- •1. Типовые преобразования сообщений 3
- •1. Типовые преобразования сообщений
- •1.1. Преобразование вида представления сообщений.
- •1.2. Сжатие объема сообщений.
- •1.3. Повышение помехоустойчивости.
- •1.4. Повышение верности оценок и целевая обработка.
- •2. Дельта - модуляция
- •2.1. Общие замечания.
- •2.2. Выбор основных характеристик дельта-модуляции.
- •2.3 Повышение помехоустойчивости при дельта-модуляции.
- •3. Базовые алгоритмы дельта - мод ляции
- •3.1.Линейная дельта-модуляция.
- •3.2.Троичная дельта-модуляция.
- •3.5. Алгоритм Синклера.
- •3.4. Дельта-модуляция с компрессированием.
- •4. Работа с программой
- •4.1. Описание интерфейса
- •4.2. Инструкция по работе с программой
- •4.3. Результаты прогонки тестового примера
ДЕЛЬТА-МОДУЛЯЦИЯ
ВВЕДЕНИЕ 2
1. Типовые преобразования сообщений 3
1.1. Преобразование вида представления сообщений. 3
1.2. Сжатие объема сообщений. 4
1.3. Повышение помехоустойчивости. 6
1.4. Повышение верности оценок и целевая обработка. 6
2. ДЕЛЬТА - МОДУЛЯЦИЯ 7
2.1. Общие замечания. 7
2.2. Выбор основных характеристик дельта-модуляции. 9
2.3 Повышение помехоустойчивости при дельта-модуляции. 10
3. БАЗОВЫЕ АЛГОРИТМЫ ДЕЛЬТА - МОД ЛЯЦИИ 11
3.1. Линейная дельта-модуляция. 11
3.2. Троичная дельта-модуляция. 12
3.5. Алгоритм Синклера. 13
3.4. Дельта-модуляция с компрессированием. 15
4. Работа с программой 16
4.1. Описание интерфейса 16
4.2. Инструкция по работе с программой 17
4.3. Результаты прогонки тестового примера 18
ВВЕДЕНИЕ
Дельта-модуляция (ДМ) была изобретена Ван-Миеро С. Делореном Е.М., Дерявичем Б. и Коробковым Л. А. во второй половине сороковых годов. Но исследования, проведенные примерно в то же время, показали, что использование ДМ менее эффективно, чем другие методы преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму (как ИКМ, ДИКМ). Этот вывод долгое время оказывал довлеющее влияние на отношение к ДМ в целом.
В дальнейшем ДМ подверглась значительным усовершенствованиям. Было предложено использовать двойные интеграторы, вводить предыскажения преобразуемых сигналов и изменять шаг квантования в зависимости от свойств сигнала на данном отрезке времени. Введенные усовершенствования привели к увеличению защищенности преобразуемых сигналов от шумов квантования и к расширению динамического диапазона преобразователей /9/. При этом полнее выявились преимущества ДМ по сравнений с ИКМ: простота реализации, низкие скорости передачи данных, а главное - появилась возможность использовать ДМ для сжатия сигналов.
В настоящее время считается целесообразным использование ДМ в системах многоканальной телефонной связи /З/. Тем менее, до сих пор в литературе встречается сравнительно много противоречивых результатов, математических выражений и толкований физических процессов, относящихся к ДМ.
В данной работе была предпринята попытка систематического анализа и программной реализации основных видов ДМ. По этому, главное внимание уделялось четкой формализации математических методов, заложенных в основу разностного кодирования. При этом были опущены те разновидности (или особенности) алгоритмов, которые непосредственно связаны с аппаратной реализацией либо используемой элементной базой. В частности, не рассматриваются такие виды линейной ДМ как экспоненциальная ДМ (ЭДМ), дельта-сигма модуляция (ДСМ).
Непосредственная разработка моделей алгоритмов велась с учетом особенностей и возможностей используемой системы программирования - ТУРБО ПАСКАЛЬ версии 7.0. Это позволило получить довольно простую структуру базового алгоритма, хотя и наложило определенные ограничения.
Так, в ТУРБО ПАСКАЛЕ, в его классической интерпретации нет непосредственного доступа к битам и размер используемых записей в файле определяется с точностью до байта, т.е. при кодировании возможно сжатие информации лишь в число раз, кратное байту /10/. Это не позволяет непосредственно продемонстрировать достигаемого коэффициента сжатия. Достаточно проблематичным оказался и вопрос повышения частоты дискретизации, поскольку это приводит к быстрому нарастанию объемов обрабатываемых файлов.
Изложение материала дается в следующем порядке. В первом разделе излагаются общие принципы преобразований сообщений в информационных системах и дается общая постановка задачи сжатия объемов сообщений. Рассмотрена проблема сжатия сигналов в аналоговой форме.
В последующих двух разделах излагаются базовые принципы разностного квантования и дается характеристика важнейших алгоритмов ДМ с точки зрения используемого математического аппарата.
Разработка базового алгоритма и его модификация описана в 4 и 5 разделах, а анализ полученных результатов проведен в 6 разделе. При этом порядок изложения в значительной степени подчинен задаче структуризации разработанного алгоритма и его программной реализации.
В Приложения сведены тексты программных модулей, спецификации, а так же некоторые замечания, не указанные при описании программы. В работе принята следующая система индексации:
- Разделы индексируются одинарным номером
- Подразделы индексируются двойным номером (номер раздела, номер по порядку)
- формулы индексируются двойным номером (номер раздела и номер по порядку), т. е. использована сквозная индексация в пределах одного раздела
- Рисунки индексируются номером по порядку
- Литература индексируется одинарном номером (в алфавитном порядке).