增量脉冲编码调制（差分编码调制 DPCM）
△ m中误差信号的变化不影响增量 σ
所以△ m的性能欠佳
DPCM中增量数值随误差信号（ m(t)-m’(t)）变化成 M电平之一
再进行脉冲编码，即 DPCM
时分复用和多路数字电话
一、时分复用
1,用途,
PCM、△ M,ADPCM等模拟信号数字化，一般都使用 TDM提
高信道传输效率。
2,定义,
利用不用的时隙来传输不同信号。
3,原理,
Ts
1 3
...
1
21 3
Tc
4,特点,
时域上信号是分割的，频域是混叠的
5,优点,
1) 多路信号使用数字电路比 FDM实现简单
2) TDM中非线性失真要求不高
6,主要问题
—— 同步
1) TDM对信道的时钟相位抖动和接受与发送的时钟同步有较高
的要求。
2) 同步：接受端能正确的从数据流中识别各路序号。
3) 解决：一般在数据帧中加入标志信号 —— 帧同步信号
7,TDM的主要方式
1) 比特交织 TDM方式
每一时隙只传送 1比特的数字信息或 1比特的同步信息。
用于相同数字速率的情况
1
/
1
1
/
2
1
/
3
...
n
/
1
n
/
2
2) 字符交织 TDM
每一时隙传送一个字符或帧同步信号
特点,
效率高、抗噪声性能好、延迟大
移存器
移存器
移存器
...
信道1
信道2
信道你
高速扫
描器
字符交织TDM
二、数字复接
1．数字复接
定义,
把多路数据复合成标准数据流，再复接成更高的数据信号。
（各国制式不同）
信息速率 kb/s
路数
基群
2048
30
二次群
8448
120
三次群
34368
480
四次群
139264
1920
2．例 PCM 30/32帧结构
同步信号为,0011011
信令：占用、拨号、挂机等
F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F 10 F 11 F 12 F 13 F 14 F 15
复帧：2ms
帧：124us
2
1
1
8
同
步
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1
0
1
1
1
2
1
3
1
4
1
5
信
令
1
6
1
7
1
9
2
0
2
2
2
3
2
4
2
5
2
6
2
7
2
8
2
9
3
0
话路 话路
帧同步（3.9us）：第一位保
留，同步信号0011011共8为
3.9us
保证同步
3.9us
第24路电话数
据：8位
多媒体信息压缩和数字图像通信
一、多媒体压缩技术
1．多媒体的信息量
（ 1）数字化视频
PAL制式的视频信号带宽为 5MHz，帧速率 25帧 /s，样本
宽 24bit
1秒的 PAL视频要多少存储空间,
解,
（ a） 5M带宽，使用 10M的抽样频率
（ b）一帧的存储量,
（ 10MHz/25） × 24=9.6Mbit/帧 =1.2MB/帧
（ c） 1秒的 PAL视频要 1.2MB× 25=30MB存储
所以,600M光盘只能存 20s的数字化视频（未压缩）
（ 2）数字化音频
高质量音频带宽为 22kHz，样本 16bit
取样,44K(CD音质 )
1s要 44× 16=704Kbit=88KB
24bit样本,44× 24=132KB
所以，数字化多媒体有压缩的必要
2．压缩编码原理 ——冗余信息
（ 1）像点冗余：相邻像点信息相同
（ 2）线间冗余：物体垂直线相邻的相同
（ 3）帧间冗余：静止或运动缓慢时，相邻帧基本相同
3．压缩的手段 ——压缩编码
（ 1）预测编码
如,DPCM,ADPCM，根据当前的情况预测下一时刻的编码
（ 2）变化编码 ——从一个域到另一个域
1）离散傅里叶变换（ DFT）
2）离散余弦变换（ DCT）如 JPEG
3） Walsh-Hadamar变换（ WHT）等
（ 3）统计编码
1） Huffman编码
2）算术编码
等等
二、音频压缩技术
编码 传输速率 kb/s 最小基带带宽
PCM 64 32
ADPCM(自适应差分脉码 ) 32 16
