ĐỀ TÀI " KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ XUNG MÃ PCM " docx
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.48 MB, 47 trang )
NGUYÊN LÝ TRUYỀN THÔNG
1
Nhóm 4
BÀI THUYẾT TRÌNH
Hà nội ,10/10/2012
Thành viên nhóm 4
1. PHẠM VĂN THANH
2. PHẠM VĂN CƯỜNG
3. NGUYỄN XUÂN THÁI
4. NGUYỄN VĂN CƯỜNG
3
Degin by thanh pham 4
KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ XUNG MÃ PCM
1. Mã hóa phi tuyến: Trình bày mã hóa nén – giãn tương tự
luật A, mã hóa nén-giãn số luật A áp dụng cho tín hiệu thoại
2. Khôi phục tín hiệu tương tự
3. Băng thông tín hiệu PCM
4. Nhiễu tác động lên tín hiệu PCM
Nén – dãn tín hiệu
• Lượng tử hóa không đều ,áp dụng cho tín hiệu thoại
• Khái niệm:
• Thực hiện lượng tử hóa đều toàn bộ biên độ của tín hiệu
đòi hỏi số lượng mức lượng tử hóa lớn -> số lượng bit mã
hóa lớn.
• Đưa ra qui luật lượng tử hóa không đều: nén biên độ tín
hiệu về các giá trị nhỏ hơn giảm số lượng mức lượng
tử hóa
• Ở phía phát có bộ nén được đặt trước bộ mã hóa thì phía
thu phải có bộ dãn đặt trước bộ giải mã
• Tín hiệu đầu vào, đầu ra của bộ nén và bộ dãn đều là tín
hiệu analog
bộ nén – dãn analog: sử dụng các phần tử phi tuyến
• Tín hiệu đầu vào, đầu ra của bộ nén và bộ dãn đều là tín
hiệu số bộ nén – dãn số: sử dụng các vi mạch
5
Nén – dãn analog:
6
Luật A: sig(x)
𝑨|𝒙|
𝟏+𝒍𝒏𝑨
0≪ |𝒙| ≪
𝟏
𝑨
Y=
sig(x)
𝟏+𝒍𝒏𝑨|𝒙|
𝟏+𝒍𝒏𝑨
𝟏
𝑨
≪ |x| ≪ 𝟏
Luật µ: Y = sig (x)
𝑳𝒏(𝟏+µ|𝒙|)
𝑳𝒏(𝟏+µ)
-1≤ 𝒙 ≪ 𝟏
Trongđó: x=V
in
/V
max
; V
max
: điệnápvàoứngvớiđiểmbãohòacủađặctínhbiênđộbộnén
V
in
: điệnápvào (biếnthiêntừ 0÷2048Δ; Δ: mứclượngtửhóađều)
A là tham số nén A=87,6 (Thoại) ; sig(x) là hàm dấu của x ;µ = 255 (thoại)
Đặc tuyến bộ nén và bộ giãn tương tự
7
Cấu tạo bộ nén – dãn analog
Hoạt động của bộ nén:
1. Tín hiệu vào bé một trong hai
diode mở ít (điện trở lớn) tín hiệu
rẽ mạch ít suy hao bộ nén bé
2. Tín hiệu vào tăng điện trở thuận
diode giảm suy hao bộ nén lớn
biên độ vào càng lớn sẽ bị nén nhiều
8
V in
V out
V in
V out
Bộ nén
Bộ dãn
Nén-giãn số
• Bộ nén số được đặt trong miền tín hiệu số của nhánh
phát và bộ giãn số được đặt trong miền tín hiệu số của
nhánh thu
• Đặc tuyến bộ nén và bộ giãn số xây dựng dựa trên cơ
sở đặc tuyến bộ nén và bộ giãn tương tự bằng cách gần
đúng hóa đường cong đặc tuyến bộ nén và bộ giãn
tương tự theo luật A và µ thành các đoạn thẳng gấp
khúc
9
Đặc tuyến bộ nén-dãn số luật A (A=87,6/13)
July 22,
2012
10
Nén – dãn số:
11
0
16
32
48
64
80
96
112
128
2048
1024512256
128
32
64
16
V
ra
V
vào
VII
VI
V
IV
III
II
I
0
Dựa trên biểu thức toán học của bộ nén analog theo tiêu chuẩn
châu Âu, bộ nén A=87,6/13
• Đặc điểm của đặc tính biên độ:
Hình vẽ đặc tính biên độ thể hiện cho nhánh dương, nhánh âm đối
xứng qua gốc tọa độ
Biên độ chia thành 13 đoạn:
Mỗi nhánh có 8 đoạn, đoạn I và đoạn II có cùng bước lượng tử hóa
