NGN-펄스 코드 변조

고속 음성 및 데이터 통신의 출현으로 정보 전송을위한 고속 매체가 필요하게되었습니다. 디지털 회로 또는 링크는 음성 또는 데이터를 디지털 형식으로 전송해야하는 필요성에서 발전했습니다.

아날로그에서 디지털 형식으로의 변환은 4 단계 프로세스를 따르며 ( 다음 그림 참조 ) 다음 섹션에서 자세히 설명합니다.

견본 추출

음성 주파수는 아날로그 신호 즉, 사인파의 형태를 취합니다 ( 다음 그림 참조 ). 이 신호는 디지털 매체를 통해 전달되기 위해 이진 형식으로 변환되어야합니다. 이 변환의 첫 번째 단계는 오디오 신호를Pulse Amplitude Modulation(PAM)신호. 이 프로세스는 일반적으로 다음과 같이 알려져 있습니다.sampling.

샘플링 프로세스는 들어오는 음성 주파수에서 충분한 정보를 수집하여 원본 신호의 복사본을 만들 수 있어야합니다. 음성 주파수는 일반적으로 다음 범위에 있습니다.300Hz to 3400Hz, 일반적으로 commercial speech band.

샘플을 얻기 위해 샘플링 주파수가 원래 음성 주파수에 적용됩니다. 샘플링 주파수는Nyquist Sampling Theorem, 즉 “the frequency of sampling should be at least twice the highest frequency component.”

이렇게하면 각 하프 사이클에서 최소 한 번 샘플이 수집되므로 진폭이없는 사이클의 제로 포인트에서 샘플링 할 가능성이 없습니다. 그 결과 샘플링 주파수가 최소 6.8KHz가됩니다.

유럽 ​​표준은 다음에서 들어오는 신호를 샘플링합니다. 8 KHZ, 샘플 보장, 매 125micro seconds또는 1/8000 초 ( 다음 그림 참조 ).

양자화

각 샘플의 진폭은 이상적으로는 이진 코드 (1 또는 0)에 할당되지만 진폭은 무한대가 될 수 있습니다. 따라서 무한한 수의 이진 코드를 사용할 수 있어야합니다. 이것은 비실용적이므로 다른 프로세스를 사용해야합니다.quantizing.

양자화는 한정된 수의 이산 레벨이있는 ​​양자화 스케일과 PAM 신호를 비교합니다. 양자화 스케일은 256 개의 양자화 레벨로 나뉘며, 128은 양수 레벨이고 128은 음수 레벨입니다.

양자화 단계에는 PAM 신호의 진폭이 떨어지는 양자화 간격에 적합한 고유 한 8 비트 이진 코드를 할당하는 것이 포함됩니다 ( 다음 그림 참조 ).

이것은 양자화 레벨을 식별하는 데 사용되는 나머지 7 비트와 함께 1 개의 극성 비트로 구성됩니다 ( 위 그림 참조 ).

앞에서 본 첫 번째 비트는 극성 비트이고 세그먼트 코드의 다음 3 비트는 8 개의 세그먼트 코드를 제공하고 나머지 4 비트는 양자화 레벨을 제공하여 16 개의 양자화 레벨을 제공합니다.

컴 팬딩

양자화 과정 자체는 다음과 같은 현상으로 이어집니다. quantization distortion. 이는 샘플링 된 신호 진폭이 양자화 레벨 사이에있을 때 발생합니다. 신호는 항상 가장 가까운 전체 레벨로 반올림됩니다. 샘플링 된 레벨과 양자화 레벨의 차이는 양자화 왜곡입니다.

신호 진폭의 변화율은주기의 다른 부분에서 다릅니다. 이것은 신호의 진폭이 저주파보다 빠르게 변하기 때문에 고주파에서 가장 많이 발생합니다. 이를 극복하기 위해 첫 번째 세그먼트 코드는 양자화 레벨이 서로 가깝습니다. 다음 세그먼트 코드는 이전 코드의 두 배입니다. 이 프로세스는companding, 더 큰 신호를 압축하고 더 작은 신호를 확장합니다.

유럽에서는 A-law 사용하는 북미 및 일본에 비해 μ law.

양자화 왜곡은 노이즈와 동일하므로 컴 팬딩은 낮은 진폭 신호에서 신호 대 노이즈 비율을 개선하고 전체 진폭 범위에서 허용 가능한 신호 대 노이즈 비율을 생성합니다.

부호화

바이너리 정보가 디지털 경로를 통해 전송되기 위해서는 정보가 적절한 라인 코드로 수정되어야합니다. 유럽에서 사용되는 인코딩 기술은 다음과 같이 알려져 있습니다.High Density Bipolar 3 (HDB3).

HDB3는 AMI 또는 Alternate Mark Inversion. AMI 인코딩에는 3 개의 값이 사용됩니다. 이진 0을 나타내는 신호가없고 이진 1을 나타내는 데 교대로 사용되는 양 또는 음 신호입니다.

AMI 인코딩과 관련된 한 가지 문제는 긴 0 문자열이 전송 될 때 발생합니다. 이로 인해 원거리 종단 수신기에서 위상 잠금 루프 문제가 발생할 수 있습니다.

HDB3AMI와 유사한 방식으로 작동하지만 4 개의 0 문자열을 3 개의 0으로 교체 한 다음 '위반 비트'로 바꾸는 추가 인코딩 단계를 통합합니다. 이 위반은 이전 전환과 동일한 극성입니다 ( 다음 그림 참조 ).

예에서 볼 수 있듯이 000V는 4 개의 0의 첫 번째 문자열을 대체합니다. 그러나 이러한 유형의 인코딩을 사용하면 긴 0 문자열이 존재할 수 있으므로 신호에 평균 DC 레벨이 도입 될 수 있으며 모두 동일한 방식으로 인코딩됩니다. 이를 방지하기 위해 연속되는 4 개의 0의 인코딩은 극성이 번갈아가는 '바이폴라 위반'비트를 사용하여 B00V로 변경됩니다.

이로부터 HDB3 인코딩을 사용하면 전환이없는 최대 0 개 수가 3 개라고 가정 할 수 있습니다. 이 인코딩 기술은 종종modulation format.