DM 32 16
SBC(子带 ) 16 8
RELP-LTP（规则脉冲激励） 16 8
LD-CELP（短延迟码激励） 16 8
MPLPC（多脉冲） 8 4
CELPC（码本激励） 4.8 2.4
LPC（线性预测） 2.4 1.2
LPC+VQ（矢量量化） 1.2 0.6
GSM,
RPE-LTP（规则脉冲激励长期预测编码）,22.8kb/s
（加差错保护，不加为 13kb/s）
ADC(D-AMPS),JDC,
VSELP（矢量和激励线性预测）,
ADC:13kb/s,
JDC:11.2kb/s
（加差错保护，不加为 ADC:7.95kb/s,JDC:6.7kb/s）
三、数字图像通信
用于图形图像的传输、图像的识别等
1．概述
（ 1）图像信息量大,
一路图像可以传输 1000多路电话
——解决方法就是数字图像压缩技术
其中 HDTV（高清晰度电视）压缩前有 5倍于普通电视的信息量。
比特数 /
像素
像素数 /
行
行数 /帧 帧数 /秒 亮色比 比特 /秒
（压缩前）
比特 /秒
(压缩后 )
HDTV
普通电视
CCIR601
会议电视
CIF
桌上电视
QCIF
8
8
8
8
1920
720
352
176
1080
480
288
144
30
30
30
30
4:1:1
4:1:1
4:1:1
4:1:1
1.18Gbps
167Mbps
36.5Mbps
9.1Mbps
20~25Mbps
4~8Mbps
1.5~2Mbps
128Kbps
（ 2）压缩的用途：卫星、网络等的图像传输； VOD的应用
2．图像压缩技术
（ 1）压缩的原因,
图像本身有冗余度（即多余的信息）,
主要的压缩技术标准有,
JPEG,H.261,MPEG1和 MPEG2
（ 2） JPEG,
是由国际标准化组织（ ISO）所属的联合照相专家组（ Joint
Photographic Expert Group）制定的编码标准
（ 3） H.261标准
H.261是对图像帧间的编码（ JPEG是帧内编码），用于会议电视的国际标
准。它充分使用了帧间的相关性，压缩比是 JPEG的 3倍。
（ 4） MPEG
（ Moving Picture Expert Group）运动图像专家组
是对数字存储媒质、电视广播、通信等运动图像和伴音的通用编码方法。
MPEG-1,MPEG-2。
MPEG-1的传输码率是 1.416Mbps
MPEG-2在 4~8Mbps；
MPEG-1是 MPEG-2的子集。
3．数字图像传输方式
（ 1）在卫星中 QPSK最合适；地面上美国用 VSB（残留边带）；欧、日使用
OFDM（正交频分复用）；有线电视有的使用 QAM（正交幅度调制）
（ 2） OFDM—— 使用 DQPSK或 16QAM，欧州的 HDTV等系统
（ 3）利用数字网络传输
1）数字数据网（ DDN）,64Kbps
2） ISDN（综合业务数字网）
a)N-ISDN提供 2B+D信道,B,64K,D,16K,2B+D,144K
b)B-ISDN可提供,155M,622M,2.5G； 10G,100G已经成功实验。其技术
核心是 ATM（异步转移模式） +SDH（同步数字系列）
（ 4）利用电话线
电话铜绞线，最高码率为 19.2K（ V.90,V.92标准把 A/D变为一次，但速率任
限制在 56K）；
使用 xDSL技术可以解决问题。如,ADSL-I：上 /下行 16k/1.5M； ADSL-II：
384~576k/6.4M
xDSL绕过了语音交换系统，所以开销大但速度快。
（ 5） HFC：光纤 /同轴电缆混合
（ 6）多媒体传输
△ m中误差信号的变化不影响增量 σ
所以△ m的性能欠佳
DPCM中增量数值随误差信号（ m(t)-m’(t)）变化成 M电平之一
再进行脉冲编码，即 DPCM
时分复用和多路数字电话
一、时分复用
1,用途,
PCM、△ M,ADPCM等模拟信号数字化，一般都使用 TDM提
高信道传输效率。
2,定义,
利用不用的时隙来传输不同信号。
3,原理,
Ts
1 3
...
