- •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
. Искажения.
Впредыдущем разделе затухание сигнала рассматривалось при негласном предположении о том, что форма сигнала на прииемном конце была идентична форме сигнала на передающем, Менялась лишь амплитуда сигнала. На самом же деле форма сигнала на приемном конце также претерпевает определенные изменения, которые вызываются не внешними воздействиями, а внутренними, присущими самому каналу передачи. В отличие от шумов искажения являются детерминированными: они воспроизводятся каждый раз, как только один и тот же сигнал проходит по одному и тому же тракту в сети связи. Эти искажения можно. корректировать, либо скомпенсировать, если только известна причина их возникновения.
В телефонных сетях много источников искажений различных типов. Телефонные компании минимизировали число тех типов искажений, которые в наибольшей степени влияют на субъективно оцениваемое качество речи. Совсем недавно они стали рассматривать вопросы влияния искажений на качество передачи данных. Возникновение некоторых искажений связано с наличием нелинейных элементов, таких, например, как угольные микрофоны, усилители сигналов ТЧ с насыщением, несогласованные компандеры. Другие искажения являются линейными по своей природе и характеризуются обычно областью частот, в которой искажения либо амплитудные, » фазовые.
Амплитyдныe искажениясвязаны с неравномерностью затухания и на различных частотах спектра речевых сигналов. Одним из способов компенсации амплитудных искажений, возникающих при передаче речи по длинным линиям, организованным по паре проводов, являются пупиновские катушки. Амплитудные искажения возникают также при прохождении сигнала через фильтры, ограничивающие спектр частот, которые используются в аппаратуре ЧРК. В идеале эти фильтры должны были бы совершенно одинаково пропускать все частоты спектра речевых сигналов вплоть до 4 кГц и отсекать остальные частоты. Однако на практике затухание постепенно нарастает, начиная с 3 кГц..
Фазовые искаженияобусловлены задержками, характерными для используемой среды передачи. Идеально все частотные составляющие должны иметь одну и ту же задержку в системе передачи, так чтобы на приемном конце было выдержано соответствующее фазовое соотношение. Если же различные частотные составляющие сигнала имеют различную задержку, то возникают фазовые искажения, поскольку принимаемый сигнал, получаемый суперпозицией частотных составляющих на приемном конце, отличается от переданного сигнала. По некоторым причинам, которые здесь не рассматриваются, задержка отдельных составляющих сигнала, называется обычно групповым временем прохождения сигнала. Более детально данный вопрос рассмотрен в литературе [13].
Постоянное групповое время прохождения сигнала соответствует фазовой характеристике, которая в этом случае представляет собой прямо пропорциональную зависимость от частоты. Поэтому такие системы с постоянным групповым временем прохождения сигнала называются системами с линейной фазовой характеристикой. Любое отклонение от линейной зависимости рассматривается как фазовое искажение. Следует отметить, что фазовые искажения при передаче речевого сигнала малоощутимы.
Кроме искажений, о которых мы уже говорили, системы передачи вносят иногда и другие виды частотных искажений, такие как смещение несущей, фазовые дрожания, фазовые сдвиги и пропадание сигнала. Мешающее влияние этих факторов можно практически нейтрализовать в случае передачи речи, в случае же передачи высоскоростных потоков данных иногда возникают определенные трудности.