Импульсно-кодовая модуляция

В ЦСП при использовании импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) формирование группового цифрового сигнала предусматривает последовательное выполнение следующих основных операций:

1) дискретизация индивидуальных телефонных сигналов по времени, в результате чего формируется импульсный сигнал, промодулированный по амплитуде, то есть АИМ сигнал;

2) объединение N индивидуальных АИМ сигналов в групповой АИМ сигнал с использованием принципов временного разделения каналов (ВРК);

3) квантование группового АИМ сигнала по уровню;

4) последовательное кодирование отсчетов группового АИМ сигнала, в результате чего формируется групповой ИКМ сигнал.

Принципы формирования цифрового группового сигнала показаны на рис. 2.2.

Рис. 2.2 - Принципы формирования цифрового группового сигнала

Найквист, Шеннон и Котельников доказали, что аналоговые сигналы можно передавать с помощью коротких импульсов, амплитуда которых соответствует амплитуде сигнала в данный момент времени, следующих с определенным периодом (длительность, частота следования, временное положение импульсов остаются неизменными).Такие импульсы называются отсчетами, а процесс их получения – амплитудно-импульсной модуляцией (АИМ).

Таким образом, в процессе формирования АИМ сигнала осуществляется дискретизация непрерывного (аналогового) сигнала по времени в соответствии с известной теорией Котельникова-Найквиста: «Любой непрерывный сигнал, ограниченный по спектру верхней частотой f_в полностью определяется последовательностью своих дискретных отсчетов, взятых через промежуток времени Т_Д,

называемый периодом дискретизации»:

Т_Д (2.1)

В соответствии с этим частота дискретизации, то есть частота следования дискретных отсчетов, выбирается из условия: f_Д ≥ 2 f_в. Общепринятый частотный диапазон канала передачи речевого сигнала 300 3400Гц, то есть , а .

Для обеспечения определенного защитного интервала модулирующая частота (частота дискретизации f_Д) в телефонии берется равной f₀ = f_Д = 8 кГц, соответственно период следования отсчетов:

Т = (2.2)

Так как в стандартном тракте 32 временных (канальных) интервала ВИ (КИ), то длительность одного ВИ:

.