1
21 3
Tc
4,特点,
时域上信号是分割的，频域是混叠的
5,优点,
1) 多路信号使用数字电路比 FDM实现简单
2) TDM中非线性失真要求不高
6,主要问题
—— 同步
1) TDM对信道的时钟相位抖动和接受与发送的时钟同步有较高
的要求。
2) 同步：接受端能正确的从数据流中识别各路序号。
3) 解决：一般在数据帧中加入标志信号 —— 帧同步信号
7,TDM的主要方式
1) 比特交织 TDM方式
每一时隙只传送 1比特的数字信息或 1比特的同步信息。
用于相同数字速率的情况
1
/
1
1
/
2
1
/
3
...
n
/
1
n
/
2
2) 字符交织 TDM
每一时隙传送一个字符或帧同步信号
特点,
效率高、抗噪声性能好、延迟大
移存器
移存器
移存器
...
信道1
信道2
信道你
高速扫
描器
字符交织TDM
二、数字复接
1．数字复接
定义,
把多路数据复合成标准数据流，再复接成更高的数据信号。
（各国制式不同）
信息速率 kb/s
路数
基群
2048
30
二次群
8448
120
三次群
34368
480
四次群
139264
1920
2．例 PCM 30/32帧结构
同步信号为,0011011
信令：占用、拨号、挂机等
F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F 10 F 11 F 12 F 13 F 14 F 15
复帧：2ms
帧：124us
2
1
1
8
同
步
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1
0
1
1
1
2
1
3
1
4
1
5
信
令
1
6
1
7
1
9
2
0
2
2
2
3
2
4
2
5
2
6
2
7
2
8
2
9
3
0
话路 话路
帧同步（3.9us）：第一位保
留，同步信号0011011共8为
3.9us
保证同步
3.9us
第24路电话数
据：8位
多媒体信息压缩和数字图像通信
一、多媒体压缩技术
1．多媒体的信息量
（ 1）数字化视频
PAL制式的视频信号带宽为 5MHz，帧速率 25帧 /s，样本
宽 24bit
1秒的 PAL视频要多少存储空间,
解,
（ a） 5M带宽，使用 10M的抽样频率
（ b）一帧的存储量,
（ 10MHz/25） × 24=9.6Mbit/帧 =1.2MB/帧
（ c） 1秒的 PAL视频要 1.2MB× 25=30MB存储
所以,600M光盘只能存 20s的数字化视频（未压缩）
（ 2）数字化音频
高质量音频带宽为 22kHz，样本 16bit
取样,44K(CD音质 )
1s要 44× 16=704Kbit=88KB
24bit样本,44× 24=132KB
所以，数字化多媒体有压缩的必要
2．压缩编码原理 ——冗余信息
（ 1）像点冗余：相邻像点信息相同
（ 2）线间冗余：物体垂直线相邻的相同
（ 3）帧间冗余：静止或运动缓慢时，相邻帧基本相同
3．压缩的手段 ——压缩编码
（ 1）预测编码
如,DPCM,ADPCM，根据当前的情况预测下一时刻的编码
（ 2）变化编码 ——从一个域到另一个域
1）离散傅里叶变换（ DFT）
2）离散余弦变换（ DCT）如 JPEG
3） Walsh-Hadamar变换（ WHT）等
（ 3）统计编码
1） Huffman编码
2）算术编码
等等
二、音频压缩技术
编码 传输速率 kb/s 最小基带带宽
PCM 64 32
ADPCM(自适应差分脉码 ) 32 16
DM 32 16
