2. Оценка параметров дискретизации, квантования и кодирования.

1. Выбор частоты дискретизации в цсп с вд-икм.

В цифровых системах передачи с ВД-ИКМ дискретизации подвергается индиви­дуальный сигнал (сигнал КТЧ). Возможность передачи дискретизированных по време­ни сигналов вместо непрерывных и их неискаженного восстановления в месте приема основана на применении известной теоремы В.А. Котельникова. В соответствии с ней любой непрерывный сигнал, спектр которого находится в полосе частот от до , можно воспроизвести по последовательности его мгновенных значений, следующих через интервалы времени, не превышающие . Таким образом, частота следова­ния дискретных отсчетов сигнала, то есть частота дискретизации:

.

Для восстановления непрерывного сигнала из последовательности его дискрет­ных отсчетов в пункте приема используется ФНЧ с частотой среза .

Если выбрать , то, как видно из рисунка 11, нижняя боковая полоса, опреде­ляемая из условия , совпадает с верхней частотой спектра моду­лирующего сигнала и для восстановления непрерывного сигнала из последовательно­сти его дискретных отсчетов необходимо использовать идеальный ФНЧ с частотой среза .

В реальных системах ФНЧ реализуется на LC-элементах, поэтому частоту дис­кретизации выбирают больше критической: , то есть относительная полоса расфильтровки , где – полоса расфильтровки, – частота среза реального ФНЧ (рисунок 4).

Рисунок 3 - Восстановление непрерывного сигнала из последовательности его дискретных отсчетов идеальным ФНЧ

Рисунок 4 - Восстановление непрерывного сигнала из последовательности его дискретных отсчетов реальным ФНЧ

Исходный аналоговый сигнал обычно не имеет четко выраженной верхней гра­ничной частоты, поэтому перед дискретизацией требуется ограничить его спектр. Так, спектр сигнала тональной частоты занимает полосу 0,3...3,4 кГц. Рассчитаем частоту дискретизации для КТЧ.

При , получим .

2.2 Выбор параметров квантования и кодирования в цсп с вд-икм

Если использовать линейное равномерное квантование, то разрядность кода будет равной , что нас не устраивает, т.к. приводит к существенному увеличению числа уровней квантования . Это значительно усложняет аппаратуру и приводит к увеличению скорости цифрового потока группового цифрового сигнала. Распределение амплитуд речевого сигнала неравномерное: малые амплитуды сигнала более вероятны, чем большие. ТЛФ сигналы имеют динамический диапазон порядка 40 дБ, в пределах которого должно обеспечиваться примерно постоянное ОСШ квантования. При использовании равномерного квантования указанное отношение для слабых сигналов будет практически на 40 дБ хуже, чем для сильных.

Поэтому в реальных системах с ВД-ИКМ используется нелинейное неравномерное квантование, которое устраняет указанные недостатки. При выборе характеристики компрессии , связывающей нормированную величину входного сигнала с соответствующей величиной сигнала на выходе, используется критерий оптимизации с точки зрения обеспечения постоянства ОСШ квантования. Чаще всего применяется А-характеристика компрессии, где

Использование квазилогарифмической характеристики А-типа дает выигрыш по защищенности в сравнении с линейным квантованием на величину ΔАз:

Защищённость от шумов квантования:

=61.006

k=4 – для многоканального группового телефонного сигнала

Зная защищенность от шумов квантования при линейном равномерном квантовании Аз.кв.л. речевого телефонного сигнала и зная выигрыш от компандирования Аз можно определить Аз.кв.н. нелинейного квантования:

Аз.кв.н.=Аз.кв.л.-Аз, дБ

Аз.кв.н.=Аз.кв.л.-Аз=61.006-24=37.006 дБ

Из графика определим m:

Рисунок 5 - Зависимость защищенности от шумов квантования при нелинейном квантовании от разрядности кода m

m 8

Тогда количество уровней квантования M_y=2^m=2⁸=256.