Теоретичні

16. Пояснити принцип кодування за методом дікм.

У методі ДІКМ для зниження надмірності сигналу використовується наявність кореляції(статистичний взаємозв'язок двох або кількох випадкових величин) між сусідніми відліками. Наявність кореляції дає можливість передбачати наступні відліки за попередніми.

Функція передбачника в цьому випадку - проаналізувати попередні значення сигналу відліків і спрогнозувати наступні.

В системі з ДІКМ, кодуванню та передачі по каналу зв'язку підлягають не самі відліки сигналу, а помилки передбачення. У випадку, коли параметри пристрою передбачення адекватні властивостям сигналу, вдається зменшити динамічний діапазон помилок передбачення в порівнянні з динамічним діапазоном мовного сигналу. А це дозволяє зменшити число рівнів квантування і, відповідно, кількість біт на вибірку та швидкість цифрового потоку на виході кодера.

17. Як визначається інтервал дискретизації або частота дискретизації при кодуванні аналогових сигналів методом дікм?

При кодуванні аналогових сигналів методом ДІКМ, частота дискретизації f_д = 1/Т_д ≥ 2F_max, вибирається з умови відсутності накладення складових спектра дискретного сигналу. При цьому відліки реальних аналогових сигналів є корельованими. Це дозволяє з тією чи іншою точністю завбачувати значення чергового відліку сигналу за його попередніми відліками. Ця можливість покладена в основу схем кодера і декодера ДІКМ.

18. Від чого залежить довжина коду при дікм?

При кодуванні аналогових сигналів методом ДІКМ, розмах дискретного сигналу d(kTд) менший, ніж розмах сигналу b(kTд), тому число рівнів квантування L при незмінному кроці квантування ∆d буде меншим, ніж при передаванні відліків b(kTд) методом ІКМ. Зменшення числа рівнів квантування зменшує довжину коду n і швидкість цифрового сигналу R = n*f_д.

19. Як визначається швидкість цифрового сигналу при кодуванні за методом дікм?

При кодуванні аналогових сигналів методом ДІКМ, розмах дискретного сигналу d(kTд) менший, ніж розмах сигналу b(kTд), тому число рівнів квантування L при незмінному кроці квантування ∆d буде меншим, ніж при передаванні відліків b(kTд) методом ІКМ. Зменшення числа рівнів квантування зменшує довжину коду n і швидкість цифрового сигналу R = n*f_д.

Задачі

15. Обчислити пропускну здатність гауссового каналу із заданою смугою пропускання Fк, яким передається сигнал із потужністю Рs при спектральній густині потужності шуму в ньому n0.

Пропускна здатність неперервного каналу з АБГШ – C_АБГШ (дв.од./с) визначається:

C_АБГШ = F_к log₂(1 + Р_s /Р_n ), де Р_n = F_k*N0. Якщо F_k не задане в умові, можна прийняти F_k=F_max

Перелік питань КМР.

Теоретичні з викладками

20. У чому відмінність кодування за методами ДІКМ і ІКМ?

У кодері системи передавання із передбаченням обчислюється помилка передбачення

де b(kT_д) – відлік аналогового сигналу, що надходить від дискретизатора;

– передбачений відлік, сформований передбачником на основі N попередніх відліків

Розмах дискретного сигналу d(kT_д) менший, ніж розмах сигналу b(kT_д), тому число рівнів квантування L при незмінному кроці квантування d буде меншим, ніж при передаванні відліків b(kT_д) методом ІКМ. Зменшення числа рівнів квантування зменшує довжину коду n і швидкість цифрового сигналу R = nf_д.

20. Що таке АДІКМ?

Широко застосовуються методи передавання адаптивної ДІКМ (АДІКМ). У процесі роботи кодера АДІКМ адаптивними є:

• передбачник з N = 4…6 – його коефіцієнти (а це нерекурсивний фільтр) автоматично налаштовуються так, щоб дисперсія сигналу d(kT_д) мінімізувалася, коефіцієнти передбачника передаються каналом зв'язку, щоб у передбачнику декодера встановлювалися такі ж коефіцієнти, як і в передбачнику кодера;

• квантувач – розхил його характеристики (d_max, d_min) і відповідно крок квантування змінюються відповідно до розмаху поточної реалізації сигналу d(kT_д), відомості про крок квантування передаються каналом зв’язку, щоб у декодері встановлювався крок квантування такий же, як і в квантувачі.

20. Пояснити кодування за методом ДМ.

Методи ДМ відносяться до методів передавання із передбаченням. Методи ДМ відрізняються від ІКМ і ДІКМ тим, що використовуються дворівневі квантувачі (L = 2). Це стає можливим, якщо частота дискретизації вибирається в кілька разів більшою, ніж 2F_max, і сусідні відліки з дискретизатора мало відрізняються.

Похибка передбачення у ДМ обчислюється так само, як і при ДІКМ, а передбачений відлік є результатом роботи накопичувача

д е b – коефіцієнт;

похибка передбачення квантується на два рівні, які передаються двійковим каналом зв’язку.

Робота декодера ДМ зводиться до обчислення відліків передбачуваного сигналу.

На основі опису роботи кодера й декодера ДМ можна сформулювати особливості методів передавання із ДМ:

• частота дискретизації дискретизатора f_д у кілька разів більша за 2F_max;

• оскільки квантувач дворівневий, то n = 1, і R _ц = f_д;

• оскільки n = 1, то відпадає необхідність синхронізації декодера.

При адаптивній дельта-модуляції (АДМ) може змінюватися крок квантування. Виконується це в такий спосіб. На виході кодера вмикається аналізатор послідовності двійкових символів. Якщо зустрілася послідовність 111 або 000, то крок квантування збільшується, щоб зменшити спотворення від перевантаження за нахилом. Якщо зустрілася послідовність 101 або 010, то крок квантування зменшується, щоб зменшити спотворення від шумів дроблення. Аналогічний аналізатор вмикається на вході декодера й у такий же спосіб змінюється крок квантування в декодері.