YD-T-697-1993.pdf

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1、中华人民共和国通信行业标准 Y D / T 6 9 7 一 9 3 3 2 k b i t / s 自适应差分脉冲编码调制 本标准等效采用国际电报电话咨询委员会( C C I T T ) 建议G . 7 2 1 . ， 主胭内容与适用范围 本标准规定了用于 6 4 k b i t / s A律P C M信道与3 2 k b i t / s A D P C M信道之间相互转换的自适应差分 脉冲编码调制( A D P C M) 算法， 说明了A D P C M编解码算法的原理， 规定了算法的计算细则， 给出了相 应的数字测试序列。 本标准适用于公用网中使用， 专用网中使用的 引用标准 G B 7

2、6 1 。 音颇脉冲 编码调制特性 3 2 k b i t / s A D P C M , 0 ! 3 2 k b i t / s A D P C M也应参照采用本标准。 3 . ， P Q v I / A D 和LM编码转换 利用3 2 k b it % s A D P C M算法实现6 4 k b it / s A律P C M信道与3 2 k b it / A A D P C M信道之向的相互转换 ( 称为编码转换) 。音颇信号与P C M编码/ 解码律之间的关系完全按照G B 7 6 1 0 的规定。 A D P C M编码器和解码器的简化方框图见图1 ( a ) 和( b ) , 注:

3、 编码器和解码器的每个子方框都利用了一个特定的逻辑顺序精确地予以了规定.如果采用别的计算方法， 必须 特别注意， 一定要保证所得到的抽出处理变量的值与本标准规定的计算方法所产生的箱出变t的值完全一样。 任何偏离所规定的计算方法的编码器和解码器的互连将引起性能劣化， 而且这种劣化可能是严重的。 3 . 1 门A D P C M编码器 在把A律P C M输入信号变换为均匀P C M之后， 从输入信号中 减去输入信号的估值， 得到差值信 号。 利用自 适应1 5 电平量化器把差值信号的值转化成四位二进制数字以便传输到解码器。 逆量化器也 利用这四位二进制数字产生量化差值信号， 把信号估值加到量化差值

4、信号上， 得到输入信号的重建信 号， 重建信号和量化差值信号都经由自 适应预测器加以处理， 产生输入信号的估值， 从而完成反馈环路。 中华人民共和国邮电娜1 9 9 4 一 0 3 一 2 6 批准1 9 9 4 一 0 9 一 0 1 实施 Y D / T 6 9 7 一 9 3 3 2 k b i t / s 图1 ( a ) A D P C M编码器简化方框图 3 . 1 . 2 A D P C M解码器 解码器由与编码器反馈部分相同的部件， 以及均匀P C M到A律P C M变换和同步编码调整等部分 组成。 同步编码调整在一定条件下( 见3 . 3 . 7 ) 能防止同步级联编码( 如

5、A D P C M- P C M - A D P C M等数字 连接) 时发生累积失真. 同步编码调整是这样实现的: 调整A D P C M译码器的P C M输出码语， 使在下一 个A D P C M编码级中不产生累积量化失真。 繁护+ ，建信号 3 2 k b i t / s 冉 刃P CM 恤入 逆自适应 t化口 变换到A律 PCMP N9w in 盖 64kbit/s A M P C M .出 信号估值 A A A$ m a 图1 ( b ) A D P C M解码器简化方框图 3 . 2 A D P C M编码器原理 图2 是编码器的方框图。对于所述的每一个变量, k 是抽样时序号，

6、每隔 1 2 5 y s 取一个样。下面从 3 . 2 . 1 到3 . 2 . 8 给出每个方框的基本说明。 3 . 2 . 1 输入P C M格式变换 这个方框把输入信号: ( k ) 从A律P C M变换成均匀P C M信号 i ( k ) o 3 . 2 . 2 差值信号计算 这个方框由 均匀P C M信号s i ( k ) 和信号估值s . ( k ) 算出差值信号d ( k ) ， 按式( 1 ) 计算: d ( k ) =s i ( k ) -s . ( k ) 一 ( 1 ) Y D / T 6 9 7 一9 3 3 . 2 . 3 自适应量化器 用1 5 电平非均匀自适应量化

