29.Импульсно-кодовая модуляция (икм) и дикм.

Достоинства:

• высокая помехоустойчивость;

• возможность регенерации ИКМ-сигнала;

• система менее чувствительна к нелинейным искажениям;

• удобство сопряжения с ЭВМ и АТС;

Суть способа:

Передаваемое сообщение дискретизируется по времени с помощью взятия выборок, затем выборки квантуются по уровням, отсюда весь динамический диапазон разбивается на дискретное число уровней, каждый из которых имеет собственное обозначение. Они представляют собой группу импульсов и пауз (двоичнаяс.с.).

Схема передачи информации на основе ИКМ.

Д - дискретизатор.

При построении систем передачи информации не учтена важная операция – идентификация разрядов кода, которая осуществляется счётчиками, позволяющими делить последовательность разрядов на комбинации требуемой длины. Чтобы счётчики группировали разряды одинаково, необходима синхронизация, для этого периодически передаётся какая-либо идентифицирующая комбинация.

ДИКМ

Принцип ДИКМ заключается в том, что в данном случае квантуются и кодируются не мгновенные значения кодируемого сигнала в моменты дискретизации, а разности» между действительным и предсказанным значениями сигнала в тактовый момент. При ДИКМ предсказанное значение сигнала в i-ый тактовый момент принимается равным значению сигнала в предыдущий (М) тактовый момент.

Особенности формирования разностного сигнала при ДИКМ объясняются на Рис. 1., 2.

Рис. 1. Формирование разностного сигнала при ДИКМ.

Рис. 2. (а, б) Принцип ДИКМ.

Осуществляя квантование и кодирование разностей соседних отсчетов, получают цифровой ДИКМ сигнал.

Как видно из рисунков, амплитуды разностей отсчетов меньше амплитуд самих отсчетом, поэтому при одинаковом шаге квантования число разрядов кодовой группы при ДИКМ меньше, чем при ИКМ. Уменьшение числа разрядов в кодовой группе при ДИКМ снижает скорость передачи цифрового потока и, следовательно, уменьшает требуемую полосу частот линии передачи. Если же полоса частот линии передачи и скорость цифрового потока определяются параметрами ИКМ, то применение ДИКМ позволяет уменьшить ошибку квантования по сравнению с ИКМ за счет уменьшения шага квантования.

В настоящее время известно много вариантов технической реализации ДИКМ. Наиболее широкое распространение получила схема кодера ДИКМ с обратной связью, представленная на Ряс. 3.а

Рис. 3. Структурная схема кодека ДИКМ: а) - кодер б) - декодер

Итак, при ДИКМ кодируется не значение отсчетов сигнала, а разность соседних отсчетов. Квантование и кодирование разности позволяет уменьшить число уровней квантования разностей отсчетов по сравнению с необходимым числом уровней при квантовании самих отсчетов. Таким образом, уменьшается разрядность информационных символов, передаваемых по каналу передачи в единицу времени. ДИКМ целесообразно применять при передаче телевизионных и видеотелефонных сигналов, когда возможны резкие изменения напряжения сигнала, соответствующего границам между темными и яркими деталями изображения.

30.Адаптивная дельта-модуляция и кодирование с линейным предсказанием.

Кодирование с линейным предсказанием

Последовательность коррелированных выборок исходного сигнала подается на один из входов вычитающего устройства, а на другой его вход, поступаетсигнал предсказания, аппроксимированный из предыдущих или последующих выборок.

Полученный сигнал ошибки предсказания преобразуется в двоичный код с помощью мало разрядного квантователя, который и передается по линии связи.На приемном конце линии передачи имеется такой же, как в передатчике предсказатель. Так как он оперирует с теми же значениями предыдущих выборок, предсказанноезначение нового отсчета будет таким же, как в передатчике. Добавив к нему принятоезначение ошибки, можно восстановить исходное значение выборки. При этом, чем сильнее корреляционные связи между выборками сигнала, тем точнее можно сформироватьсигнал предсказания. Передача разностного сигнала в большинстве случаев требует меньшего числа разрядов. Поскольку информация в канале достаточно предсказуема — кодирование с предсказанием снижает объем передаваемой по каналу информации.

Адаптивная дельта-модуляция

Адаптивные схемы дельта-модуляторов (АДМ) позволяют значительно улучшить характеристики ЛДМ, в частности грубое квантование погрешности предсказания. Обычно при АДМ используется адаптация по выходному сигналу. В этом случае не требуется синхронизация по кодовым словам, т.к. шаг квантования в передатчике и приемнике перестраивается в одной и той же кодовой последовательности.

Структурная схема АДМ приведена на рисунке 5.

Шаг квантования в этой схеме подчиняется следующему правилу:

, ( 7)

,

где - функция текущего и предшествующего кодового слова. Алгоритм выбора множителя М имеет вид

,  - перегрузка,

,  - шумы дробления,

.

Действительно при перегрузке последовательности на выходе состоят только из нулей или единиц, а при шуме дробления - чередующейся последовательности нулей и единиц.

Рисунок 5