自適應差值脈碼調製自適應差值脈碼調製(ADPCM)
模擬信號數位化有多種方法，最基本的是脈碼調製（PCM）、差值編碼（DPCM）、自適應差值編碼（ADPCM）以及各種類型的增量調製。
ADPCM是一種新型的脈衝編碼技術，它是利用自適應技術和差值編碼技術相結合的一種編解碼技術。可以使64 kbit/s的脈衝編碼(PCM)信號進一步壓縮為32 kbit/s的脈衝編碼數據。使傳輸脈沖編碼所需要的頻寬減少一半，提高了信道的利用效率，並且還可以使脈碼調製系統的通信質量得到提高。
什麼是差值脈碼調製技術
自適應差值脈碼調製(ADPCM)是自適應技術和差值脈碼調製(DPCM)技術相結合的產物。因此,為了說明ADPCM的基本概念,有必要先了解什麼是差值脈碼調製技術。
在“增量調製”條目中已介紹過,在抽樣周期足夠小的情況下,模擬信號相鄰兩個抽樣值都比較接近,並且多數具有單調變化趨勢。理論研究表明,模擬信號相鄰的抽樣值之間存在著很強的相關性;信號前後這種很強的相關性的存在,表明信號的本身含有大量多餘的成分。因此只要知道前一個抽樣值,就能對該時刻的抽樣取值作出預測。預測值與實際值會有誤差,這種誤差是不可預測的,叫做“預測誤差”。傳送端只要傳輸信號的預測誤差,接收端就可以根據預測值和接收到的誤差值,複製出該時刻的實際信號。原始信號的關聯性越強,預測的準確性就越高,預測誤差也就越小。這意味著可以用較少的編碼位數來複製出原來的信號,達到壓縮頻帶、提高通信容量的目的。這就是差值脈碼調製技術的基本思路。這與增量調製基本上是一致的。
自適應差值編碼是利用過去的幾個抽樣值來預測當前輸入樣值,並使預測電路具有自適應預測功能的差值編碼方法。
自適應量化的基本原理
是對輸入信號的瞬時功率進行檢測,然後將對模擬信號預測值與實際檢測值進行比較,並隨時對這種差值自動進行量化級差的處理,使之始終保持與信號同步變化。在實際套用中,採用自適應量化技術後,可以使離散信號量化處理的信號值個數大量減少,把脈衝編碼位數減少一半,也就是可以把脈碼調製所需要頻寬減小一半,自適應差值脈碼調製技術可以使脈碼調製系統在更低編碼位數的情況下取得滿意的通信質量,如64千比特/秒PCM系統(8位碼)若採用ADPCM,數碼率可降為32千比特/秒(4位碼),這無形中提高了信道的利用效率。
自適應差值脈碼調製還要說明的是,GSM，ADPCM和PCM格式都是音頻編解碼器.
G.711標準的語音信號編碼是非均勻量化PCM。語音的採樣率為8KHz，每個樣值採用8位二進制編碼，推薦使用A律和μ律壓擴算法，輸出的數據率為64kbps。
G.721 ADPCM標準是一個代碼轉換系統，以實現64 kbps A律或μ律PCM速率與32 kbps速率之間的相互轉換.
G.729標準制定是通過的8kbps的語音編碼協定，採用共軛結構的算術碼本激勵線性預測CS-ACELP算法.
GSM的輸入是幀數據，一幀(20毫秒)由採樣頻率為8 kHz的帶符號的160個樣本組成，每個樣本為13位或者16位的線性PCM碼。GSM編碼器可把一幀(160×16位)的數據壓縮成260位的GSM幀，壓縮後的數據率為1625位元組，相當於13 kbps。由於260位不是8位的整數倍，因此編碼器輸出的GSM幀為264位的線性PCM碼。採樣頻率為8 kHz、每個樣本為16位的未壓縮的話音數據率為128 kbps，使用GSM壓縮後的數據率為： (264bit×8000樣本/s) / 160樣本 = 13.2 kbps .
GSM的壓縮比：128:13.2 = 9.7，近似於10:1。
CDMA是由擴頻、多址接入、蜂窩組網和頻率復用等幾種技術結合而成，含有頻域、時域和碼域三維信號處理的一種協作，因此具有抗干擾性好，抗多徑衰落，保密安全性高，同頻率可在多個小區內重複使用，容量和質量之間可做權衡取捨等屬性；它利用數字傳輸方法，採用擴頻通信技術，大幅度地提高了頻率利用率，具有容量大、覆蓋範圍廣、手機功耗小、話音質量高的突出優點.
TD-SCDMA標準，是集CDMA、TDMA、FDMA技術優勢於一體、系統容量大、頻譜利用率高、抗干擾能力強的移動通信技術它採用了智慧型天線、聯合檢測、接力切換、同步CDMA、軟體無線電、低碼片速率、多時隙、可變擴頻系、自適應功率調整等技術基本系統。
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