7、器来量化差值信号d ( k ) , 量化前， 先将d ( k ) 化成以2 为底的对数表示 形式， 并用叭k ) 来定标， 贝k ) 是由定标因子自 适应方框计算出来的。表 1 给出量化器的归一化的输入/ 箱出特性( 无限精度值) 。 用四位二进制数字来表示代表d ( k ) 的量化电平( 幅值用三位， 符号用一位) 。 4 比特量化器抽出I ( k ) 形成3 2 k b it / s 输出信号; 这个信号也送给逆自 适应量化器、 自 适应速度控制和量 化器定标因子自适应方框。 图2 编码器方框图 表 1 量化器归一化抬入/ 箱出特性 归一化t化器抽入范围 Im I d ( k ) 一， (

8、 k ) I I ( k ) I 归一化量化器物出 l o g z l d , ( k ) - .v 任) ( 3 . 1 2 . +- ) ( 2 . 7 2 . 3 . 1 2 ) ( 2 . 3 4 , 2 . 7 2 ) ( 1 . 9 1 . 2 . 3 4 ) ( 1 . 3 8 , 1 . 9 1 ) ( 0 . 6 2 . 1 . 3 8 ) ( 一0 . 9 8 , 0 . 6 2 ) ( 一- , -0 . 9 8 ) 7 6 5 4 3 2 1 0 3 . 3 2 2 . 9 1 2 . 5 2 2 . 1 3 1 . 6 6 1 . 0 5 0 . 0 3 1 仁 ，

9、3 . 2 . 4 逆自 适应量化器 从表 1 给出的归一化量化特性中查出具体数值， 用刃k ) 对它定标， 再将此结果从对数域还原， 就得 出差信号的量化形式d , ( k ) , 32 . 5 量化器定标因子的自 适应 这个方框计算量化器和逆量化器的定标因子抓k ) 。 其输入是4 比特量化器的输出I ( K) 和自 适应 Y D / T 6 9 7 一 9 3 速度控制参数a , W . 量化器定标所用的基本原理是双模式自 适应: 快速用于如话音等信号， 这类信号产生波动大的差值信号; 慢速用于如话带数据、 单音等信号， 这类信号产生波动小的差值信号。 自 适应的速度受快速和慢速定标因子

10、的组合所控制。 快速( 非锁定) 定标因子y C k ) 是由总的对数定标因子y ( k ) 在以2 为底的对数域中递推算出， 如式 ( 2 ) 所示: y ( k ) =( 1 一2 - ) y ( k ) 十2 - w I ( k ) ” ( 2 ) 式中， y . ( k ) 的取值限于1 . 0 6 -( 2 - ) d, ( k ) ( 1 一2 - ) a , ( k -1 ) +2 - , 当y ( k ) 1 a ( k 一1 ) ， 当a , ( k -1 ) 1 / 2 , 仅当p ( k - i ) =0 和i =0 时， s g n 仁 p ( k - i ) = 0

11、。其他情况下， s g n 0 二1 , 其稳定性约束条件为: I a , ( k ) 镇0 . 7 5 和 a , ( k ) 成1 一2 - -a , ( k ) 如果t , ( k ) =1 ( 见3 . 2 . 8 ) , 则a , ( k ) 二 a 2 ( k ) = 0 , 对于六阶预测器， 按式( 1 2 ) 计算: b ; ( k ) =( 1 一2 - ) b ; ( k 一1 ) +2 - s g n d , ( k ) s g n d , ( k -i ) , i =1 , 2 ， “ 6 ， ” 二 ” “ “ :” 一 ， “ 一 ， . 一 ” ( 1 2 ) 如

12、果t , ( k ) =1 ( 见3 . 2 . 8 ) ， 则b , ( k ) =b 2 ( k ) = . . . =b 6 ( k ) =0 o 仅当d , ( k - i ) = 0 和 = 0 时， s g n d , ( k - i ) = 0 ， 其他情况下， s g n 0 =1 , 6 ; 住 ) 隐含地限 制于士2 . 3 . 2 . 8 单音及跃变检测器 为了改善对工作于字符模式的F S K调制解调器信号时的传枪性能， 采用了 二步检测过程。 首先， 检 测是否存在部分频带信号( 例如单音) ， 以便驱使量化器进入快速自适应模式， 按式( 1 3 ) 计算 t . (

