Меню

Импульсно-кодовая модуляция

Непрерывные сообщения можно передавать по дискретным системам связи. Для этого их преобразуют в цифровую форму с помощью операции дискретизации по времени, квантование по уровню и кодирование.

Наиболее распространенным способом преобразования непрерывных сообщений в цифровую форму является импульсно-кодовая модуляция (ИКМ), при которой их передаваемого сообщения берутся отсчеты с интервалом , таким, чтобы по отчетам можно было с требуемой точностью восстановить сообщение.

Отчеты квантуются по уровню, и передаче принадлежат номера уровней квантования, представляемые, как привило, тем или иным двоичным кодом. Значность кода k и число уровней квантования в данном случае связаны соотношением , причем обычно имеет место знак равенства.

В результате непрерывное сообщение преобразуется в поток двоичных символов, который поступает на вход дискретного канала связи. Операции, связанные с преобразованием непрерывного сообщения, поступающего от источника. И, осуществляется в аналогово-цифровом преобразователе (АЦП) (рис.1).

Двоичные символы с выхода дискретного канала связи подаются на цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), преобразующий кодовые комбинации в отсчеты, по которым и производится восстановление переданного непрерывного сообщения, предназначенного для получения П.

Для передачи двоичных символов могут использоваться различные виды манипуляции: амплитудная, фазовая, частотная. В соответствии с этим производится классификация систем: ИКМ-АМ, ИКМ-ФМ, ИКМ-ЧМ.

Ошибки передачи непрерывных сообщений цифровыми методами связаны с дискретизацией непрерывных сообщений по времени, квантованием отсчетов по уровню и неверной передачей отдельных символов цифрового потока по дискретному каналу связи. Далее считается, что причиной ошибок передачи цифровых символов является шум, действующий в канале.

Поэтому соответствующая ошибка называется шумовой. Можно полагать, что при ИКМ относительный средний квадрат ошибки

(1)

Ошибка дискретизации по времени определяется свойствами передаваемого сообщения и способом восстановления сообщения по отсчетам.

При равномерном квантовании по уровню можно найти

(2)

Здесь принято, что

Рис.1 Структурная схема системы с ИКМ

Шумовая ошибка будет оценена далее.

Цифровые методы передачи обладают рядом технических и эксплуатационных преимуществ перед аналоговыми. Из основных можно указать следующие:

· малое влияние аппаратурных погрешностей на точность передачи сообщений. Фактически они сказываются лишь при аналого-цифровом и цифроаналоговом преобразованиях. Это позволяет обеспечить в цифровых системах точность передачи сообщений, не достижимую в аналоговых;

· высокая помехоустойчивость. Сообщение будет искажено лишь при неправильном приеме символов цифровой последовательности, т.е. при достаточно большой мощности помехи;

· возможность регенерации сигналов (восстановления их формы) при ретрансляции. Это позволяет устранить накопление ошибок, что особенно важно для радиорелейных линий;

· высокие технико-экономические показатели – широкое использование элементов цифровой техники, низкие требования к линейности общего тракта и т.п.

К недостаткам цифровых систем относится их сложность (по сравнению с аналоговыми), а также широкая полоса частот сигнала.

Например, если при АИМ для передачи отсчета требуется один импульс, то при ИКМ k импульсов, т.е. полоса расширяется в k раз.

Полоса частот сигнала при ИКМ определяется скоростью цифрового потока на выходе АЦП.

(3)

при этом k влияет на , а - на . Задача оптимизации цифрового представления заключается в том, чтобы при заданном значении суммарной ошибки +выбрать такие значения k и , при которых минимально. Если принять во внимание (2),то нетрудно видеть, что обычно .

Другие статьи:

Синтез электронных схем на компонентном уровне и компенсация влияния паразитных емкостей полупроводниковых компонентов
Создание систем на кристалле связано с решением целого комплекса научных и технических задач. Единство аналоговых и цифровых модулей этих систем предопределяет разработку экономичных аналоговых и аналого-цифровых принципиальн ...

Применение и принципы радиоуправления
Радиоуправление - наука, изучающая принципы действия, математическое описание, методы анализа качества работы и синтез систем управления объектами при помощи радиоволн. В системах радиоуправления при передаче команды от опе ...

Построение сети цифровой связи ОТС
Для организации каналов оперативно-технологической связи с применением систем цифровой передачи и коммутации используются специализированные коммутационные станции. На примере аппаратуры « Обь-128Ц » рассматривается вопро ...

(C) 2021 | www.techniformula.ru