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.