Навигация
Адаптивно-разностная ИКМ (АРИКМ). Общие сведения
10923
знака
0
таблиц
10
изображений
3. Адаптивно-разностная ИКМ (АРИКМ). Общие сведения
Системы с РИКМ обеспечивают выигрыш в 6 – 12 дБ по сравнению с ИКМ с 
- компандером. Наибольший выигрыш достигается при переходе от системы без предсказателя к предсказанию 1-го порядка. Это означает, что заданное отношение сигнал-шум квантователя системы с РИКМ можно обеспечить при разрядности меньше на 1 - 2 единицы, чем при ИКМ. Использование квантователя по - закону в разностных схемах (РИКМ) увеличивает отношение сигнал-шум еще на 6 дБ. Характеристики такой системы будут слабочувствительны к уровню входного сигнала, а общая разрядность представления уменьшится на 2 - 3 единицы. Телеметрические и речевые сигналы являются нестационарными, поэтому необходимо использовать адаптивные предсказатели и квантователи. Такие системы называются адаптивно-разностными ИКМ (АРИКМ).
4. АРИКМ с адаптивным квантованием
Рассмотрим структурную схему АРИКМ с адаптацией по выходному сигналу (рисунок 8).
Рисунок 8
Систему АРИКМ с адаптивным квантованием можно построить с управлением по входу и выходу, при этом шаг квантования пропорционален среднеквадратическому значению сигнала на его входе и выходе. Можно управлять шагом квантования и по разностному сигналу. Общий выигрыш системы АРИКМ может составлять 18 – 24 дБ по сравнению с адаптивным квантователем с тем же числом уровней. Если применить - закон квантования к разностному сигналу, то выигрыш составит 24 – 30 дБ, что позволит уменьшить разрядность кодового слова на 4 – 5 единиц по сравнению с ИКМ. Дополнительным достоинством является возможность работы с входными сигналами, которые имеют большой динамический диапазон.
5. АРИКМ с адаптивным предсказателем
Все предыдущие схемы, кроме оптимальных и - квантователей принадлежат к параметрически адаптивным системам. При использовании предсказателей высокого порядка можно ожидать, что РИКМ даст выигрыш 10 – 12 дБ по сравнению с ИКМ. Величина выигрыша зависит от корреляционной формы сигнала, которая изменяется от реализации к реализации. Поэтому целесообразно использовать систему АРИКМ с адаптивным предсказанием, которая позволит дополнительно увеличить отношение сигнал-шум квантователя в случае нестационарных сигналов. При этом необходимо на блоке отсчетов определять оптимальный порядок предсказателя 
и коэффициенты предсказания 
. Адаптация предсказателя может осуществляться по входному или выходному сигналу.
Структурная схема системы АРИКМ с адаптивным предсказанием изображена на рисунке (рисунок 9).
При адаптации по входу для восстановления сигнала в приемнике необходимо передавать 
, 
и 
. Пусть коэффициент предсказания и порядок предсказания зависит от времени. При этом предсказанное значение 
имеет вид:
. ( 8)
При определении коэффициентов 
предполагают, что свойства сигнала не изменяются во времени в течение определенного интервала времени. Для речевого сигнала этот интервал составляет 50 – 100 мс.
Рисунок 9
Рассмотрим зависимости отношения сигнал-шум для адаптивных (АП) и фиксированных (ФП) предсказаний (рисунок 10).
Рисунок 10
Верхняя граница отношения сигнал-шум 
при фиксированном предсказании составляет 10 дБ, а при адаптивном предсказании составляет 14 – 15 дБ. При этом чувствительность адаптивного предсказателя к изменению свойств сигнала значительно ниже, чем у фиксированного предсказателя.
6. Сравнение цифровых систем кодирования
Сравнение различных систем кодирования производилось при речевых сигналах [4]. Рассмотрим систему:
1.Неадаптивной ИКМ с 
- законом квантования.
2.Адаптивной ИКМ с оптимальным Гауссовским квантованием и управлением по входному сигналу.