13、k ) = 1 L 0 , 然后再确定部分频带信号是否发生跃变 式， 按式( 1 4 ) 计算: a 2 ( k ) 2 4 2 “ . . . . . . . . . . ( 1 4 ) 1，1 一- 、.声 花 了、 r 吞 3 . 3 A D P C M解码器原理 图3 是解码器的方框图。下面从3 . 3 . 1 到 3 . 3 . 7 叙述每个方框的功能。 Y D / T 6 9 7 一 9 3 d( k ) s . ( k )s . ( 七) 1 ( k ) 3 2 k b i t / s ADPCM 逆自适应 t化器 重建信号 计算器 抽出P CM 格式变换pq *W i 盖 为

14、( 介) .卜 6 4 k b i t / s P CM 表示指数比 特， ， 表示尾数比特， S 表示符号比特. 复位值指复位时延迟子方框的粉出值。 3 . 4 . 2 . 1 输人P C M格式变换和差值信号计算 1 4 7 Y D / T 6 9 7 一9 3 一仁已一SL SE 毛叶一 ” 图4 输入P C M格式变换和差值信号计算 扩展( E X P A N D ) 输入: S ( 解码器中为S P ) ; 输出: S L ( 解码器中为S L X ) = 功能: 把A律P C M变换为均匀P C M, 利用G B 7 6 1 。 的表1 中给出的字符信号和解码器箱出值之间的对应关系

15、对P C M码字解码。 解码 器输出值( S S ) 必须用 1 3 比特符号幅值数表示( 负值的符号比特为 1 ) , 注: S ( 和S P ) 包括们数比特反转。 S S S =S S1 2 S S M =S S 输出: D L ( 解码器中为D L X) , D S ( 解码器中为D S X ) ; 功能: 将差值信号从线性域变到对数域。 DS=D;1 5 D Q M = D, ( 6 5 5 3 6 -D) 5 ) +4 0 9 6 , D了 FS= O 刀了 FS= 1 Y UT二( Y+DI F S X) 输出: Y L P ; 功能: 修改量化器慢速定标因子。 DI F= (

16、Y UP+ ( ( 1 0 4 8 5 7 6 -Y L) 6 ) ) 3 Y u / T 6 9 7 一9 3 f I 抽出: Y U P ; 功能: 对量化器定标因子加以限值。 G E U L = ( ( Y U T+1 1 2 6 4 ) 1 3 G E L L= ( ( Y UT+ 1 5 8 4 0 ) Y54 :.1 抽入 翰出 Y D / T 6 9 7 一9 3 功能: 构成量化器快速和慢速定标因子的线性组合。 DI F二( Y U+1 6 3 8 4 - ( Y L ;6 ) ) 1 3 f D I F , 刀I F M = j t ( 1 6 3 8 4 -刀I F ) 输

17、出: D M S P ; 功能: 修改F ( I ) 的短时平均值。 D I F =( ( F I 1 2 计算差值 刀了 F 5 ， 刀才 FS= O ( 刀1 尸 ;5 ) +3 8 4 0 , DMS P= ( DI F S X+DMS ) 输出; D ML P ; 功能: 修改F ( I ) 的长期平均值。 D I F= ( ( F I 1 0 n 计算差值 刀了 F4 , ( 刀I F 4 ) +8 9 6 , DI F S =1 妇 时间常数是 11 1 / 1 6 11 符号扩展 A P P= ( DI F S X+AP) 3 ( 跟7 , I S =O 1 M = ( ( (

18、1 5 一1 ) 6 , 7 , I S = 1 0 簇1 M 3 Y )1 5 3 6 和 D I F M 1 S E=S E I ; 1 加B ( A D D B ) 输入: D Q , S E ; 输出: S R; 功能: 把量化差值信号和信号估值相加得到重建信号。 D Q S =D Q1 4 刀 Q, 刀QS=0 工 (了 ( 6 5 5 3 6 一( 众沁日 1 6 3 8 3 ) 输出: P K O , S I G P K， 功能: 得到量化差值信号与部分信号估值之和的符号。 D QS =D Q 1 4 DQ. D QS =0 ( 6 5 5 3 6 一( D Q 1 5 S I

