- •Цифровые многоканальные системы передачи
- •1. Импульсно кодовая модуляция (икм)
- •2. Шумы при равномерном квантовании
- •3. Способы реализации правил равномерного квантования
- •4. Способы организации кодека при неравномерном квантовании
- •5. Законы компандирования
- •6. Мощность шумов квантования и защищенность от шумов квантования.
- •Организация (функционирование) схем линейных кодеков
- •Повышение эффективности работы канальных кодеров.
- •Способ построения схем дикм минимизирующих ошибку предсказания.
- •Дельта-модуляция (дм)
- •Основные принципы технологии атм.
Способ построения схем дикм минимизирующих ошибку предсказания.
Расчет второго варианта построения:
Разносторонний сигнал формируется в аналоговой форме.
Формируется после АЦП.
В остальном алгоритм следования входного сигнала одновременно подается на схему вычитания и ЛЗ (ЛЗ – это и есть предсказание, которое задерживает сигнал на один и более периодов дискретности).
Разность между входным и задерживающим
сигналом определяет величину приращения
,
которое отдельно дискретизируется и
зажим в кодере квантируется и кодируется.
На приемной стороне: цифровая полярность
с учетом знака декодируется,
восстанавливаесть полярность квантовых
приращений в отсчетные моменты времени
и записи путем последнего суммирования
(или ∫ - ния) преобразуются в
последовательность квантовых отсчетов
сигнала.
После ФНЧ происходит восстановление исходного сигнала.
Кодер с ОС имеет дополнительные преимущества:
Обеспечивает более высокое качество восстановленного сигнала.
В кодере отслеживается ситуация случайных сбоев, которые исправляются на последующих шагах.
Не происходит накопления ошибок квантования
Если используютнелинейные кодеры и декодеры, то требования к взаимноувязанным их характеристикам упрощается.
При использовании 3-х ступенчатой схеме преобразования получается следующая структура
Увеличения типа шагов предсказания приводит к осложнению схем предсказания, в которым предсказываемые значения определяются путем решения системы определенных уравнений.
При использовании кодера с нелинейной шкалой целесообразно использовать АЦП с ЦАП.
Схема сравнения контролирует процесс взвешивания квантовой разновидности.
НЦП – нелинейный цифровой преобразователь.
Дифференцирующие методы ИКМ оправданы в случае, если между квантовыми отсчетами сигнала наблюдаются высокая степень корреляции. Эти методы эффективно используются именно в индивидуальных трактах, а не в групповых обеспечивая высокое отношение шум квантирования. Кроме того, этот выигрыш может «обменять» на число уровней квантирования L и уменьшения тактов f группового сигнала.
При передаче сигнала цифрового телевидения (сигнал яркости), требуется f-дискр. 13,5 МГц, а коэффициент корреляции между отсчетами составляет 0,99.
При использовании простой импульсной модуляции требуется не менее 9 разрывов кодовой группы. Использование дифференциальной ИКМ позволяет дать выигрыш в защищенности порядка 20дБ, как следствие сократить число разрядов групп до 4-6. А тактовую f цифрового сигнала понизить в 2 раза.
Дельта-модуляция (дм)
Использование на ряду ИКМ, но в итоговой кодовой группе (на выходе кодера) отображается только знак данного отсчета по отношению к предыдущему. Предыдущее значение знака формируется путем суммирования приращений с учетом их знака.
О величине приращения определяется заранее, а информация о знаке приращения передается с помощью 2-х уровневого одноразрядного кода ± 1.
Так как величина приращения заранее в системе известна, то на приемной стороне Ơ полученной последствиями знаковых импульсов восстанавливается исходный сигнал. В процессе кодирования исходного сигнала a(t) заменяется кусочно-постоянной аппроксимации функции в(t) на каждом шаге дискретности по времени приращения аппроксимированной функции b(t) – допускание по абсолютной величине, равно одному шагу квантования.
Правило формирования будут следующие:
Таким образом канальные сигналы v(t) представляют собой последовательность импульсов , полярность которых определяются знаком приращения каждого отчета, а аппроксимация сигнала b(t) полученная ∫ - м канального сигнала.
Определения декодирования в системе ДМ сводиться к интегрированию канального цифрового сигнала.
Перегрузка
проявляется в виде отказа в обслуживании
любого из N абонентов,
которые возникают, если число активных
абонентов превышает
Вероятность перегрузки
:
N |
30 |
120 |
180 |
Kэ |
2,15 1,55 |
2,75 1,85 |
2,9 1,95 |
для
для
Для
Для обеспечения нормального коэффициента эффективности можно 90 стандартных цифровых каналов передать с помощью 34 канальной системы за счет учета пауз. Аппаратура статистического мультиплексирования называется статистические транскодеки.
Рассмотрим процедуру статистического
мультиплексирования на примере
объединения потоков
,
где
- сжатый поток с той же скоростью.
(256 бит)
0 16 30
(512 байт) 4096 бит
Для защиты служебной информации от
пакетных помех при процедуре статистического
мультиплексирования, служебную информацию
размещают в сжатом цикле
пачками по 2 байта. Процедура статистического
сжатия осуществляется над полезной
нагрузкой. Анализируется следующий
алгоритм:
Преобразование последнего потока
и
в параллельный поток в виде набора
блоков по 16 слов (по числу циклов).В каждом блоке появляются старшие значащие разряды и искомое число
нулевых разрядов, общих для всех слов
в каждом блоке.В каждом слове отбрасывается число разрядов, и получают укороченное слово. В результате формируется новый блок данных для каждого канала, который состоит из 16 укороченных по длине слов. Сжатый фрагмент – суффикс блока и блок одного 7 разрядного слова – префикс блока, в котором содержится информация о величине .
Преобразование 30 параллельных потоков укороченных слов (данных) в последующий поток на интервале
На приемной стороне происходит обратное преобразование:
Анализируется префикс, и значащий порядок чередования каналов выделяется пакет данных в виде 16 укороченных слов.
Восстанавливают исключение в процессе передачи разряды, после этого 8 разрядное слова отдельных каналов и служебные каналы восстанавливаются (объединяются) по типовой структуре цикла
.
префикс
1
2
Стат. MPX
.
.
.
16
1 2 . . . . 30
Служб. |
префикс |
Сл2 |
Инф-ция |
Сл3…………. |
Если в процессе передачи возникла перегрузка (или сумма длин всех сжатых пакетов превышает допустимую длину), то при передаче исключительно младшие разряды в укороченных словах некоторых каналов. В результате кратковременного возвращают шумы квантования во всех каналах. С этим приходится мириться.
