Свойств речи Классификация Скорость АЦП Искажения Цифро-аналоговое преобразование Сложение сигналов Плотность импульсов Кодовые комбинации Дискреты Анализ Частотный спектр Цифровые схемы Модуляторы Конференц-связь

Кодирование с простой линеаризацией

Успех первых систем типа Т1, применявшихся в качестве межстанционных соединительных линий на местной сети, проложил путь для дальнейшего использования цифровых систем с временным группообразованием. После установления полезности цифровой передачи и на междугородной сети стало ясно, что способ ИКМ-кодирования, примененный в каналообразующем блоке типа D1, является неполноценным. В отличие от местной сети соединение через междугородную сеть от одного оконечного устройства до другого может теоретически содержать девять транзитов. Поскольку к тому моменту, когда были разработаны системы передачи типа Т для междугородной сети, цифровой коммутации еще не существовало, предполагалось, что на каждом из транзитов осуществляются цифро-аналоговое и аналого-цифровое преобразования. Вследствие этого качество каждого из преобразований должно было быть улучшено, чтобы поддержать требуемое качество передачи от одногооконечного устройства до другого. В результате был разработан каналообразующий блок типа D2 [13] с улучшенным качеством речи при цифровой передаче.

К этому моменту стало ясно, что наступает время цифровой коммутации, а это означает, что каналообразующие блоки можно соединять друг с другом на динамической основе, в отличие от закрепленного соединения, как в системах передачи типа Т. Вследствие этого для обеспечения возможности соединения канало-образующих блоков в пределах страны потребовалась большая степень однотипности характеристик компандирования. Для улучшения качества и стандартизации каналообразующий блок типа D2 и следующие модификации каналообразующих блоков, такие как D3 и D4, должны иметь следующие основные характеристики:

восемь разрядов на ИКМ-кодовую комбинацию;

введение функции компандирования непосредственно в кодер и декодер;

новую характеристику компандирования = 255).

В блоках каналообразования типа D1 один символ в канальном интервале используется для сигнализации и семь — для речи. Таким образом, устанавливается скорость передачи сигнализации, равная 8 кбит/с, которая более чем достаточна для основных телефонных служб. Чтобы обеспечить более высокую скорость передачи для сигналов речи, сигнализация в каналообразующих блоках типа D2, D3 и D4 вводится один раз в шесть циклов на позицию наименее значащего разряда в восьмиразрядной кодовой комбинации. Вследствие этого каждая шестая кодовая комбинация (с преобразованием по закону μ = 255) содержит только семиразрядную речевую комбинацию, а это означает, что эффективное число разрядов на дискрет  составляет в действительности 75/6 разряда вместо 8. Когда между двумя коммутационными станциями будет введена сигнализация по общему каналу, в соответствующих системах передачи типа Т больше не будет необходимости в поканальной передаче информации сигнализации и в каждом канале в каждом цикле речь будет занимать все 8 разрядов.

В каналообразующем блоке типа D1 функции компрессирования и экспандирования реализуются отдельно от кодеров и декодеров. В каналообразующем блоке типа D2 операции компандирования введены в сами кодеры и декодеры. В этих каналообразующих блоках для создания последовательности неравномерно расставленных порогов решения используется матрица резисторов. Значение дискрета кодируется путем последовательного сравнения входной величины с последовательностью порогов решения до тех пор, пока не будет выявлен подходящий шаг квантования. На цифровом выходе формируется такой код, который представляет конкретный шаг квантования. (Детально процедура прямого кодирования, используемая в каналообразующих блоках типа D2, описана в приложении Б.) Введение функций компандирования непосредственно в кодеры и декодеры позволяет в каналообразующих блоках типа D2 избежать проблем, связанных с разбросом и температурными изменениями параметров диодов компандера, которые характерны для блоков каналообразования типа D1.

Каналообразующие блоки типа D2 уменьшают эффект воздействия ошибок в канале на декодированные выходные сигналы. В системах с ИКМ первостепенную важность представляет результат воздействия ошибок в канале на позициях наиболее значащих разрядов в кодовой комбинации. Сбои на других позициях кодовой комбинации существенно менее заметны для слушателя. Ошибка в канале на позиции наиболее значащего разряда в кодовой комбинации вызывает на выходе каналообразующего блока типа D1 ошибку, которая всегда равна половине всего диапазона кодирования. В каналообразующем блоке D2 используется амплитудно-знаковое кодирование. При таком кодировании ошибка в канале на позиции разряда полярности создает на выходе ошибку, равную удвоенному абсолютному значению дискрета (что соответствует инверсии полярности). В наихудшем случае эта ошибка может соответствовать всему диапазону кодирования. Однако, поскольку дискреты с максимальным значением являются относительно редкими, то большинство ошибок в канале при формате кодирования, принятом в блоке типа D2, создает на выходе ошибки с величиной менее половины диапазона кодирования. Таким образом, структура кодовых комбинаций, принятых в каналообразующем блоке типа D2 и содержащих отдельно знак и абсолютное значение дискрета, обеспечивает в среднем лучшие характеристики при наличии ошибок в канале [13].

Анализ и синтез речи является еще одной областью широко распространенных исследований, тесно связанных с преобразованием речи в цифровую форму Цифро-аналоговое и аналого-цифровое преобразования