19、G P K 一 1 , 吸 0。 DQS E Z =o 其他 延迟( D E L A Y ) 见3 . 4 - 2 . 4 条的定义。 浮点 A( F L O A T A) 输人: 刀 Q， 输出: D Q O ; 功能: 把 1 5 比 特符号幅值致变为浮点数。 刀 QS =DQ ;1 4 MA G=DQ 输出: S R O ; 功能: 把1 6比特 2 的补码数变为浮点数。 S R S=S R 1 5 S R, SRS = o !心! - M AG ( 6 5 5 3 6 一S R) 2 ) ) 1 0 S R n E XP= ( S R n 6 ) 输出: A 2 P ; 功能: 对二阶

20、预测器的 A2 UL=1 2 2 8 8 A2 L L= 5 3 2 4 8 a 2 系数进行限值。 11 上限为+0 . 7 5 11 下限为一。 . 7 5 A 2 L L, 3 2 7 6 8 簇A 2 T 镇A 2 L L A2 UL, A2 U L 1 5 当Al S 二0 ， 则 Y D / T 6 9 7 一9 3 IA l 8 1 9 2 当A l S =1 ， 则 ( ( A1 +2 ) 7 , U G A 2 一 1 (U G A 2 B 7 ) + 6 4 5 1 2 , t 0, U G A 2 S =0 和S I G P K=O U G A 2 S =1 和 S I

21、G P K=0 S I G尸K=1 ” 把符号附到 f ( a , ) ” 的结果上 l “ 增益计算， ! 增益为 II 士1 / 1 2 8 II A2 S=A2 1 5 ULA2 = ( 6 5 5 3 6 -( A 2 ;7 ) ) 7 ) +6 5 0 2 4 ) ) 输出: B n P ; 功能: 修改六阶预测器的各个系数。 D Q MA G =D Q 8 ) ) 8 ) +6 5 2 8 0 ) ) 输出: U n ; 功能: 差值信号的符号与延迟的差值信号的符号进行 1 比特“ 异或” 。 D Q S =D Q 1 4 D Q n S =L 狡n 1 0 U n =DQ S *

22、 * DQ u SII I比特“ 异或” 3 . 4 - 2 . 7 单音和跃变检测器 A 2 P 叫单 音.度BT 4 RI- - - 跃变 图 1 0单音和跃变检测器 迟 ( D E L AY) 见3 . 4 . 2 . 4 条的定义。 输人 输出 功能 : A2 尸 单音( T O N E ) 书 二 TD P; : 部分频带信号检测。 T P P 一 ， t 0, 又3 2 7 6 8 (A 2 P和 A2 P 1 5 Y L F R A C= ( Y L 1 0 ) L ) ) ;1 D Q MA G D Q T HR和 T D=1 其他 触发 B ( T R I G B ) Y D

23、 / T 6 9 7 一9 3 见3 . 4 - 2 . 6 条的定义。 3 . 4 - 2 . 8 输出P C M格式变换和同步编码调整 杏 S E I D L N% 翻不 取对数 图1 1 输出P C M格式变换和同步编码调整 压缩( C O MP R E S S ) ( 仅用在解码器) 输入: S R ; 输出: S P ; 功能: 把均匀P C M变换为A律P C M, I S=S R 1 5 S R,孟S二 0 ( 6 5 5 3 6 -S R ) 1 , I S =O ( ( I M+1 ) ;l , I S =1 G B 7 6 1 0 的表l a 和表1 6 中的判决值按如下方

24、式量化I MA G : G B 7 6 1 0 的表l a ( 第六列) 偶数比特反转后的字符信号， I S = O G B 7 6 1 0 的表1 6 ( 第六列) 偶数比特反转后的字符信号， I S =1 I MA G在盛判决电平所确定的范围之外时， 应使S P等于最大的P C M码字。 为了清楚起见， 下表给出在原点附近的A律P C M 偶数比 特反转后) 变换的例子。 I S 了 材月6 P C M码宇S P O 0 0 0 1 1 1 3 2 1 0 1 2 3 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0

