С61 Спутниковые системы связи: Учебное пособие для вузов

}
E
{
g
2
(
i
∆
)
}
,
где
E
— операция усреднения по времени;
s
(
i
∆
)
— последовательность
отсчетов речевого сигнала, взятых с интервалом
∆
= 1
/f
д
,
g
(
i
∆
)
—
шум квантования,
i
= 1
,
2
,
3
...
— номер отсчета. Для стандартных
ИКМ систем отношение сигнал/шум квантования составляет около
35 дБ. Это соотношение используется для оценки пропускной способ-
ности цифрового телефонного канала, поскольку шум квантования
является основным мешающим фактором при передаче сигналов по
телефонному каналу.
Кодек ИКМ при скорости 64 кбит/с обычно используется как
предварительное аналого-цифровое преобразование в эффективных
кодеках речи.
В современных цифровых АТС сигналы всех телефонных кана-
лов поступают на ИКМ кодеры и потоки 64 кбит/c объединяются с
другими такими же потоками в мультиплексорах, а затем передают-
ся в оптоволоконных сетях. В спутниковых системах передача речи

---

132
Р а з д е л 7
Ðèñ. 7.4.
Блок-схема кодера АДИКМ по рекомендации G.726
со скоростью 64 кбит/с в определенной степени расточительна, поэ-
тому чаще всего ИКМ потоки перекодируются более эффективными
кодерами в потоки с меньшими скоростями.
Àäàïòèâíàÿ äèôôåðåíöèàëüíàÿ èìïóëüñíî-êîäîâàÿ ìîäó-
ëÿöèÿ.
Эффективные методы речевого кодирования основаны на
стремлении предсказать значение следующего отсчета с учетом зна-
чений предшествующих отсчетов. Возможность осуществления такой
процедуры основана на корреляции речевых отсчетов с учетом физи-
ологических особенностей речепорождающего тракта и вибраций го-
лосовых связок.
Если при этом прогноз эффективен, то сигнал ошибки между
предсказанными отсчетами и фактическими значениями речевых от-
счетов будет меньше, чем исходные речевые отсчеты. Следовательно,
будет возможно квантовать этот сигнал ошибки с меньшим числом
битов, чем исходный речевой сигнал. Такой прием лежит в основе
способа дифференциальной импульсно-кодовой модуляции (ДИКМ,
Differential Pulse Code Modulation, DPCM). В этом случае квантуются
отсчеты разности между исходным и предсказанным сигналами.
Классификационным признаком ДИКМ считается наличие бло-
ка линейного предсказания авторегрессионных последовательностей
и многоуровневый квантователь.
Результаты действия таких кодеков еще более улучшаются, ес-
ли прогноз и квантование выполняются адаптивно, т. е. их парамет-

---

Сокращение информационной избыточности
133
Ðèñ. 7.5.
Блок-схема декодера АДИКМ по рекомендации G.726
ры меняются с учетом характеристик кодируемой речи. Для этого
предложен и реализован алгоритм кодирования, называемый адап-
тивной дифференциальной ИКМ-АДИКМ (Adaptive Differential PCM,
ADPCM).
В середине 1980-х появился международный стандарт АДИКМ-
кодека, действующий на скорости 32 кбит/с, который обеспечивал
качество речи, близкое к качеству 64 кбит/с ИКМ-кодеку. В после-
дующие годы были стандартизованы АДИКМ-кодеки (рекомендация
G.722, G.726), действующие на скоростях 16, 24 и 40 кбит/с.
Упрощенные блок-схемы АДИКМ кодера и декодера представле-
ны на рис. 7.4 и 7.5.
7.2.2. Параметрическое кодирование
Как было замечено выше, в спутниковых системах связи целесо-
образно использовать низкоскоростное кодирование при достаточном
качестве передаваемого сигнала. Для понижения скорости при пере-
даче кодированного сигнала необходимо, чтобы процедура кодирова-
ния складывалась из двух основных процессов:
•
параметрического представления речевого сигнала с минимальн-
ым набором параметров, характеризующих источник возбужде-
ния и акустический артикуляторный фильтр;
•
дискретизации речевых параметров для их передачи по каналу
связи с использованием минимальной емкости канала.

---

134