Адаптивная ИКМ.

Такой метод получает в последнее время все более широкое распространение. Принцип действия ИКМ состоит в изменении шага квантования в АЦП в зависимости от уровня входного сигнала и передаче информации об этом изменении в ЦАП. Предложено большое число различных алгоритмов изменения шага и способов передачи информации об этом изменении на приемную сторону [5].

Из различных систем АИКМ в отечественных ЦССС наибольшее распространение получила система блочной ИКМ (БИКМ), которую часто называют системой с почти мгновенным компандированием (NIC - Near Instaneous Compandinq) [8]. Основное отличие от обычной ИКМ состоит в том, что компандирование является не мгновенным, а инерционным. Известно несколько вариантов реализации алгоритма БИКМ. Остановимся на варианте, применяемом в аппаратуре «Карелия-СМ», которая используется в качестве системы АЦП на ЦССС Советского Союза [91]

Алгоритм БИКМ состоит в следующем (рис. 1.7). Входной аналоговый сигнал кодируется линейным -разрядным кодом (обычно ). Всю совокупность отсчетов разбивают

на блоки по отсчетов, В каждом блоке определяют отсчет с максимальным для данного блока уровнем. Этому максимальному уровню соответствует определенный номер старшего значащего разряда (все более старшие разряды в комбинациях этого блока будут нулевыми). Записанный в двоичном коде номер этого разряда образует масштабную информацию, которая из-за своей важности, как правило, защищается помехоустойчивым кодом. В результате масштабная информация вместе с проверочными символами образует -значную комбинацию, которую добавляют к основной информации. Она формируется выбором разрядов из исходных линейных разрядов. Первым разрядом в сформированных для данного блока -разрядных кодовых комбинациях является разряд с номером, выбранным в результате описанного выше анализа, далее следует более младших разрядов и знаковый разряд. Принцип выбора -разрядных кодовых комбинаций показан на рис. 1.8, на котором знаковый разряд. На выход преобразователя БИКМ одновременно с основной информацией для каждого из блоков поступает вспомогательная масштабная информация, которые объединяются в единый цифровой поток методом временного уплотнения.

Результирующая скорость цифрового потока на выходе системы где частота дискретизации. Для обеспечения высоких качественных показателей (сравнимых или более высоких, чем в обычных системах ИКМ), и необходимой помехоустойчивости при БИКМ используют следующие параметры:

Таким образом, при БИКМ обеспечивается оптимальное кодирование каждого из блоков сигнала, исходя из условия получения максимального отношения сигнал-шум и передачи без ограничения максимального отсчета в данном блоке. Иными словами, при БИКМ осуществляется автоматическая цифровая регулировка уровня для каждого блока сигнала с шагом за счет чего поддерживается практически постоянное отношение сигнал шум в широком диапазоне входных уровней сигнала.

Рис. 1.8. К выбору -разрядных кодовых комбинаций: а — передача сигнала низкого уровня; передача сигнала максимального уровня

Метод БИКМ обеспечивает высокую помехоустойчивость за счет того, что вспомогательная информация защищена от канальных ошибок, а вес разрядов в передаваемых комбинациях пропорционален уровню сигнала. В связи с этим уровень импульсных помех за счет сбоя отдельных разрядов, передаваемых комбинаций, не может превысить уровень сигнала. В отсутствие сигнала импульсные помехи из-за одиночных канальных ошибок отсутствуют.

В национальной ССС Советского Союза и в системе «Интерспутник» применяют каналообразующую аппаратуру «Карелия-СМ», использующую метод БИКМ. Она обеспечивает передачу 8 каналов ТЧ при скорости выходного потока В аппаратуре «Карелия-СМ» приняты следующие параметры: На рис. 1.9 представлена зависимость при БИКМ для двух значений (10, 7) и (12, 7) из которых следует, что в варианте обеспечивает несколько лучшее качество передачи по сравнению с -разрядной ИКМ с логарифмическим мгновенным компандированием. При этом скорость передачи на один ТЧ канал составляет т.е. несколько меньше, чем при ИКМ.

Параметры цифровых каналов, образованных на основе БИКМ при скорости передачи практически эквивалентны стандартному аналоговому каналу Передаваемые по таким цифровым каналам сообщения (речь, сигналы тонального телеграфа, данные со скоростью до 9,6 кбит/с и др.) проходят с таким же качеством, как и по аналоговому каналу.

С другой стороны, основным видом сообщений, передаваемых по каналам ТЧ, является речь. Было предложено много различных методов преобразования речевых сигналов в цифровую форму, при которых качество передачи сравнимо с качеством 8-, -разрядной ИКМ, но при этом требуемая

Рис. 1.9. Зависимость от уровня входного сигнала для — трафарет входного сигнала для ИКМ

Рис. 1.10. Структурная схема ДИКМ

скорость цифрового потока существенно меньше. В зависимости от сложности алгоритма преобразования она составляет кбит/с [11,12].

Применительно к международным и национальным ЦССС основное внимание уделяется трем основным методам передачи — БИКМ, АДИКМ и адаптивной дельта-модуляции (АДМ), которые обеспечивают примерно одинаковое качество передачи при скорости Более эффективные, но и более сложные методы передачи предлагаются для использования в специальных случаях 113].

Что касается БИКМ, то, как отмечалось выше, этот метод дает лучшее качество передачи, чем ИКМ при одинаковых скоростях передачи. Поэтому при его применении с параметрами, учитывающими статистику речевых сигналов, можно понизить скорость передачи до кбит/с [14].