NGN - импульсно-кодовая модуляция

Появление высокоскоростной голосовой связи и передачи данных привела к необходимости для быстрого средних для транспортировки этой информации. Цифровые цепи или ссылок, превратились из необходимость для передачи голоса или данных в цифровой форме.

Преобразование из аналогового в цифровой форме следующим образом в четыре этапа (см. рис. 1) и будут подробно описаны в следующих разделах.

Отбор проб

голосовых частот в виде аналогового сигнала ie sine wave (см. рис. 2). Этот сигнал необходимо преобразовать в двоичной форме для того, чтобы быть перенесены в цифровой среде. На первом этапе это преобразование для преобразования аудио сигнала в Pulse Amplitude Modulation (PAM) сигнала. Этот процесс является родовым признакам известен как отбора проб.

Отбор проб должен собрать достаточное количество информации из входящих голосовых частот для включения копию исходного сигнала. голосовых частот, как правило, находятся в диапазоне от 300 Гц до 3400 Гц, обычно называемые commercial speech band.

Для получения образцов, частоту дискретизации применяется к первоначальному голосовых частот. Частота отбора проб определяется Nyquist Sampling Theorem, которая диктует, что 'частота отбора проб должна быть, по меньшей мере, в два раза больше частоты прибора".

Это гарантирует, что для взятия пробы как минимум раз в каждой половине цикла, тем самым исключая возможность отбора проб на ноль баллов цикла, в котором не было бы амплитуды. В связи с этим частота отбора проб, минимум 6,8 Кгц.

Европейский стандарт образцы входящего сигнала на 8КГЦ, обеспечения взятия пробы каждые 125 микросекунд или 1/ 8000th второй (см. рис. 3).

Квантование

Амплитуда каждого образца будет в идеале должна быть назначена двоичного кода 1 или 0-х), однако, как не может быть бесконечное количество амплитуд, должен иметь бесконечное количество двоичных кодов неисправностей. Это было бы практически нецелесообразным, поэтому другого процесса. Этот процесс известен как Куантизинг.

Куантизинг сравнивает PAM сигнал в квантующих шкала, которая имеет конечное число дискретных уровнях. В квантующих шкала разделена на 256 квантующих уровнях, из которых 128 являются позитивными уровнях и до 128, отрицательные уровнях.

Квантование этап включает выделение уникальный 8-битный двоичный код для квантующих интервала в которых амплитуда сигнала PAM снижается (см. рис. 4). Это включает 1 полярность бит с оставшиеся 7 битов, используемых для идентификации квантование уровне (см. рис. 4).

Первый бит, перед тем, как оно является полярность бит, следующие три бита для код сегмента, уделяя восьми заседаний высокого уровня коды, и в остальных четырех бит квантование, шестнадцать уровней квантования.

По закону с мю-характеристикой

В квантующих процесса приводит к явление, известное как квантование искажения. Это происходит в том случае, когда в выборку амплитуда сигнала лежит между квантование уровнях. Сигнал всегда округляется до ближайшего целого. Эта разница между обследованных уровень и в квантующих уровня квантующих искажения.

Скорость изменения амплитуды сигнала варьируется в различных частях цикла. Это происходит большинство на высоких частотах, амплитуда сигнала меняется быстрее, чем на низких частотах. Для преодоления этого, первый этап кодекса квантование уровнях. Следующий код сегмента, а затем дважды высоты предыдущего и т.д. Этот процесс известен как по закону с мю-характеристикой, как она сжимает больше сигналы и расширяет возможности малых сигналов.

В Европе они используют "A-law компандирование по закону с А-характеристикой и по сравнению с Северной Америки и Японии, мкм права.

Как квантование искажений эквивалентен шум, по закону с мю-характеристикой улучшает отношение сигнал/шум на сигналов малой амплитуды, и обеспечивает приемлемое соотношение сигнал-шум более полный диапазон амплитуд.

Кодирование

В двоичной информации на цифровой тракт, информации должен быть изменен в подходящую строку кода. Кодирование метод, используемый в Европе известен как высокая плотность биполярного 3 (hda3).

HDB3 из строки кода AMI или альтернативный Mark Inversion. В AMI кодирования существует 3 значения, которые используются: - отсутствует сигнал представляет собой двоичный файл 0, и позитивный или негативный сигнал о том, что используется попеременно представляет собой двоичный 1. Одна из проблем, связанных с AMI кодирования происходит при длинной последовательности нулей. Это может привести к повреждению фазовая проблем на отдаленные торцевую приемника.

HDB3 работает таким же образом, как и для AMI но включает дополнительное кодирование шаг, который заменяет любую строку из четырех нулей трех нулей, а затем "нарушение bit'. Это нарушение является той же полярности предыдущего периода (см. рис. 6).

Как можно видеть на примере, 000V заменяет первую строку из четырех нулей. Тем не менее, используя этот тип кодировки может привести к означает ОКРУГ КОЛУМБИЯ уровне в сигнал, в качестве строки нулей можно, все кодирования таким же образом. Для того чтобы избежать этого кодирования каждого последующего четырех нулей с B00V, с помощью "биполярного нарушение" бит, заместителей в обратной полярности.

Из этого можно предположить, что с HDB3 кодирование, максимальное число нулей без перехода - это три. Этот метод кодирования, часто упоминается как формат модуляции.