laurea ing eo/in/bio;tlc d.u. ing eo 6 pulse code modulation (pcm)
Post on 03-May-2015
216 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6
PULSE CODE MODULATION
(PCM)
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.1
LA PCM E’ UN SISTEMA PER LA TRASMISSIONE DIGITALE DI SEGNALI ANALOGICI :
SCHEMA COMPLETO PER LA TRASMISSIONE DI SEGNALE ANALOGICO BASATO SU PCM
x t
y tD
LPCODIF.
PCMTx
DIGITALE
CANALERx
DIGITALEDECODIF.
PCMLP
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.2
SE VOGLIAMO EFFETTUARE UNA TRASMISSIONE DIGITALE DOBBIAMO DISCRETIZZARE IL SEGNALE SIA NEL TEMPO CHE IN AMPIEZZA.
TRAMITE IL CAMPIONAMENTO OTTENIAMO UN INSIEME DI CAMPIONI A VALORI
“CONTINUI” IN “AMPIEZZA”.
LA PCM INCLUDE LA “DISCRETIZZAZIONE DELL’ AMPIEZZA E LA CODIFICA
NUMERICA (DIGITALE).
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.3
PCM
DISCRETIZZIAMO LE “AMPIEZZE” DEI NOSTRI CAMPIONI IN M LIVELLI (ES. 256
LIVELLI)
256
1
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.4
PER ASSEGNARE UNO DEGLI “M LIVELLI” AD UN “CAMPIONE ANALOGICO” SI USA
IL “LIVELLO PIU’ VICINO” :
E’ IL LIVELLO QUANTIZZATO PIU’ VICINO AD .
x nT x nTc q c q
x nTc
x nTq c
q
: SEGNALE CAMPIONATO
: SEGNALE QUANTIZZATO
: ERRORE DI QUANITZZAZIONE
x nTq c x nTc
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.5
PCM
Li1
Li n Tc 1 n Tc
q x t
q 2
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.6
PCM
QUESTO E’ VALIDO IN IPOTESI DI “LIVELLI EQUISPAZIATI”. E’ POSSIBILE USARE
SCHEMI DI QUANTIZZAZIONE PIU’ SOFISTICATI CHE TENGONO CONTO DELLA
PROBABILITA’ DELLE AMPIEZZE.
q
q 2
x t
( CON COSTANTE )
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.7
PCM
ESEMPIO CODIFICA PCM PER “VOCE”
CCITT PER VOCE HO : LIVELLI
OGNI CAMPIONE E’ CODIFICATO CON UN “CODICE BINARIO” : 8 bit
CHE CORRISPONDE A :
f Hz Mc 8000 256,
T Tc bit 125 15 6 sec, . sec
64Kbit s
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.8
PCM PER VOCE
CODIFICA BINARIA : IL Tx DIGITALE IMPIEGA 2 FORME D’ONDA DI BASE ES. :
OGNI CAMPIONE E’ RAPPRESENTATO DA UNA “TRAMA” COSTITUITE CON LE 2
FORME D’ONDA DI BASE :
“0”“1”
0 0 1 0 1 1 0
125sec
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.9
PCM VOCE
LA LARGHEZZA DI BANDA CON BUONA APPROSSIMAZIONE E’ DETERMINATA DALLA
SINGOLA FORMA D’ONDA (BIT).
BANDA PCM
“1” 125
8sec
15 6. sec
R tsin
2
2
1
15 60 064 64
..MHz MHz KHz
sin f
f
22
22
1
f
BANDA 1/
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.10
PCM VOCE
NEL PCM SECONDO LO STANDARD “CCITT” RICORDO CHE HO UN FLUSSO DI
64Kbit/sec E QUINDI UNA BANDA DI 64KHz . IL CANALE PER EVITARE DEFORMAZIONI
“PESANTI” DELLE FORME D’ONDA RETTANGOLARI ADOTTATE DAL Tx DIGITALE
DOVRA’ AVERE UNA BANDA 510 VOLTE MAGGIORE.
