29. Цифровые виды модуляции. Икм.

Цифровые виды модуляции обеспечивают передачу аналоговых сообщений в цифровой форме. Классы систем цифровой передачи:

1. системы с ИКМ

2. системы с дифференциальной ИКМ (ДИКМ)

3. системы с дельта модуляцией

ИКМ включает в себя дискретизацию непрерывного сообщения по времени через интервалы времени ∆t, квантование по уровню полученных отсчетов b(к*∆t) и кодирование полученных квантованных значений (рисунок а).

Исходный непрерывный сигнал показан в виде непрерывной кривой с ограниченным спектром. Непрерывная шкала уровней передаваемого сообщенияb(t) (ось ординат) разбивается (квантуется) на определенное число уровней квантования. Через равные промежутки времени

По оси абсцисс по т.Котельникова в точках t1, t2, … промежуточная дискретизация АИМ сигналов непрерывного процесса b(t) . В результате чего получаются отсчеты мгновенных значений b(к*∆t) , которые на рисунке 2 обозначены крестиками. Квантование по уровню означает округление мгновенных значений отсчетов до ближайших разрешенных уровней квантования bкв(∆t). Квантование сводится к записи номера квантованного уровня отсчета чаще всего в двоичной системе исчисления (на 2 рис трехзначным кодом). Эти операции осуществляются на передающей стороне в АЦП, а приемной – в ЦАП. Могут использоваться и другие системы счислений. Любое число в произвольной СС м.б. записано в виде комбинации элементарных цифр:

где к – разрядность кода; - разрядная цифра (0,1,2, .. , а-1); а – основание кода.

Возникающую погрешность (последний рисунок) нельзя устранить при квантовании, но можно контролировать, т.к. она не превышает половины шага квантования. Погрешность квантования представляет собой разность м\у исходным сообщениемb(t) и сообщением, восстановленным по квантованным отсчетам, и называется шумом квантования. В современных ИКМ используют неравномерное квантование, при котором малые уровни сигналов квантуются с меньшей ошибкой, чем большие. Уменьшая шаг квантовния пропорционально уровню входного сигнала, отношение сохранится постоянной при изменениях этого уровня. Условно неравномерное квантование можно представить как последовательное соединение устройства компрессии уровня входного сигнала и равномерного квантования. Для сохранения постоянствав широком диапазоне входных уровней характеристика компрессии должна быть к ..ной компрессии (сжатие) уровня входного сигнала на передающей стороне, а на приемной –экспандирование (расширение) , при котором восст-ся исходный динамический диапазон. Оба эти процесса называются компандированием.

Характеристики компрессора и экспандера должны быть взаимообратимыми.

Чтобы выходной сигнал фильтра U(t) в какой-то момент времени был наибольшим, надо учесть, что необходимо для этого сосредоточение энергии, составл. сигнала на выходе фильтра можно получить только после поступления всей энергии входного сигнала Si(t), то есть после его окончания t0=T

Амплитудная характеристика компандера описывается А-законом или µ-законом.

При нелинейном кодировании процессы квантования и кодирования обычно объединяются, а нелинейное квантование характеристика формируется непосредственно в кодере.

В кодере европейской системы «Иерархи» применяют квазилогарифмическую характеристику А-закона

А - = 87,6 – параметр компрессии

Для систем с восьмиразрядным кодированием МСЭ рекомендует характеристики компрессии, состоящие из 16 сегментов по 8 для положительных и отрицательных областей изменения сигнала.

Каждая из которых содержит 16 уровней линейного квантования.

ПРЕИМУЩЕСТВА, НЕДОСТАТКИ Цифровых Систем Передачи

Основным техническим преимуществом ЦСП по сравнению с непрерывными системами является их высокая помехоустойчивость.

Высокая помехоустойчивость ЦСП позволяет осуществить неограниченную дальность связи при использовании каналов сравнительно невысокого качества.

Другое преимущество ЦСП – широкое применение современной элементной базы цифровой вычислительной техники и микропроцессоров.

Недостатком ЦСП является, то что высокая помехоустойчивость ЦСП достигается благодаря расширению спектра.