МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ СИСТЕМЫ РАДИОДОСТУПА (КИ)

3. Адаптивное квантование (адаптивная ИКМ), в данном случае шаг квантования изменяется в соответствии с изменением текущего значения дисперсии сигнала. Кроме кодированных слов, представляющие цифровые отсчеты сигнала, необходимо передавать значения оценок текущей дисперсии речевого сигнала, которые являются масштабирующими множителями.

4. Векторное квантование сущность которого состоит в том, чтобы не квантовать отдельные отсчеты сигнала последовательно один за другим , а преобразовывать одновременно несколько отсчетов сигнала (блок) в совокупность кодовых слов. Данный метод обеспечивает более низкую скорость передачи информации чем другие методы, за счет статистической зависимости между отсчетами сигнала.

Адаптивная дифференциальная ИКМ (АДИКМ) в данном методе можно повысить точность представления отсчетов при фиксированной длине кодового слова, либо при той же точности заметно уменьшить длину кодового слова и следовательно скорость передачи.

МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ СИСТЕМЫ РАДИОДОСТУПА (КИ)

ЧТО НУЖНО ОТМЕТИТЬ!

1. Речевые кодеры, предназначены для сжатия речевого сигнала (т.е. с максимальным коэффициентом сжатия) поскольку системе выделяется ограниченная полоса частот и желательно использовать кодер с минимальной скоростью. Снижение Вr – битовой скорости кодера позволяет уменьшить ширину полосы частот занимаемую в радиоканале.

2. Выбор кодера позволяет найти компромисс между качеством переданного речевого сообщения, зависящем от способа сжатия, сложностью алгоритма сжатия, а значит стоимости системы и емкостью всей сети.

3. Различные кодеры имеют разную устойчивость ( устойчивость закодированной речи к ошибкам в радиоканале, где возникают различные нежелательные эффекты (замирания, затенения, доплеровское расширения спектра)).

4. Выбор речевого кодера должен осуществляться так же с учетом размера соты.

- если размер соты мал и там обеспечивается высокая спектральная эффективность (за счет повторного использования частот), то можно применить высокоскоростной кодер;

-если рассматривать микросоты, то кодер со скорость 32 кбит/с обеспечивают приемлемое качество речи даже без канального кодирования;

- в спутниковых системах, где размеры соты очень большие, а доступные полосы частот очень малые, для обеспечения разумного числа одновременно обслуживаемых абонентов, ограничиваются скорость кодера речи порядка 3 кбит/c

МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ СИСТЕМЫ РАДИОДОСТУПА (КИ)

Существуют методы оценки качества передачи речевого сигнала которые могут быть как объективные так и субъективные .

Объективные критерии оценки основываются на значениях некоторых статистических параметров, позволяющих судить о степени отличия переданного и принятого сообщения:

Средняя квадратическая ошибка, отношение сигнала к шуму, искажения спектра , индекс артикуляции.

Объективные критерии оценки не всегда приводят к конечной оценке качества речи, которые являются важными для восприятия. НО для слушателя, более естественной оценкой, является усредненное субъективное восприятие речи.

Субъективные критерии оценки качества речи основаны на статистической обработке субъективных оценок качества достаточно большого числа слушателей. Эти оценки зависят от возраста, пола диктора, скорости произнесения фраз и других обстоятельств.

Производят тестирование в реальных условиях жизни человека. Количественные результаты этих тестов отображают усредненное качество: уровень усилий слушателя, разборчивость, естественность звучания.

РАЗБОРЧИВОСТЬ – основной показатель качества речи который связан с другими показателями, например с отношением сигнал/шум и достаточно полно характеризует качество передачи речи в целом!

МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ СИСТЕМЫ РАДИОДОСТУПА (КИ)

Методика расчета СЭО – это способ ранжирования различных методов кодирования речи, который регламентирован Европейским институтом

стандартов в области телекома (ETSI-T)

МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ СИСТЕМЫ РАДИОДОСТУПА (KK)

Теорема Шеннона для дискретного канала с помехами гласит, что вероятность ошибок за счет наличия в канале помех может быть сколь угодно малой при выборе соответствующего способа кодирования сигналов.

Он показал, что если скорость передачи информации от некоторого источника информации меньше пропускной способности канала, то соответствующим избыточном кодировании можно обеспечить безошибочную передачу через канал связи. Были разработаны различные коды, классы эффективных кодов и методы их декодирования.

Большое влияние на выбор кода и алгоритма его декодирования оказывает канал связи. Наиболее распространенная модель канала связи это модель с БГШ.

МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ СИСТЕМЫ РАДИОДОСТУПА (KK)

Для описания модели каналов используется одна из трех моделей:

двоичный симметричный канал (ДСК) без памяти;

дискретный канал без памяти;

дискретный канал с памятью;

Дискретный канал (модулятор – физический (непрерывный канал) – демодулятор).

Непрерывный физический канал учитывает среду распространения где действуют помехи, и характеристики этого канала решающим образом влияют на важнейшие показатели цифровой системы связи : достоверность передачи и максимальная пропускная способность.

МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ СИСТЕМЫ РАДИОДОСТУПА (KK)

ДСК канал это значит, что на входе модулятора и выходе демодулятора имеются только «0» и «1» и демодулятор принимает жесткие решения о приеме символа. Жесткие решения характеризуются метрикой Хемминга (расстояние Хемминга), которая равна числу несовпадений символов между принимаемой последовательностью и опорной. По мимо этого от выбора метрики зависит вероятность Рош на выходе декодера.

В теории при помехах типа АБГШ при равной априорной вероятности передачи каждого из кодовых слов наилучшей является среднеквадратическая метрика

Это расстояние между любыми парами сигналов. Эта метрика должна быть минимальной по всем комбинациям S(t) – ансамбль кодовых слов.

МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ СИСТЕМЫ РАДИОДОСТУПА (KK)

Для описания ДСК необходимо знать алфавит входных символов {x}, их вероятности появления p{x}, скорость передачи символов R, алфавит символов на выходе канала {z} и значения переходных вероятностей p(y/x) появление символа y при передачи х.

МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ СИСТЕМЫ РАДИОДОСТУПА (KK)

Кодер канала

И ТАК Для защиты информации от ошибок в канале связи под воздействием помех, в кодере канала к исходной последовательности добавляются избыточные символы. Этот процесс называется - помехоустойчивым кодированием.

Достоверность передачи информации в цифровых системах характеризуется статистической величиной – вероятностью ошибки на бит (BER – Bit Error Rate). BER является вероятностью ошибочного приема при передаче одного бита информации, усредненной для статистически большого объема передаваемой информации.

Отношение, показывающее снижение скорости передачи информации из-за наличия проверочных символов называют скоростью кодирования, где к-количество информационных символов, n-длинна кодового слова n=r+k, r- избыточ символы.

Кодовая скорость показывает эффективность работы кодера.

Повышение энергетической эффективности системы связи за счет использования кодов характеризуют значением эквивалентного энергетического выигрыша (ЭВК)

МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ СИСТЕМЫ РАДИОДОСТУПА (KK)

Суть – уменьшение мощности передатчика, требуемой для обеспечения заданной вероятности ошибки.

ЭВК зависит, в первую очередь, от свойств корректирующего кода и алгоритма его декодирования.