Что такое DM, LDM, CVSD и ADPCM?

Модуляция Delta (DM) является дифференциальным методом квантования или кодирования формы волны. Энкодер DM использует ошибку между исходным сигналом, который будет закодирован и сам закодированный сигнал, чтобы создать дифференцированно квантованный поток данных. Этот поток данных, обычно вычисленный сигнал ошибки, является сигналом более низкого битрейта, который может декодироваться совпадающим декодером на стороне приемника для того, чтобы достигнуть сжатия данных, и поэтому низких уровней передачи данных.

Линейная модуляция Delta (LDM), Наклонная Модуляция Delta С плавкой регулировкой (CVSD) и Адаптивная дифференциальная импульсная модуляция кода (ADPCM) являются дифференциальными методами кодирования формы волны. Каждый использует двухуровневые, или однобитные, энкодеры и может быть выполнен во многих различная выборка или скорости передачи данных. Закодированный битрейт обычно прямо пропорционален частоте дискретизации входного сигнала. Например, и в LDM и в CVSD, один бит за выборку используется для расчета закодированный поток данных.

В LDM постоянный неродной размер используется, чтобы аппроксимировать входной сигнал одним битом на выборку сигнала. В закодированном потоке битов, каждый 1 бит увеличения амплитуда неродным размером по сравнению с предыдущей декодируемой выборкой сигнала. Каждый уменьшения на 0 битов амплитуда неродным размером. Используя LDM, эффективность энкодера может пострадать из-за условия, известного как "наклонную перегрузку", когда наклон входного сигнала изменяется слишком быстро для энкодера, чтобы отследить его точно, например, во время высокочастотного содержимого.

CVSD является LDM со сложением адаптивного неродного размера. Путем корректировки или адаптации неродного размера к изменениям в наклоне входного сигнала, энкодер может представлять низкочастотные сигналы большей точностью, не жертвуя такой же эффективностью, должной клониться перегрузка на более высоких частотах. Когда наклон входного сигнала изменяется слишком быстро для энкодера, чтобы не отставать от него, неродной размер увеличен. С другой стороны, когда наклон входного сигнала медленно изменяется, неродной размер уменьшен. Детектор наклонной перегрузки и силлабический фильтр используются в сочетании с импульсным амплитудным модулятором (PAM), чтобы выполнить адаптацию неродного размера.

CVSD используется и в коммерческих и в военных коммуникациях, где "междугородное качество" или "коммуникационное качество" требуются, все же низкая сложность расчета и низкие требования к памяти желательны. Двумя примерами этого метода является американский миллиметр STD-188 113 (CVSD на 32 КБ и на 16 КБ) и американские федеральные Стандартные 1023 (CVSD на 12 КБ). Кроме того, закодированные данные CVSD могут быть зашифрованы и сделаны более безопасные, который желателен для многих приложений радиосвязей включая речь и аудиокодирование общего назначения.

ADPCM похож на CVSD, однако это обеспечивает больше точности и поэтому сохраненной полосы пропускания частоты за счет дополнительных вычислительных требований для вычислений неродного размера адаптации.

Сравнение методов

Осциллографы модели показывают поведение трех методов кодирования. Первое отображение в каждом осциллографе отображает исходный сигнал желтым и восстановленный сигнал пурпурного цвета, который кодировался и затем декодировался. Можно наблюдать ответ каждого метода и в постоянные и в быстро изменяющиеся области сигнала.

Поскольку LCM использует постоянный размер шага, он показывает наклонную перегрузку, в то время как сигнал изменяется быстро и гранулированный шум, в то время как сигнал является постоянным. И CVSD и ADPCM смягчают эти проблемы с помощью переменного размера шага.

И для CVSD и для ADPCM переменный размер шага показывают в центральном отображении. Для всех трех методов однобитное кодируемое сообщение передачи показывают в более низком отображении.

Ссылки

Proakis, J. G. Цифровая связь. Треть Эд. Секунда. 3 ("кодирование источника"). Макгроу Хилл. 1995.

Тейлор, D. S. "Проект наклона с плавкой регулировкой системы связи модуляции Delta". Указания по применению AN1544/D. Motorola®, Inc. 1996.

"Наклон с плавкой регулировкой модуляция Delta: пример". Документ приложения. № 20830070.001. MX-COM, Inc., Уинстон-Сейлем, Северная Каролина, 1997.

Conahan, S., Альва, C. и Норрис, J. "Реализация CVSD на 16 Кбит/с В реальном времени Цифровой Голосовой кодек на DSP Фиксированной точки". Международная конференция по вопросам Приложений Обработки сигналов и Технологии (ICSPAT) Продолжения, Издание 1. 1998. стр 282-286.