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.11
PCM VOCE
BANDA
NELLA PRATICA SI USA COME BANDA DEL SEGNALE 64KHz PER UN BIT RATE
64Kbit/sec.
N.B. SE HO UN CANALE CHE TAGLIA A 64KHz DEFORMO MOLTO IL bit, AD ESEMPIO
IN UNA SEQUENZA DI 1-0 (F.O. RETTANGOLARE) PASSA SOLO LA FONDAMENTALE
E IN USCITA DAL CANALE SI HA ANDAMENTO SINUISOIDALE.
1
15664
.MHz KHz
2
1/ IN f
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.12
ALLARGANDO LA BANDA DEL CANALE Bc OLTRE 64KHz SI AVRA’ :
SE POI Bc >> 64 kHz SI AVRA’ IN USCITA ANDAMENTO “QUASI” RETTANGOLARE
N.B. Tx / Rx DIGITALI NON FANNO PARTE DEL PCM !! POSSO ACCOPPIARE PCM
CON DIVERSI Tx / Rx DIGITALI (ANCHE DIVERSE FORME D’ONDA) BANDA
DIVERSA.
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.13
PCM VOCE
,8 bit PER CAMPIONE.
8000 CAMPIONI AL SECONDO
E 64 Kbit/sec (“THROUGPUT” IN LINEA O “BIT RATE”)
BANDA PCM “VOCE”
Tc 125 sec
1Tc
= “DURATA” bit
15.6sec BANDA 1/ 64KHz
A
A
sen 2
2
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.14
CODIFICATORE PCM
RIPRENDIAMO IL PCM DA UN PUNTO DI VISTA GENERALE. SISTEMA PCM USA :
CAMPIONAMENTO, QUANTIZZAZIONE, CODIFICA, PER CONVERTIRE UN SEGNALE
ANALOGICO IN UNO DIGITALE.
LP QUANT CODIF. CONVERT.
PARALL./SERIALE
x t
x Tcx
A AM1
PCM
A/D
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.15
PCM
M : Nr. LIVELLI DEL QUANTIZZATORE
n : Nr. FORME D’ONDA NELLA TRAMA
x : Nr. FORME D’ONDA DI BASE
IL CODIFICATORE GENERA UNA ‘TRAMA” COMPOSTA DA “n” FORME D’ONDA
(SCELTE FRA LE “x” DI BASE).
ES. CODIFICA BINARIA AD x=2, n=8 M=256
M X n
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.16
PCM
FORME D’ ONDA PER CODIFICA BINARIA :
• I LIVELLI SONO IMPOSTI DAL QUANTIZZATORE.• LE FORME D’ONDA DI BASE SONO DECISE DAL Tx DIGITALE.
• PER PROGETTARE IL QUANTIZZATORE DOBBIAMO VALUTARE L’ERRORE DI QUANTIZZAZIONE E RENDERLO ACCETTABILE RISPETTO AI REQUISITI DI
QUALITA’ DEL SISTEMA DI TELECOMUNICAZIONE.
SEGNALE POLARE
SEGNALE UNIPOLARE
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.17
PCM
QUANTIZZAZIONE ERRORE DI QUANTIZZAZIONE
E’ UNA VARIABILE ALEATORIA COMPRESA IN .
VEDREMO PIU’ AVANTI COME VALUTARE QUANTITATIVAMENTE L’EFFETTO DI
SULLA QUANTITA’ DELLA TRASMISSIONE.
x KT x KTq c c q
2 2,
q
A
A
j
j
1
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.18
PCM
PER RIDURRE AUMENTARE LIVELLI DI QUANTIZZAZIONE AUMENTARE
n=num. BIT/CAMPIONE PERO’ DEVO TENERE IN CONTO LA BANDA DEL CANALE.
PIU’ E’ PICCOLO, PIU’ HO BISOGNO DI BANDA.
SE AUMENTO LIVELLI AUMENTO n DIMINUISCE MAGGIORE BANDA.
q
Tc
TbitTn Tc
bit
TTnbit
c
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.19
PCM
Tx DIGITALE : SCEGLIE LE FORME D’ONDA DI BASE (ES. RETTANGOLARI).
