Московский Государственный Университет Связи и Информатики лекции
| Вид материала | Лекции |
- 16-19 марта 2011 г в Минске состоялся Европейский семинар по устойчивому развитию, 13.55kb.
- Методология формирования и реализации аппарата анализа и планирования рыночного потенциала, 598.83kb.
- Министерство Образования Российской Федерации Московский Государственный Университете, 1997.23kb.
- Федеральное агентство связи Сибирский государственный университет телекоммуникаций, 622.46kb.
- Московский государственный университет имени, 111.06kb.
- Министерство образования и науки, 38.9kb.
- Примерная программа 10. 00-11. 00 Регистрация, 36.7kb.
- II. Логика и язык, 5497.75kb.
- Курса, 405.14kb.
- Управление компетенциями в самообучающейся организации, 72.07kb.
г
де:
АЦП – аналогово-цифровой преобразователь
ЦАП – цифрово-аналоговый преобразователь
Дискретизация Квантование
Процесс аналого-цифрового преобразования сигнала называется импульсно-кодовой модуляцией - ИКМ.
Частота дискретизации при аналого-цифровом преобразовании речевого сигнала равна 8,0кГц.
Частота дискретизации речевого сигнала 8,0кГц используется во всех телефонных сетях мира.
В системах с ИКМ с равномерным квантованием дискретная амплитуда сигнала кодируется 12/13-ти разрядным двоичным числом (12-13 битами) по линейному закону.
Размер шага квантования не зависит от сигналов с малой или большой амплитудой, что создает избыточное качество для сильных сигналов, вероятность появления которых очень мала. По этим причинам в системах с ИКМ с равномерным квантованием кодовое пространство используется очень неэффективно.
Более эффективна процедура кодирования при неравномерном квантовании, когда применяется нелинейный (логарифмический) закон квантования. В этом случае квантованию подвергается не амплитуда сигнала,
а ее логарифм (шаги квантования увеличиваются пропорционально увеличению значениям дискретов). Эти схемы значительно сложнее и дороже схем кодирования при равномерном квантовании.
В данном случае имеет место процесс "сжатие" (компрессирование) динамического диапозона сигнала с 12-13 бит до 8 бит (одного байта).
Пропускная способность канала ИКМ определяется арифметически:
4,0кГц (максимальная частота спектра речевого сигнала) х 2 = 8,0кГц (частота дискретизации) х 8бит = 64Кбит/с - составляет основу всей цифровой телефонии и является всемирным стандартом для цифровых сетей всех типов (т.к. обеспечивает высокое качество передачи речи).
Типовая характеристика компрессирования
Шаги равномерного квантования Δi (компрессированные значения дискретов)
(
8-ми разрядное двоичное число - байт, октет) Входной сигнал s(t)
8
7
6
5
43
3 с 9-го по 13-й шаг, или квант - 
2-
данные избыточны для ИКМ
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Шаги неравномерного квантования
Процесс, при котором с помощью специально рассчитанных нелинейных - устройств (например, диодов) сначала осуществляется процесс неравномерного квантования, а затем равномерного квантования (с использованием равных шагов), называется компрессированием.
На приемном конце, в ИКМ-декодере при неравномерном квантовании на передаче компрессированные величины восстановливаются до исходных значений дискрет, т.е. осуществляется экспандирование.
Процесс, при котором сначала осуществляется компрессирование, а затем экспандирование, называется компадированием.
Функциональная схема процесса ИКМ с компандированием
В
ходной сигнал Аналого-цифровое Цифро-аналоговое
преобразование (ИКМ-кодер) преобразование (ИКМ-декодер)
Выходной сигналs
(t) ФНЧ линия связи s'(t)
АЦП
ЦАП
Компрессирование Цифровые Экспандирование
кодовые комбинации
При преобразовании аналоговых сигналов в цифровую форму компадирование - эквивалентно приданию малых шагов квантования дискретам малой величины и больших шагов квантования дискретам большой величины.
Таким образом, при использовании систем с ИКМ выполняются следующие преобразования аналогового сигнала:
-в пункте передачи - фильтрация, амплитудно-импульсная модуляция (АИМ), квантование и кодирование;
-в пункте приема - декодирование и демодуляция квантованного АИМ (КАИМ)-