Прак1
.doc
Министерство цифрового развития, связи И массовых коммуникаций российской федерации
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Московский технический университет связи и информатики
Кафедра многоканальных телекоммуникационных систем
Практическое занятие № 1 по дисциплине
Цифровые системы передачи и методы их защиты
Изучение рекомендаций МСЭ-Т
ПК № ___
Выполнил:
студент гр. БЗС2002
Ломакин А. А.
ФИО
Проверил:
_____________________
Москва 2023
Задание
1) Познакомиться с официальным сайтом Сектора стандартизации электросвязи Международного союза электросвязи (ITU-T) по ссылке https://www.itu.int/ru/ITU-T/Pages/default.aspx . |
|
2) Изучить перечень всех серий рекомендаций МСЭ-Т, перейдя по ссылке https://www.itu.int/en/ITU-T/publications/Pages/recs.aspx .
Выписать названия рекомендаций G.703, G.704, G.706, G.711, O.150, O.151, O,152, O.153, связанных с цифровыми системами передачи.
G.703 Физические/электрические характеристики иерархических цифровых интерфейсов. G.704 Структуры синхронных кадров, используемые на иерархических уровнях 1544, 6312, 2048, 8448 и 44 736 кбит/с. G.706 Процедуры выравнивания кадров и проверки циклическим избыточным кодом (CRC), относящиеся к базовым структурам кадров, определенным в Рекомендации G.704. G.711 Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ) голосовых частот. O.150 Общие требования к приборам для измерений производительности оборудования цифровой передачи. O.151 Оборудование для измерения характеристик погрешности, работающее на основной частоте и выше. O.152 Оборудование для измерения характеристик ошибок для скоростей передачи 64 кбит/с и N x 64 кбит/с. O.153 Основные параметры для измерения характеристик ошибок при скоростях передачи данных ниже основной скорости.
|
|
3) Скачать рекомендацию G.711 (11/88) по ссылке https://www.itu.int/rec/T-REC-G.711-198811-I
|
|
4) Изучить таблицу неравномерного квантования по закону А.
Определить
параметры цифрового сигнала, если
диапазон значений входного речевого
сигнала изменяется от 0 до
- шаг квантования в сегменте 000 - - шаг квантования в сегменте 001 - - шаг квантования в сегменте 010 - - шаг квантования в сегменте 011 - - шаг квантования в сегменте 100 - - шаг квантования в сегменте 101 - - шаг квантования в сегменте 110 - - шаг квантования в сегменте 111 - - диапазон значений цифрового сигнала на выходе кодера; - диапазон значений цифрового сигнала на выходе декодера. |
|
5) Изучить таблицу неравномерного квантования по закону µ (мю).
Определить
параметры цифрового сигнала, если
диапазон значений входного речевого
сигнала изменяется от 0 до
- шаг квантования в сегменте 1 на первом уровне квантования - - шаг квантования в сегменте 1 - - шаг квантования в сегменте 2 - - шаг квантования в сегменте 3 - - шаг квантования в сегменте 4 - - шаг квантования в сегменте 5 - - шаг квантования в сегменте 6 - - шаг квантования в сегменте 7 - - шаг квантования в сегменте 8 - - диапазон значений цифрового сигнала на выходе кодера; - диапазон значений цифрового сигнала на выходе декодера.
|
|
6) Отметить отличия неравномерного квантования по закону µ и по закону А: - нумерация сегментов; - двоичная запись кодовой комбинации для нулевого значения речевого сигнала; - инверсия битов цифрового сигнала; - значение минимального шага квантования; - диапазон значений цифрового сигнала на выходе декодера; - помехозащищенность от ошибки квантования. |
|
,
где δ — минимальный шаг квантования:
,
где δ — минимальный шаг квантования
по закону µ:
Краткая теория
При неравномерном квантовании диапазон значений амплитуды от максимального до минимального разбивается на сегменты. Те из них, которые соответствуют меньшим значениям сигнала, квантуются более мелкими шагами квантования, а для больших значений выбираются большие шаги квантования, величина которых возрастает с номером сегмента.
Используются два закона неравномерного квантования: А-закон и µ-закон. Закон µ применяют в США.
Рассмотрим А-закон, применяемый в Европе и РФ.
Весь диапазон амплитуд разбивается на 8 сегментов, включая нулевой. Они нумеруются от 0 до 7 или, в двоичной системе, 000 —111.
В каждом сегменте выделяются 16 уровней квантования (в двоичной системе они нумеруются от 0000 до 1111). При переходе от сегмента к сегменту величина шага квантования внутри сегмента увеличивается в 2 раза, кроме перехода к 1-му сегменту, где величина шага квантования сохраняется. Если минимальный шаг квантования по закону А принят в нулевом сегменте за 2 δ, то в первом сегменте он сохраняется как 2 δ, а во втором сегменте этот шаг составляет 4 δ, в третьем — 8 δ и последнем, восьмом — 16 δ.
Если рассматривать величину шагов квантования с учетом уменьшения максимального значения сигнала в данном сегменте, точность квантования возрастает в два раза. Соответственно, уменьшается абсолютное значение ошибки квантования (напомним, что она равна половине шага квантования). Относительная ошибка на всех шагах приблизительно одинакова и определяется разбросом амплитуд конкретного сигнала в данном сегменте. Заметим, что при применении неравномерного квантования число шагов квантования в каждом сегменте составляет 16. Величина каждого шага внутри сегмента разная. Код, передаваемый в линию, содержит в 1-м разряде знак комбинации значения сигнала (положительное/отрицательное), следующие 3 разряда — номер одного из восьми сегментов и 4 разряда — номер шага внутри сегмента. Таким образом, вместо передачи 13-разрядных комбинаций, образуемых на входе при 8192 (включая нулевой) уровней квантования, в линию передаются 8 разрядов. Исходя из сказанного выше, формат, проходящий в линию, содержит один байт, структура полей которого показана на рисунке.
Рисунок - Структура байта для отсчета ИКМ
Таблица Кодирование-декодирование согласно A-закону
Диапазон входных амплитуд |
размер шага |
код сегмента |
код шага квантования |
Десятичное значение кода |
Амплитуда на выходе |
0-2
2-4
•
•
•
30-32
32-34
•
•
•
62-64
|
2 |
0000
0001
|
0000
0001
•
•
•
1111
0000
•
•
•
1111
|
1
•
•
•
15
16
•
•
•
31
|
1
3
•
•
•
31
33
•
•
•
63
|
64-68
•
•
•
124-128
|
4
|
010
|
0000
•
•
•
1111
|
32
•
•
•
47
|
66
•
•
•
126
|
128-136
•
•
•
248-256
|
8
|
011
|
0000
•
•
•
1111
|
48
•
•
•
83
|
132
•
•
•
252
|
256-272
•
•
•
496-512
|
16
|
100
|
0000
•
•
•
1111
|
64
•
•
•
79
|
264
•
•
•
504
|
512-544
•
•
•
992-1024
|
32
|
101
|
0000
•
•
•
1111
|
80
•
•
•
95
|
528
•
•
•
1008
|
1024-1088
•
•
•
1984-2048
|
64
|
110
|
0000
•
•
•
1111
|
96
•
•
•
111
|
1056
•
•
•
2016
|
2048- 2176
•
•
•
3968-4096
|
128
|
111
|
0000
•
•
•
1111
|
112
•
•
•
127
|
2112
•
•
•
4032
|
При передаче биты инвертируются через один.