Analogisten ja digitaalisten signaalien muuntaminen on edullista monille sovelluksille, koska digitaaliset signaalit ovat vähemmän alttiita melulle. Digitaalinen viestintäjärjestelmä tarjoaa paremman suorituskyvyn, luotettavuuden, turvallisuuden, tehokkuuden ja järjestelmän integroinnin. PCM ja DPCM ovat erilliset lähdekoodaustekniikat, ymmärrämme niiden välisen eron vertailukaavion kanssa.
Vertailukaavio
| Vertailun perusteet | PCM | DPCM |
|---|---|---|
| Mukana olevien bittien lukumäärä | 4, 8 tai 16 bittiä näytettä kohti. | Yli yksi mutta vähemmän kuin PCM. |
| Kvantisointivirhe ja vääristymä | Riippuu tasojen määrästä. | Rinteen ylikuormituksen vääristyminen ja kvantisointimelu voisivat esiintyä. |
| Lähetyskanavan kaistanleveys | Vaatii suuren kaistanleveyden. | Tarvitset vähemmän kaistanleveyttä kuin PCM. |
| palaute | Ei anna palautetta. | Palautetta annetaan. |
| Merkinnän monimutkaisuus | monimutkainen | Yksinkertainen |
| Signaalin ja kohinan suhde | Hyvä | Keskiverto |
| Soveltamisala | Ääni, video ja puhelin. | Puhe ja video. |
| Bittiä / näyte | 7/8 | 4/6 |
| Bittien nopeus | 56-64 | 32-48 |
Määritelmä PCM
PCM (pulssikoodimodulointi) on lähdekoodausstrategia, jossa koodatun pulssin sekvenssiä käytetään viestisignaalin esittämiseen apuna, joka piirtää signaalin ajaksi ja amplitudiksi erillisessä muodossa. Siihen kuuluu kaksi perusoperaatiota - aika-diskretisointi ja amplitudin diskretisointi. Aikojen diskretisointi suoritetaan näytteenoton avulla ja amplitudin diskretisointi saavutetaan kvantisoimalla. Se sisältää myös lisävaiheen, joka koodaa, jossa kvantisoidut amplitudit tuottavat yksinkertaisia pulssimalleja.
PCM-prosessi on jaettu kolmeen osaan, ensin lähetys lähdepäässä, toiseksi regenerointi lähetysreitillä ja vastaanottopää.
Lähdeen lähetyksen lopussa suoritettavat toiminnot -
- Näytteenotto - Näytteenotto on prosessi, jolla mitataan signaali tasaisin välein, joissa viestin (kantataajuus) signaali näytetään suorakulmaisten pulssien linjalla. Nämä pulssit ovat äärimmäisen supistuneet hetkellisen näytteenottoprosessin tiivistämiseksi. Peruskaistan signaalin tarkka rekonstruointi saadaan, kun näytteenottotaajuuden tulisi olla suurempi kuin kaksinkertainen korkein taajuuskomponentti, joka tunnetaan nimellä Nyquist-nopeus .
- Kvantisointi - Näytteenoton jälkeen viestin signaali läpäisee kvantisoinnin, joka antaa erillisen esityksen sekä ajan että amplitudin suhteen. Kvantisointimenetelmässä näytteistetyt esiintymät ovat eriteltyinä kiinteinä arvoina tietyllä alueella.
- Koodaus - Lähetetty signaali tehostuu häiriötä vastaan ja meluaa kvantisoidun signaalin kääntämällä sen sopivammaksi signaalin muotoksi ja tämä käännös tunnetaan koodauksena.
Toiminnot, jotka suoritetaan uudelleenkäytön aikana siirtoreitin varrella -
Vastaanottopäässä suoritetut toiminnot -
- Dekoodaus ja laajentaminen - regeneroinnin jälkeen signaalin puhtaat pulssit yhdistetään koodisanaksi. Sitten koodisana dekoodataan kvantisoiduksi PAM-signaaliksi (Pulse Amplitude Modulation). Nämä dekoodatut signaalit edustavat pakattujen näytteiden ennustettua sekvenssiä.
- Uudelleenrakentaminen - Tässä toiminnossa alkuperäinen signaali otetaan vastaan vastaanottopäässä.
Määritelmä DPCM
DPCM (differentiaalinen pulssin koodimodulointi) on vain PCM: n muunnos. PCM ei ole tehokas, koska se tuottaa paljon bittejä ja kuluttaa enemmän kaistanleveyttä. Niinpä edellä mainitun ongelman voittamiseksi DPCM suunniteltiin. Samoin kuin PCM, DPCM koostuu näytteenotto-, kvantisointi- ja koodausprosesseista. Mutta DPCM eroaa PCM: stä, koska se kvantisoi todellisen näytteen ja ennustetun arvon eron. Tästä syystä sitä kutsutaan differentiaaliseksi PCM: ksi.
DPCM käyttää PCM: n yhteistä ominaisuutta, jossa käytetään vierekkäisten näytteiden suurta korrelaatiotasoa . Tämä korrelaatio syntyy, kun signaalia näytteistetään nopeudella, joka on suurempi kuin Nyquist-nopeus. Korrelaatio tarkoittaa, että signaali ei sovi muutokseen nopeasti näytteestä toiseen.
Erittäin korreloidun signaalin koodaus standardissa PCM-järjestelmässä tuottaa tarpeettomia tietoja. Poistamalla redundanssi voidaan tuottaa tehokkaampaa signaalia.
PCM: n ja DPCM: n keskeiset erot
- PCM: ään sisältyvien bittien lukumäärä on 4, 8 tai 16 bittiä näytettä kohti. Toisaalta DPCM sisältää bittejä enemmän kuin yhden, mutta vähemmän kuin PCM: ssä käytettyjen bittien lukumäärä
- Sekä PCM- että DPCM-tekniikat kärsivät kvantisointivirheestä ja vääristymisestä, mutta eri laajuisesti.
- DPCM vaatii vähemmän kaistanleveyttä, kun PCM toimii suuremmalla kaistanleveydellä.
- PCM ei anna palautetta. Sitä vastoin DPCM antaa palautetta.
- PCM koostuu monimutkaisesta merkinnästä. DPCM: llä on yksinkertainen merkintä.
- DPCM: llä on keskimääräinen signaali-kohinasuhde. Päinvastoin, PCM: llä on parempi signaali-kohinasuhde.
- PCM: ää käytetään audio-, video- ja puhelinsovelluksissa. Toisaalta DPCM: ää käytetään puheen ja videon sovelluksissa.
- Jos puhumme tehokkuudesta, DPCM on askel edellä PCM: ää.
johtopäätös
PCM-menettely näytteet ja muuntaa analogisen aaltomuodon digitaaliseksi koodiksi suoraan analogisen digitaalimuuntimen avulla. Toisaalta DPCM tekee samanlaisen työn, mutta käyttää monibittistä erotusarvoa.
