图3.9是32Kbit/s ADPCM编码器和解码器简化框图。编码器的输入信号是64Kbit/s A律或 μ律PCM编码。首先将其转换为标准PCM编码。从中减去估计值，得到差值信号d(k)。15阶自适应量化器将d(k)量化成4位二进制值I(k)。逆量化器从这4位二进制数中产生量化的差值信号dq(k)。dq(k)和估计信号Sq(k)相加得到重构信号Sr(k)。自适应预测器利用dq(k)和Sr(k)生成输入信号的估计值。
解码器包括一个与编码器反馈部分相同的结构，还有A律或μ律的转换器，以及同步编码调节器。同步编码器用于防止同步级联编码(ADPCM-PCM-ADPCM)在某些情况下产生累积失真。用试图消除下一个ADPCM编码的量化失真的方式调节PCM输出，以实现同步编码调节。
图3.9 G.721简化框图
（1） 自适应量化
在差值信号d(k)被量化之前，需将d(h)标准化，并转换成以2为底的对数。量化器的输入d'(k)为：d'(k)=log2|
|=
log2|d(k)| -y(k)y(k)=log2|D△(k)|
D为标准化阶距，y(k)为缩放因子。
自适应量化器是一个15阶非均匀自适应量化器。它将d'(k) 量化为四位二进制码I(k),其中一位表示符号，三位表示幅度。由于采样率为8KHz,故I(k) 形成了32Kb/s编码输出。表3.8 列出了量化器输入输出特性。
表3.8 量化器输入输出特性
|
当需要求解逆量化器输出
时，先从表3.8的第三列查出
I(k) 所对应的值，设
, 则
（2） 缩放因子y(k) 和速度控制
G. 721中采用抗扰因子自适应算法计算缩放因子，并适当调整适应速度。自适应速度由快速和慢速缩放因子共同控制。阶距抗扰因子自适应算法为：
△(k) = M [I(k-1)]△β(k-1) M[I(k-1)]是个乘子，β是衰减因子。
两边取对数
log2△(k)=βlog2 △(k-1) +log2M[I (k-1)]
G. 721中，对于快速控制，可表示成：
yu (k) = (1-2-5) y (k) +2-5W [ I (k) ]
其中10.00≥ yu(k)≥1.06 ,则 2.0849<△(k)<1024
W(I)的定义如下：
|
对于慢速变化信号，缩放因子yl(k) 是由 yu(k)经低通滤波后得到的：
yl(k) = (1-2-6)yl(k-1) + 2-6yu(k)
快速缩放因子和慢速缩放因子组合成我们所需的缩放因子：
y(k)=al(k-1) yu(k-1) + [1-al(k) yl(k-1)
式中al(k)是自适应控制参数，取值范围为[0, 1]。当信号为语音时，al(k) 趋近于1，y(k)近似为yu(k-1)。对于平稳信号，al(k) 趋近于0，y(k) 近似于yl(k-1)。
I(k)的平均幅度有两种方法计算：短时平均幅度dms,长时平均幅度dml。
dms(k) = (1-2-5) dms(k-1) + 2-5 F[I (k)]
dml(k) = (1-2-5) dml(k-1) + 2-7 F[I (k)]
其中 F[I(k)] 的定义如下：
|
根据dms 和 dml计算中间参数ap(k)
可以看出，差值信号较大时，dms 与 dml的差也大，ap(k)趋近于2；反之，ap(k)趋于0。信号较小时 ( y(k)<3 )，ap(k)也趋于2。对ap(k-1) 进行限幅，得到量化器自适应控制参数al(k)
（3） 自适应预测
自适应预测器的主要任务是计算估值Se(k)。它是一个六阶零点、二阶极点的预测器，这种结构可以有效地适应输入信号的多样性。Se(k)的计算如下
重构信号定义为：
各组预测系数都用一种简化梯度算法来修正。预测系数的计算如下：
其中
稳定性约束为：
如果 tr (k)=1，则 a1(k)=a2(k)=0
对于六阶预测器：
bi(k)=(1-2-8)bi(k-1)+2-7Sgn[dq(k)]Sgn[dq(k-I)] I=1…6
如果tr(k)=1,那么bi(k)=b2(k)…=b6(k)=0
与上面类似，Sgn[0]=1,除bq(k-1)=0且I=0,Sgn[dq(k-1)]定义为 0。注意bi(k)被限幅在±2范围内。
一些 Modem 使用移频键控信号(FSK), 由于FSK是能量平稳信号，量化器处于慢速自适应状态。为了改善 FSK 调制解调器所产生信号的性能，定义了一个两级检测过程。首先进行单频信号检测。如果是，控制量化器向快速自适应状态转化， 的赋值如下：
然后检测是否有窄带信号瞬变，这里依据 a2(K) 和 dq(K) 的大小；
当tr（k）=1，表示发生了频率瞬变，则强制量化器处于快速自适应状态。
（4）ADPCM 解码器原理
图3.9(b) 是G.721解码器框图。它的大部分框与编码器中相应框的原理相同。附加说明如下：
输出PCM格式转换：这个框转换重构的PCM信号Sr(K)为所需要的A律或m律信号Sp(K)。
同步编码调整：用以防止同步转换编码（ADPCM-PCM-ADPCM）中发生误差累积。它具有以下功能：
·保证传输 32kb/s ADPCM、转接 64k/s PCM 比特流信号不发生错误。
·保证传输 32kb/s ADPCM、转接 64k/s PCM 比特流不被数字信号处理设备所干扰。
如果编码器和解码器的初始条件不同，那么在刚开机时，就需要花时间建立同步转接特性。而且，如果这种特性被破坏，或在初始未被建立，它可由200~3400HZ频带内的足够幅度的信号来恢复。
当编码器和解码器已同步工作时，同步编码调整模块将估计编码器的量化特性。假如编码器和解码器的所有状态变量都有确定的值，并且没有传输错误，对所有的 k 值，强制确定量化器4位输出编码，确保了没有累积失真。
在进行上述工作之前，先将A律或m律的信号 Sp(k) 转换为 PCM 信号 Sex(k)，并计算差值信号：
然后比较量化的差值信号 dx(K) 与 I(K) 是否相同，以此确定解码器的实际输出Sa(k), Sa(k)信号的定义如下：
其中，Sa(k) 为解码器输出的 PCM 码字。
代表下一个更正的PCM输出电平（当Sa(k)表示正的更大电平时，被限制为Sa(k)的值）。
代表下一个更负的PCM
输出电平（当Sa(k)表示负的更大电平时，被限制为Sa(k)的值。