Дискретные сигналы в радиотехнических системах (стр. 2 из 2)

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.