25、 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 扩展( E X P A N D) 见3 . 4 - 2 . 1 条的规定。用S P代替S 作为输入， S L X代替S L作为输出。 取对数( L O G ) 见3 . 4 - 2 . 2 条的规定。用D X代替D作为输人， D L X代替D L和D S X代替D S作为输出。 Y D / T 6 9 7 一 9 3 减A ( S UB T A) 见3 . 4 . 2 . 1 条的规定。用S L X代替S L作为输入, D X代替D作为物出。 减B( S UB T B) 见3 . 4 - 2

26、. 2 条的规定。用D L X代替刃 乙作为翰入， D L N X代替D L N作为输出。 同步( S Y N C )仅用于解码器) 箱人: I , S P , D L N X , D S X j 愉出: S D 功能: 为了同步级联编码， 对输出P C M样值重新编码。 I S=I 3 IM = 1 +8 , I : 3 4 9 6 A 2 测试序列的格式 A 2 . 1 软盘接口和格式 数字测试序列复制在一个5 - 1 / 4 ” 软盘上。 软盘是在MS - D O S 操作系统( 版本号2 . 0 或以上) 下产 生， 其格式为双面， 双密度, 9 个扇区， 每面4 0 个磁道。 A 2

27、 . 2 目 录和文件说明 软盘上含有一个“ R E A D ME ” 文件， 两个初值序列文件和八个测试序列文件。 0 R E A D ME ” 文件提供 了利用该软盘所必需的全部信息。 所有测试序列和初值序列文件都用A S C I I 码表示。 测试序列文件的 每个值( 或样值) 都利用十六进制表示， 每个8 比 特值用两个十六进制字符。 在每个文件中， 每行含有3 2 个值( 或 6 4 个十六进制字符) ， 并以行进字符结束。唯一的例外是， 初值序列最后一行仅包含 8 个值( 或 1 6 个十六进字符) 。 对于含有4 比 特A D P C M值的文件， 最高有效位的十六进制值置为。

28、。 每个文件的 结尾处还附着有两个十六进字符， 用以表示整个文件的校核和。校核和的计算方法如下: 把文件中每个 样值的数值相加( 两个十六进字符组成一个样值的数值) ， 其总和除以2 5 5 , 得到的余数则为该文件的校 核和。 每个文件的名称、 长度和内容详列于表A 5 中。 表A 5 软盘的目录 文件类型文件名称样值数说明 初值序列 I NI T1 . A I NI T2 . A 3 4 9 6 3 4 9 6 A律P C M初值序列 A D P C M初值序列 A律输入和艳出序 列( 表 A . 2 ) VE CTORI . A VE CTOR2 . A VE CTOR3 . A 1 6

29、 3 8 4 1 6 3 8 4 1 6 3 8 4 编码器A律 P C M箱入序列 相应的A D P C M枪出序列 相应的A律P C M翰出序列 仪用士解妈器的 A 律 侧 试 序 列 ( 表 A. 3 ) VEC TOR4 . A VE CTOR5 . A: : 解码器A D P C M输入序列 相应的 A律 P C M翰出序列 A律翰入和枪出过 载序列 VE C TOR6 . A VE C TOR7 . A VE CTOR8 . A 2 0 4 8 2 0 4 8 2 0 4 8 编码器 A律 P C M 箱入序列 相应的A D P C M翰出序列 相应的A律 P C M翰出序列 Y

30、D / T 6 9 7 一 9 3 附加说明: 本标准由邮电部提出。 本标准由邮电部电信传输研究所归口。 本标准由邮电部第五研究所负责起草。 本标准主要起草人任顺尧。 *草庐一苇草庐一苇*提供优质文档， 如果 你下载的文档有缺页、 模糊等现象或 者遇到找不到的稀缺文件， 请发站内 信和我联系！我一定帮你解决！ 提供优质文档， 如果 你下载的文档有缺页、 模糊等现象或 者遇到找不到的稀缺文件， 请发站内 信和我联系！我一定帮你解决！ 本人有各种国内外标准 20 余万个， 包括全系 列 GB 国标国标及国内行业行业及部门标准部门标准，全系列 BSI EN DIN JIS NF AS NZS GOST ASTM ISO ASME SSPC ANSI IEC IEEE ANSI UL AASHTO ABS ACI AREMA AWS ML NACE GM FAA TBR RCC 各国船级 社 船级 社 等大量其他国际标准。豆丁下载网址：豆丁下载网址： http:/