và có cùng độ dốc được ghép lại thành một đoạn còn 7 đoạn
Hai đoạn bắt đầu từ gốc tọa độ có cùng độ dốc và cùng bước lượng
tử hóa ghép thành 1 đoạn
Trong mỗi đoạn được lượng tử hóa đều với 16 mức lượng tử hóa
Sử dụng một bit b1 để mã hóa dấu của giá trị biên độ (biên độ mang
giá trị âm và dương)
Việc mã hóa biên độ tín hiệu chỉ cần quan tâm đến giá trị tuyệt đối
12
Lượng tử hóa trong đoạn:
Mỗi đoạn được chia thành 16 mức lượng tử hóa với
bước lượng tử hóa đều nhau, đánh số từ 0 đến 15
Bước lượng tử hóa của các đoạn khác nhau là khác
nhau, bước lượng tử hóa của đoạn sau lớn hơn gấp đôi
bước lượng tử hóa của đoạn trước liền kềlượng tử hóa
không đều
So sánh bước lượng tử hóa đều Δ và không đều Δn:
Δn = (V
2n
-V
1n
)/16
Trong đó: n là chỉ số thứ tự đoạn từ 0 đến 7
V
2n
,V
1n
: giá trị điện áp tại đầu đoạn và cuối đoạn
thứ n
13
Mã hóa nén – giãn tương tự
14
Bảng nén – giãn tương tự luật A
15
Bảng nén – giãn tương tự luật A
16
Ví dụ mã hóa nén – giãn tương tự
Tín hiệu vào bộ nén – giãn tương tự luật A
có giá trị 71. Xác định tổ hợp mã ra bộ nén
và giá trị biên độ ra bộ giải mã.
X = 71 → Bit dấu là bit 0, mã đoạn là 010
và mã bước lượng tử hóa là 0001
Vậy: Tổ hợp mã ra bộ nén là 00100001
Giá trị biên độ ra bộ giải mã là 70
17
Mã hóa nén – giãn số
18
Bảng nén – giãn số luật A (12 bit – 7 bit)
19
Mã hóa: Ta thực hiện mã hóa đều thông thường
được từ mã 13 bit ,sau đó thực hiện nén số 13 bit
xuống còn 8 bit . Thực sự nén số 12 bit xuống còn 7
bit và bit cao là bit dấu phải được giữ nguyên .
Giải mã: Ta thực hiện giải mã đều thông thường
được từ mã 8 bit. Sau đó thực hiện giãn 8 bit thành
13 bit . Thực sự ta giãn 7 bit thành 12 bit vì bit cao
nhất là bit dấu phải được giữa nguyên .
20
Ví dụ mã hóa nén – giãn số theo luật A
Một mẫu lượng tử hóa có giá trị là + 121.
Xác định từ mã PCM phát đi và giá trị mã đầu ra bộ giãn.
Mã hóa
Tổ hợp mã vào bộ nén: 00000 1111001 → Mã nén: 0101110
Bit dấu là 0
Vậy ta có từ mã PCM 8 bit là 00101110
Giải mã
Tổ hợp mã ra bộ giãn: 000001111010
Giá trị tuyệt đối mã đầu ra: 122 (Sai số = 1)
21
Thuật toán thực hiện mã hóa không đều
Ta xét thuật
toán này với
luật A = 87,6
Gọi 3 bit đoạn
là a, 4 bit bước
lượng tử là b, x
là giá trị lượng
tử hóa đều của
mẫu rời rạc
22
Thuật toán thực hiện mã hóa không đều
Mã hóa
Xác định bit dấu : là 0 khi x dương và là 1 khi x âm
Xác định a: a nhỏ nhất thỏa mãn |x| < 32.2
a
(0 ≤ a ≤ 7)
Xác định b: b nhỏ nhất thỏa mãn
Với
23
Thuật toán
thực hiện mã
hóa không đều
Giải mã
Giá trị tuyệt đối của mẫu khôi
phục ở đầu ra của bộ giải mã là:
Bit dấu phải được giữ nguyên
không thay đổi
24
Ví dụ mã hóa không đều dùng thuật toán
Một mẫu lượng tử hóa có giá trị là + 121
Ta xác định được bit đầu là 0; a = 2, r= 57, b = 14
Vậy từ mã PCM 8 bit là 00101110
Nếu truyền từ mã đi, bên giải mã sẽ khôi phục được giá
trị tuyệt đối là 22(14 + 33/2) = 122
25
