号的表示法与之前的相同。在没有噪声的情况下，编码接收机输入将与编码发射机输出相同。

如前所述，预测器根据之前的输出假设一个值。给解码器的输入经过处理，其输出与预测器的输出相加，以获得更好的输出。