SBC(子带 ) 16 8
RELP-LTP（规则脉冲激励） 16 8
LD-CELP（短延迟码激励） 16 8
MPLPC（多脉冲） 8 4
CELPC（码本激励） 4.8 2.4
LPC（线性预测） 2.4 1.2
LPC+VQ（矢量量化） 1.2 0.6
GSM,
RPE-LTP（规则脉冲激励长期预测编码）,22.8kb/s
（加差错保护，不加为 13kb/s）
ADC(D-AMPS),JDC,
VSELP（矢量和激励线性预测）,
ADC:13kb/s,
JDC:11.2kb/s
（加差错保护，不加为 ADC:7.95kb/s,JDC:6.7kb/s）
三、数字图像通信
用于图形图像的传输、图像的识别等
1．概述
（ 1）图像信息量大,
一路图像可以传输 1000多路电话
——解决方法就是数字图像压缩技术
其中 HDTV（高清晰度电视）压缩前有 5倍于普通电视的信息量。
比特数 /
像素
像素数 /
行
行数 /帧 帧数 /秒 亮色比 比特 /秒
（压缩前）
比特 /秒
(压缩后 )
HDTV
普通电视
CCIR601
会议电视
CIF
桌上电视
QCIF
8
8
8
8
1920
720
352
176
1080
480
288
144
30
30
30
30
4:1:1
4:1:1
4:1:1
4:1:1
1.18Gbps
167Mbps
36.5Mbps
9.1Mbps
20~25Mbps
4~8Mbps
1.5~2Mbps
128Kbps
（ 2）压缩的用途：卫星、网络等的图像传输； VOD的应用
2．图像压缩技术
（ 1）压缩的原因,
图像本身有冗余度（即多余的信息）,
主要的压缩技术标准有,
JPEG,H.261,MPEG1和 MPEG2
（ 2） JPEG,
是由国际标准化组织（ ISO）所属的联合照相专家组（ Joint
Photographic Expert Group）制定的编码标准
（ 3） H.261标准
H.261是对图像帧间的编码（ JPEG是帧内编码），用于会议电视的国际标
准。它充分使用了帧间的相关性，压缩比是 JPEG的 3倍。
（ 4） MPEG
（ Moving Picture Expert Group）运动图像专家组
是对数字存储媒质、电视广播、通信等运动图像和伴音的通用编码方法。
MPEG-1,MPEG-2。
MPEG-1的传输码率是 1.416Mbps
MPEG-2在 4~8Mbps；
MPEG-1是 MPEG-2的子集。
3．数字图像传输方式
（ 1）在卫星中 QPSK最合适；地面上美国用 VSB（残留边带）；欧、日使用
OFDM（正交频分复用）；有线电视有的使用 QAM（正交幅度调制）
（ 2） OFDM—— 使用 DQPSK或 16QAM，欧州的 HDTV等系统
（ 3）利用数字网络传输
1）数字数据网（ DDN）,64Kbps
2） ISDN（综合业务数字网）
a)N-ISDN提供 2B+D信道,B,64K,D,16K,2B+D,144K
b)B-ISDN可提供,155M,622M,2.5G； 10G,100G已经成功实验。其技术
核心是 ATM（异步转移模式） +SDH（同步数字系列）
（ 4）利用电话线
电话铜绞线，最高码率为 19.2K（ V.90,V.92标准把 A/D变为一次，但速率任
限制在 56K）；
使用 xDSL技术可以解决问题。如,ADSL-I：上 /下行 16k/1.5M； ADSL-II：
384~576k/6.4M
xDSL绕过了语音交换系统，所以开销大但速度快。
（ 5） HFC：光纤 /同轴电缆混合
（ 6）多媒体传输