LA SCELTA DELLE FORME D’ONDA DEVE ESSERE “CONFORME”
ALLA BANDA DEL CANALE.
DEVO VEDERE LA RICHIESTA DI BANDA DOVUTA AL (“TEMPO
DI CIFRA”).
Tbit
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.20
PCM
CODIFICA CON MEMORIA
NEL CASO IN CUI LA BANDA DEL MIO “BIT” E’ TROPPO GRANDE PER IL CANALE A
DISPOSIZIONE CODIFICA CON MEMORIA .
CONCETTO BASE : DEVO “RALLENTARE” LA VELOCITA’ DI Tx DELLE FORME
D’ONDA.
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.21
PAM CON MEMORIA
PER RIDURRE LA VELOCITA’ DI Tx DELLE FORME D’ONDA POSSO MEMORIZZARE
L’INFORMAZIONE IN USCITA DAL CODIFICATORE E “RITRASMETTERLA” ASSOCIANDO
AD OGNI FORMA D’ONDA PIU’ DI UNA CIFRA.
ES. : PCM BINARIO, M=256, 8 BIT.
POSSO MEMORIZZARE “COPPIE DI BIT” ED ASSEGNARE AD OGNI POSSIBILE
COPPIA UNA FORMA D’ONDA MODULATA IN AMPIEZZA. (Tx DIGITALE BASATA
SU Pulse Amplitude Modulation- PAM)
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.22
PAM CON MEMORIA
ES. : PCM BINARIO, M=256, 8 BIT
PAM A BANDA LARGA (MEMORIA A 2BIT)
00
01
10
11
3
3
0
0
0
0
V
V
V
V2TbitK=22=4 AMPIEZZE
1 1 1 0 0 1 0 0
3 0VV0V0 3 0VAMPIEZZE
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.23
PAM CON MEMORIAPER LA VOCE :
LA PAM SENZA MEMORIA E CON F.O. RETTANGOLARE RICHIEDE UNA BANDA
“MINIMA” DI 64 kHz (ACCETTANDO UNA FORTE DISTORSIONE DEL RETTANGOLO).
CON MEMORIA DI 2 BIT LA BANDA RICHIESTA SCENDE A 32 kHz . AL LIMITE CON
UNA MEMORIA DI 8 BIT SI PUO’ SCENDERE FINO A 8 kHz (Tb= TC). IN QUESTO
MODO HO 256 FORME D’ONDA DIVERSE, UNA PER OGNI LIVELLO.
PROBLEMI : SENSIBILITA’ AL RUMORE OPPURE SE VOGLIO SEPARAZIONE
COSTANTE TRA MOLTI LIVELLI GRANDE POTENZA MEDIA IN
TRASMISSIONE.
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.24
PER FORME D’ ONDA RETTANGOLARI DI DURATA T LA POTENZA MEDIA Pm SPESA
DAL Tx E’ DATA DA :
DOVE :
P pVm ii
K
i
1
2
V
p
T
K
i
i
AMPIEZZA GENERICA
PROBABILITA’ DELL’ AMPIEZZA
DURATA F.O. RETTANGOLARE
num. DI AMPIEZZE DIVERSE CONSIDERATE
Vi
1 12
0
2
0
22
Tv t dt
TV dt
V T
TV
T
i
Ti
i POTENZA SEGNALE DI AMPIEZZA
Vi2
Vi2
Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 6.25
N.B. : SI DOVRA’ SEMPRE VERIFICARE CHE LA FORMA D’ONDA DELLA PAM SIA
COMPATIBILE CON LA LARGHEZZA DI BANDA DEL CANALE (ALMENO 3-5
VOLTE LA BANDA DEL PRIMO LOBO DELLA ).
DIVERSAMENTE SI DOVRA’ CAMBIARE FORMA D’ONDA ED UTILIZZARE LA
PAM A BANDA STRETTA (VEDERE SEGUITO).
sinc T2
top related