Повышение эффективности канальных кодеков ЦСП. Классификация методов канального цифрового преобразования, страница 15

В настоящее время реализовано и испытано множество вариантов систем передачи с компандированной ДМ, которые обеспечивают требуемые значения ОСШК для речевых сигналов при тактовых частотах 32 и 16 кГц (система ИКМ обеспечивает эти параметры, как правило, при Fт = 64 кГц). Систему компандированной ДМ, как и все системы ДМ, целесообразно использовать только для отдельного, а не для группового сигнала. Поэтому для передачи N сигналов в цифровой форме требуется N однотипных модуляторов-демодуляторов ДМ и схемы объединения-разделения цифровых сигналов. Последние выполняются достаточно просто на основе элементарных логических схем ИЛИ и И. Предполагается, что аппаратура компандированной ДМ будет широко использоваться для цифровых абонентских сетей (см. параграф 17.4), располагаясь или непосредственно у абонента, или в подъездной площадке, где будет также размещена аппаратура объединения цифровых потоков от N абонентов. Групповой цифровой сигнал будет передаваться по одной паре низкочастотной соединительной линии, что даст существенную экономию [9, 49].

В настоящее время системы ДМ успешно применяются в сетях ведомственной и технологической связи для передачи небольшого числа речевых сигналов по проводным и радиорелейным цифровым каналам. Для цифровой передачи сигналов телевидения и видеотелефона предпочтение отдают системам компандированной ДИКМ.

В последние годы стали выпускать специализированные устройства — канальные транскодеры ИКМ/АДИКМ или ИКМ/АДМ, которые преобразуют стандартный цифровой речевой ИКМ сигнал (8-разрядный с тактовой частотой 64 кбит/с и компрессией по закону А — 87,6/13) в цифровой речевой сигнал АДИКМ или АДМ со скоростью 32 или 16 кбит/с и наоборот. Все эти преобразования стараются выполнить в цифровой форме. В частности, если применяется АДМ с цифровой компрессией (см. рис. 14.22), то в транскодере ИКМ/АДМ на стороне передачи оставляют только блоки 2—5, при этом вместо аналогового сигнала r(t) используют цифровой сигнал линейной ИКМ (после типового экспандера по A-закону) в параллельном коде, а вместо аналоговой схемы вычитания 1 (см. рис. 14.22) — типовую схему цифрового вычитания чисел Nr и NR.

14.4. Кодирование в частотной области

14.4.1. Трансформное кодирование

Трансформное кодирование (ТК), или кодирование с преобразованием, заключается в том, что информационное сообщение С путем некоторого преобразования А приводится к виду (оно называется изображением S), который наиболее удобен с точки зрения сокращения избыточной информации и (или) уменьшения чувствительности к ошибкам кодирования и передачи. После передачи S по цифровому каналу связи и обратного преобразования А1получаем сообщение С*, которое по основным показателям мало отличается от исходного С.

Процесс преобразования, как правило, основан на разделении информационного сообщения на частичные подобласти-фрагменты (блоки) и их отдельной обработке. Различают одно-, двух- и трехмерные фрагменты. Для речевых сигналов (PC) используют только одномерные фрагменты, которые представляют собой блоки отсчетов PC постоянной длительности T = NTд, где Tд — период дискретизации PC, — число анализируемых отсчетов в блоке. Процесс преобразования изображений (подвижных и неподвижных) проводится, как правило, над двухмерными фрагментами одного поля изображения, содержащими N1строк и N2элементов в каждой строке, т.е. блоки отсчетов размером N× N2. В телевизионном вещании применяют также трехмерные фрагменты размером N× N2 × N3, где N3число соседних полей (кадров) изображения [12].

Рассматривая фрагменты как одно- или двухмерную матрицу отсчетов С, после преобразования А получим матрицу той же размерности из так называемых спектральных коэффициентов (или трансформант) изображения S, которые и являются объектом передачи по цифровому каналу связи. Тип преобразования А выбирается из ряда соображений. Во-первых, оно должно приводить к такой матрице коэффициентов S, для которой значительная часть коэффициентов могла быть заменена константами и не передаваться. Во-вторых, оно должно давать минимальную среднеквадратическую погрешность восстановления сообщения на приемной стороне. В-третьих, необходимо, чтобы преобразование производилось в реальном времени, было относительно простым в реализации и было рассчитано на применение быстрых апгоритмов вычислений.