
- •Глава 1. Механизмы речевого общения 2
- •Глава 1. Общие положения и терминология 26
- •Глава 3. Преобразование речи в цифровую форму 76 предисловие
- •Глава 1. Механизмы речевого общения
- •1.1. Речь
- •1.1.1 Общие сведения
- •1.1.2 Спектр речи
- •Речевой сигнал.
- •1.1.3 Спектр формант
- •Форманты
- •1.1.4 Амплитудное распределение. Динамический диапазон. Пик-фактор.
- •1.1.5 Распределение формант
- •1.1.6 Временные характеристики речи
- •1.1.7 Распределение уровней речи перед ртом говорящего
- •1.2 Слух
- •1.2.1 Общие сведения
- •1.2.2 Пороги слышимости
- •1.2.3 Логарифмическая ширина критической полосы слуха
- •1.2.4 Маскировка звуков
- •1.2.5 Адаптация слуха
- •Адаптация
- •1.2.6 Биноуральный эффект
- •1.2.7 Громкость звука
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
- •Литература к главе 1.
- •Глава 2. Местные аналоговые телефонные системы
- •2.1.Общие сведения
- •2.2.Телефонные аппараты с микротелефонными трубками
- •2.2.1.Разговорная схема
- •2.3.Микрофоны
- •2.3.1. Назначение
- •2.3.2. Характеристики
- •2.3.3. Нелинейные искажения
- •2.3.4. Шумы
- •2.4.Телефоны
- •2.4.1. Назначение
- •2.4.2. Характеристики
- •.2.5.Микротелефонные трубки
- •2.5.1. Назначение
- •2.5.2. Основные параметры
- •.2.6.Частотные характеристики передачи и приема та
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
- •Литература к главе 2.
- •Глава 1. Общие положения и терминология
- •1.1. Оконечные устройства, системы передачи и коммутации
- •Организации по разработке стандартов в области электросвязи.
- •1.2.Аналоговая телефонная сеть
- •1.2.1. Иерархия сети
- •1.2.2. Системы коммутации
- •Электромеханические системы коммутации.
- •Управление по программе.
- •1.2.3. Системы передачи
- •Воздушная линия связи.
- •Кабельные пары.
- •Двухпроводная и четырехпроводная передача.
- •Переход с двухпроводной цепи на четырехпроводную.
- •Дуплекс и полудуплекс.
- •1.2.7. Факторы, влияющие на качество передачи
- •Затухание сигнала.
- •Помехи.
- •. Искажения.
- •Эхо и самовозбуждение.
- •1.2.8. Уровни мощности
- •1.2.9. Сигнализация
- •Функции сигнализации.
- •Внутриканальная сигнализация.
- •Межстанционная сигнализация по общему каналу.
- •1.2.10.Устройства сопряжения
- •Устройство сопряжения абонентского шлейфа (абонентский комплект).
- •1.2.11. Специальные виды обслуживания
- •Передача данных.
- •1.3. Введение в цифровую связь
- •1.3.1. Преобразование речи в цифровую форму
- •1.3.2. Временное группообразование
- •Иерархия систем с временным группообразованием.
- •1.3.5.Цифровая коммутация
- •1.3. Цифровые телефонные сети
- •1.3.1. Преимущества цифровых сетей передачи речи
- •Простота группообразования
- •Простота сигнализации
- •Использование современной технологии
- •Цифровая обработка сигналов.
- •Интеграция систем передачи и коммутации
- •Возможность работы при малых значениях отношения сигнал-шум (помеха)
- •Регенерация сигнала
- •Приспосабливаемость к другим видам обслуживания
- •Возможность контроля рабочих характеристик
- •Простота засекречивания
- •1.3.2. Недостатки цифровых сетей передачи речи
- •Расширение полосы частот
- •Аналого-цифровое преобразование
- •Необходимость временнби синхронизации
- •Топологические ограничения группообразования
- •Несовместимость с существующими аналоговыми устройствами
- •1.4. Экономические аспекты
- •Заключение
- •3.1. Классификация алгоритмов кодирования речи
- •3.1.1. Прямое аналого-цифровое преобразование
- •3.1.2. Эффективное кодирование речи
- •3.1.3. Моделирование речеобразующего аппарата человека
- •3.1.4.Адаптивные кодеки
- •3.1.5. Синтезаторы речи
- •3.1.6. Ортогональное преобразование речевого сигнала
- •3.2. Алгоритмы кодирования
- •3.2 Импульсно-кодовая модуляция
- •3.2.1 Шум квантования
- •3.2.2 Шумы незагруженного канала
- •3.2.3 Импульсно-кодовая модуляция с равномерным квантованием
- •3.2.4 Компандирование
- •3.2.5 Кодирование с простой линеаризацией
- •3.2.6 Адаптивная регулировка усиления
- •3.3 Избыточность речи
- •3.3.1 Неравномерное распределение амплитуд
- •3.3.2 Корреляция между дискретами
- •3.3.3 Корреляция, связанная с периодичностью в сигнале
- •3.3.4 Корреляция между периодами основного тона
- •3.3.5 Избыточность, связанная с неактивностью речи
- •3.3.6 Неравномерный усредненный спектр
- •3.3.7 Кратковременный спектр
- •3.4 Дифференциальная импульсно-кодовая модуляция
- •3.4.1 Варианты реализации дикм
- •3.4.2 Предсказание более высокого порядка
- •3.5 Дельта-модуляция
- •3.5.1 Перегрузка по крутизне
- •3.5.2 Линейная дельта-модуляция
- •3.5.3 Слоговое компандирование
- •3.5.4 Адаптивная дельта-модуляция
Дуплекс и полудуплекс.
