Материал: Матюхин А. Ю. и др. Телекоммуникационные транспортные системы и сети. Практикум

420

1

420468

2

516

3

564

4

612

5

60–108

Рис. А2. Формирование спектра стандартной вторичной группы

1364

1

1612

2

1860

3

2108

4

2356

5

312–552

Рис. А3. Формирование спектра стандартной третичной группы

10560

1

11880

2

13200

3

812–2044

Рис. А4. Формирование спектра стандартной четверичной группы

71

18408

12ТГ

14256

11ТГ

12960

10ТГ

11664

9ТГ

10368

8ТГ

9336

7ТГ

9072

6ТГ

8040

5ТГ

6744

4ТГ

5448

3ТГ

4152

2ТГ

1ТГ

72

Приложение В

КОДЕКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ В ЦИФРОВЫХ СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ С ИКМ

В. 1. Нелинейные кодеки вида А = 87,6/13 и = 255/15

На рис. В1 приведена схема нелинейного кодека, выполненного на основе линейного кодера и линейного декодера, цифрового компрессора и цифрового экспандера.

Рис. В1. Схема нелинейного кодека

На вход линейного кодера поступают сигналы с частотой дискретизации, равной 8 кГц. Напряжения кодируются в линейном кодере с использованием симметричного кода. Первый бит – бит полярности (п) рассчитывается следующим образом:

п= 0 для отрицательных напряжений,

п= 1 для положительных напряжений.

Остальные биты получают при использовании арифметического натурального кода (при этом самым значащим должен быть левый или первый разряд), затем выполняется цифровая компрессия, и для передачи по линии применяется кодовое слово, состоящее из восьми битов:

–первый бит – бит полярности (п),

–второй, третий и четвертый биты – номер сегмента (с),

–пятый, шестой, седьмой и восьмой биты – это номер уровня (к), который получается при кодировании арифметическим натуральным кодом разности значения входного напряжения и нижней границы сегмента с шагом квантования данного сегмента.

В табл. В1 приведены возможные значения шагов квантования и гра-

ницы сегментов для кодеров А = 87,6/13 и = 255/15 в милливольтах. Кодирование и декодирование при компрессировании по закону

А= 87,6/13 можно выполнить в следующем порядке:

–определить бит полярности;

–рассчитать структуру кодовой группы на выходе линейного кодера из 12 битов (без учета бита полярности, поэтому необходимо кодировать абсолютное значение напряжения), но шаг линейного кодирования следует взять равным 2 мВ. Для расчета структуры кодовой группы нужно разделить значение напряжения на 2 мВ, отбросить дробную часть, а целую часть представить в двоичном арифметическом натуральном коде, состоящем из 12 символов, при этом самым значащим должен быть левый (первый) бит.

73

Затем, из 12-битовой комбинации следует получить 7-битовую, в которой первые три бита – это номер сегмента в двоичном виде. Этот номер в десятичном виде рассчитывается по формуле

с = 7 ,

где – количество нулей до первой ведущей «единицы», и переводится в двоичное число. Величина к – это четыре бита после ведущей «1» (за исключением нулевого сегмента, для которого к – это биты после семи нулей (табл. В2)), а на приеме после битов (к) всегда включается корректирующая «1».

Кодирование и декодирование при компрессировании по закону А = 87,6/13 без учета бита полярности приведено в табл. В2.

74

Кодирование и декодирование по закону = 255/15 при напряжении ограничения равном 8159 можно выполнить в таком же порядке, как показано выше для закона А = 87,6/13, но диапазон кодирования необходимо сместить на 33, а именно, к абсолютным целым (без дробной части) значениям напряжений дискретных сигналов перед линейным кодированием необходимо добавлять 33 и только после этого полученное десятичное значение дискретного сигнала можно перевести в двоичное число, состоящее из 13 символов, т. е. на выходе линейного кодера необходимо получить 13-битовую комбинацию, используя шаг квантования, равный 1. Тогда диапазон кодирования смещается из 0–8159 в диапазон 33–8192. На приеме после получения квантованного значения следует из напряжения квантованного отсчета вычесть 33. Алгоритм получения номера сегмента такой же, как в кодере А = 87,6/13, но для нулевого сегмента имеется ведущая «единица». Кодирование и декодирование при компрессировании по закону = 255/15 без учета бита полярности приведено в табл. В3.

Для проверки правильности расчета для каждого входного сигнала необходимо рассчитать ошибку квантования по формуле

U кв U ,

где U – значение напряжения сигнала на входе кодера, U кв – значение

квантованного напряжения на выходе декодера по данным расчета. Ошибка квантования не должна быть больше половины шага кванто-

вания в сегменте (по абсолютному значению). Значения шагов квантования приведены в табл. В1.

75