3.РИКМ с неадаптивным предсказателем первого порядка и адаптивным квантователем с управлением по выходному сигналу.
4.АРИКМ с адаптивным предсказателем первого порядка и адаптивным квантователем с управлением по входному сигналу.
5.АРИКМ с предсказателем четвертого порядка и адаптивным квантователем с управлением по входному сигналу.
6.АРИКМ с предсказателем двенадцатого порядка и адаптивным квантователем с управлением по входному сигналу.
Рисунок 11
Кривые отстают друг от друга на 6 дБ. На практике субъективное качество речи сигнала в системе с АРИКМ оказывается лучше, чем с ИКМ при том же отношении сигнал – шум. Обычно 4-х разрядная АРИКМ с адаптивным квантованием оказывается лучше 8-ми разрядной ИКМ с - компандером. Если применять - квантователь для разностного сигнала, то выигрыш АРИКМ дополнительно увеличится на 6 дБ по сравнению с ИКМ и - законом квантования.
Заключение
Телекоммуникации являются одной из наиболее быстро развивающихся областей современной науки и техники. Жизнь современного общества уже невозможно представить без тех достижений, которые были сделаны в этой отрасли за немногим более ста лет развития. Отличительная особенность нашего времени - непрерывно возрастающая потребность в передаче потоков информации на большие расстояния. Это обусловлено многими причинами, и в первую очередь тем, что связь стала одним из самых мощных рычагов управления экономикой страны. Одновременно, претерпевая значительные изменения, становясь многосторонней и всеобъемлющей, электросвязь каждой страны становится все более интегрированной в мировое телекоммуникационное пространство.
Список литературы
1. Кириллов С.Н., Поспелов А.В. Дискретные сигналы в радиотехнических системах. Учебное пособие. Рязань. РГРТА, 2003. 60с.
2. Кириллов С.Н., Виноградов О.Л., Лоцманов А.А. Алгоритмы адаптации цифровых фильтров в радиотехнических устройствах. Учебное пособие. Рязань. РГРТА, 2004. 80с.
3. Кириллов С.Н., Дмитриев В.Т. Алгоритмы защиты речевой информации в телекоммуникационных системах. Учебное пособие с грифом УМО. Рязань. РГРТА, 2005. 128с.
4. Тепляков И.М., Рощин Б.В., Фомин А.И., Вейцель В.А. Радиосистемы передачи информации: Учебное пособие для вузов / М.: Радио и связь. 1982. 264с.
Размещено на http://www.
Похожие работы
... аналоговых выборок, которые формируются через определенные интервалы времени (используются АИМ, ШИМ, ВИМ). Дискретно-квантованное представление отличается от дискретно-аналогового тем, что выборки формируются в цифровой форме. При обобщенном дискретном представлении координаты сообщения представляют собой коэффициенты некоторого ряда, это позволяет сократить количество координат, т.е. объем выб
... , числовых данных, компьютерных файлов и т.п., то есть там, где недопустимы даже малейшие отличия исходных и восстановленных данных. Во многих случаях нет необходимости в абсолютно точной передаче информации от источника к ее потребителю, тем более что в канале связи всегда присутствуют помехи и абсолютно точная передача в принципе невозможна. В таких случаях может быть использовано разрушающее ...
... ошибок при обращении информации, а цифровая форма сигналов облегчает унификацию операций преобразования информации на всех этапах ее обращения. 1. Дискретно-аналоговое представление регулярными выборками При дискретно-аналоговом представлении сообщение на интервале времени T описывается вектором , (1) где - координаты. Если шкала каждой координаты непрерывная, то это ...
... канала управления, способ его организации, протокол взаимодействия. СОДЕРЖАНИЕ СОДЕРЖАНИЕ. 4 ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ. 5 Расчет параметров радиотехнической системы.. 6 1. Расчет параметров преобразования сообщения в цифровую форму. 6 2. Расчет параметров канала связи «объект - ЦП». 8 3. Расчет параметров радиолинии «ЦП - объект». 12 4. Выбор характеристик системы определения ...
0 комментариев