Термины «полудуплекс» и «дуплекс», используемые при передачи данных, тесно связаны с принятыми в телефонии терминами «двухпроводный» и «четырехпроводный», хотя и не являются их синонимами. Полудуплексная цепь — это цепь, по которой возможна передача в обоих направлениях, но в каждый момент времени — только в одном направлении. Дуплексная цепь — это цепь, по которой возможна передача в обоих направлениях одновременно. Очевидно, что прямая четырехпро-иодная цепь между двумя пунктами обеспечивает все возможности, которые имеются при дуплексной связи. Однако двухпроводные цепи также можно использовать для дуплексной связи путем разделения имеющейся полосы частот на две части по одной для каждого направления передачи (разделенная четырехпроводная передача). ')тот прием часто применяется, если желательно организовать дуплексную связь при передаче данных на основе двухпроводных устройств при установлении соединения путем набора номера.
В то же время .наличие четырехпроводных цепей вовсе не означает, что можно обеспечить дуплексную передачу путем одновременной работы обеих пар. Как уже было сказано, на междугородных линиях связи при достаточно больших их длинах необходимо вводить эхозаградители, которые обеспечивают надежную блокировку одной пары четырехпроводной цепи, в то время как ругая пара находится в работе. Таким образом, каждый раз может работать только одна пара. Арендуемые междугородные ннии связи (четырехпроводные), используемые для передачи »нных, обычно снабжены эхозаградителями, которые можно гключать так, что могут работать обе пары одновременно.
1.2.7. Факторы, влияющие на качество передачи
Одним из самых трудных моментов при проектировании анало-лефонной сети является установление правил распределения норм на качество передачи по отдельным подсистемам связи в пределах одной сети. Если использовать субъективные оценки качества передачи слушателями, то сравнительно просто [9] можно определить некоторые характеристики — нормы качества передачи от одного оконечного устройства до другого. Эти нормы уточняются с учетом оценки экономической целесообразности поставленных задач. если учесть, что сеть содержит мириады типов оборудования которые к тому же встречаются на сети в различных сочетани-станет совершенно ясно, что проектирование какого-то элемента сети таким образом, чтобы во всех случаях были удовлетворены все поставленные требования, задача достаточно сложная,
При установлении норм качества передачи на аналоговой сети необходимо учитывать следующие основные факторы: затухание, шум, помехи, переходные помехи, искажения, эхо-сигналы, возбуждение канала, а также различные дефекты передачи, связанные модуляцией и использованием несущей.
Затухание сигнала.
Тесты, связанные с субъективными прослушиваниями, показали, что преобладающие потери мощности звукового сигнала [10] при установлении телефонного соединения, должны лежать в пределах 8 дБ. Исследования [11] телефонных соединений при местной связи показывают, что типичное местное соединение имеет затухание, превышающее норму всего лишь на 0,6 дБ. Исследования, проведенные на междугородной сети [12], показали, что при установлении междугородного соединения среднее значение затухания превышает норму на 6,7 дБ. Эти же исследования показали, что стандартное отклонение затухания при установлении междугородных соединений составляет 4 дБ (значительная доля которого зависит от абонентских шлейфов). Таким образом, 84% всех междугородных соединений характеризуется затуханием порядка 19,3 дБ, что оказывается на 11 дБ выше идеального.
Поскольку на магистральных линиях междугородной сети связи всегда используются усилители, которые компенсируют затухание линии, то, казалось бы, можно просто спроектировать эти линии таким образом, чтобы номинальное значение вносимого затухания было равно нулю. Однако, учет мешающих факторов в виде эха и возбуждения канала диктует необходимость некоторого минимального остаточного затухания в большинстве аналоговых магистральных линий связи.