- •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
Несовместимость с существующими аналоговыми устройствами
Цифровое оборудование, которое используется на частных телефонных сетях или на сети общего пользования, обязательно беспечивает стандартный аналоговый стык с остальной частью ети. Иногда на долю этих стыков приходятся основные затраты на цифровую подсистему. Прежде всего, такая ситуация возникает на цифровых оконечных станциях. Стандартное устройство сопряжения абонентского шлейфа, описанное в гл. 1, в частности, несовместимо с электронной коммутационной схемой (ни с цифровой, ни с аналоговой). Влияние, которое оказывает это сопряжение на цифровые системы коммутации местных сетей, рассматривается гл. 5.
В отечественной литературе многопунктовую линию передачи также называют (групповой.— Прим. перев.
| 2 Кольцевые линии являются разновидностью групповых линий передачи. Они мо-|гут содержать дуплексные или полудуплексные каналы, в которые включаются по-| Следовательно источники информации; кроме того, они могут быть организованы на |бй'>е симплексных каналов, образующих петлю с передачей информации всегда только | в одном направлении.— Прим. перев.
Как уже было ранее показано, до тех пор, пока все сети не станут полностью цифровыми, добиться максимальных преимуществ цифровых телефонных систем в отношении качества передачи речи и предоставления «неречевых» видов обслуживания практически не удастся. Поэтому особенно желательно, чтобы аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразования сигналов выполнялись в самих оконечных устройствах. Преобразование, выполняемое в оконечном устройстве, позволит получить ряд преимуществ, включая: группо-образование для многоканальных абонентских систем передачи;
исключение необходимости обычного абонентского стыка; обеспечение цифровых соединений от одного оконечного устройства до другого с высоким качеством передачи; расширение возможностей контроля оконечных абонентских устройств со стороны центральной станции. Последнее обстоятельство особенно важно для организации учета стоимости переговоров из телефонов-автоматов, которые предъявляют специфичные и обременительные требования к сопряжению на существующей сети связи.
И хотя реализация преобразования на уровне оконечного устройства, в которое с самого начала будут встроены соответствующие блоки, является наиболее разумным и желательным с точки зрения сети связи решением, тем не менее огромные вложения в существующие абонентские линии, приспособленные для аналоговых телефонных аппаратов, служат тормозом для повсеместного перехода на цифровые местные распределительные сети. Линейно-кабельные сооружения сами по себе позволяют вести передачу цифровых сигналов, требующих более широкой полосы частот, однако для цифровой передачи должны быть внесены некоторые изменения в оборудование, а также модифицированы методы эксплуатации и обслуживания. Наиболее усложняют переход к цифровым абонентским шлейфам пупиновские катушки, искусственные линии ', отпайки 2, высокоомные сопротивления или сростки кабеля, а также защита от высоких напряжений. Кроме того, учет влияния переходных помех на более высоких частотах может привести к необходимости организации связи по двухкабельной системе с выделением отдельного кабеля для каждого направления передачи или к использованию более совершенных кабелей с внутренним экраном, который разделяет «прямое» и «обратное» направления передачи3.
Вопросы выбора стратегии введения аналого-цифрового преобразования для постепенного перехода к цифровым абонентским
' Искусственная линия — это устройство, обычно добавляемое к сравнительно коротким линиям передачи с целью установления некоторых единых характеристик передачи, аналогичных характеристикам более длинных линий передачи.
2 Отпайки — это неиспользуемая пара жил кабеля, соединенная в некоторой точке с используемой парой, которая может использоваться либо для подключения добавочного телефонного аппарата, либо для перераспределения кабельных пар.
3 Цифровые абонентские шлейфы могут быть организованы на двухпроводных линиях путем использования попеременной передачи и приема блоков данных по принципу «пинг-понга». Как будет сказано в гл. 5, этот метод позволяет избежать влияния переходных помех на ближнем конце, поскольку процессы передачи и приема оказываются разнесенными во времени.
риниям в Великобритании рассмотрены в литературе [14]. Вследствие введения искусственной задержки в тракт передачи информации цифровые системы коммутации усложняют проектирование систем подавления эха. Эти вопросы более подробно будут рассмотрены в конце гл. 5.