Etude programmée d'un modem ADPCM 32kbits/s pour les transmissions numériques

Thèmes abordés

Etude programmée, modem ADPCM 32kbits/s, transmissions numériques, télécommunications numériques, codage de l’information

Résumé du document

Les fonctions de base de traitement du signal utilisées en télécommunication
numérique :
- Le formatage et codage à la source
- La modulation
- Le codage de voie
- Le multiplexage
- L'étalement de spectre
- Le chiffrement
- La synchronisation

Extraits

[...] Si toutes les variables d'état du décodeur et du codeur ont des valeurs identiques et s'il n'y a pas d'erreur de transmission, le fait de forcer les deux séquences de sortie à 4 bits du quantificateur à être identiques pour l'ensemble des valeurs de garantit qu'il n' y a pas d'accumulation de la distorsion. [...]

[...] ( voir la fonction Void Estimation() dans la partie Filtre 6 zéros et 2 pôles dans le programme de simulation, annexe 2 ) Sr(k) dq(k) Z-1 Z-1 + Accumulateur Sez(k) Se(k) Sr(k-1) Sr(k-2) + + a2 a1 La somme des sorties des deux filtre à 2 pôles et à 6 zéros, donne la valeur du signal d'estimation, Se(k) Sd(k) 32Kb/s Se(k) Sr(k) dq(k) Sp(k) al(k) Quantificateur adaptatif inverse Calcul du signal reconstitué Conversion du format PCM de sortie Ajustement et synchronisation du code Prédicteur adaptatif Adaptation de contrôleur de vitesse Adaptation de facteur d'échelle de quantification Principe du décodeur ADPCM La fonction du décodeur est de recevoir un signal ADPCM 32 kbits/s et le transcoder en un signal PCM logarithmique 64 kbits/s. [...]

[...] ETUDE PROGRAMMEE D'UN MODEM ADPCM 32kbits/s POUR LES TRANSMISSIONS NUMERIQUES (CCITT,Avis G.721) Introduction Principes de base des télécommunications numériques Les fonctions de base de traitement du signal utilisées en télécommunication numérique Le formatage et codage à la source La modulation Le codage de voie Le multiplexage L'étalement de spectre Le chiffrement La synchronisation Compression et codage de l'information Notions et définitions La compression Types de compression Compression sans perte d'information Compression avec perte d'information Le codage PCM (MIC) Le codage PCM adaptatif (APCM) Le codage PCM différentiel (DPCM) Le codage adaptatif différentiel (ADPCM) Dans ce second type de compression, on cite Comme exemple, les formes de codage suivantes Le codage APCM ( MIC adaptatif ) Sr(k) Quantificateur Adaptateur de pas Emetteur Quantificateur inverse Adaptateur de pas Récepteur Diagramme du bloc APCM Le codage DPCM ( MIC différentiel ) Emetteur Quantificateur Quantificateur inverse Prédicteur Prédicteur Quantificateur inverse Se(k) dq(k) Sr(k) Sr(k) Se(k) dq(k) + + + - Diagramme du bloc DPCM Récepteur Quantificateur Quantificateur inverse Quantificateur inverse Prédicteur adaptatif Prédicteur adaptatif Adaptateur de pas Adaptateur de pas + + Se(k) + dq(k) Sr(k) Se(k) dq(k) Sr(k) - Emetteur Récepteur Le codage ADPCM ( MIC différentiel adaptatif ) ADPCM, présente différentes variantes à savoir : ADPCM G.721 Débit :32 kbits/s Echantillons codé sur 4 bits Très bonne qualité ( MOS Retard négligeable ( 0.125 ms ) Complexité : 6.5 MIPS ADPCM G.726 Débit : 40/32/24/16 kbits/s Echantillons codé sur 5/4/3/2 bits Qualité ( MOS 4,5 à Retard et Complexité :même que G.721 ADPCM G.722 Débit : 64/56/48 kbits/s Echantillonnage à 16 khz Excellente qualité Retard négligeable ( 0.125 ms ) Technique utilisée pour la visioconférence sur RNIS ( H.320 ) Les applications d' ADPCM Parmi les applications d'ADPCM , on cite : Les boucles radio locales ( WLL, Wireless local loop ) Les télécommunication par satellite Le système de téléphonie sur Internet Système de commutation ( PABX, Private automatic branch exchange ) ADPCM,appliquée à l'audio est une forme de compression et codage normalisée par la recommandation G.721du CCITT Principe du codeur ADPCM La fonction de l'encodeur, est de recevoir un signal PCM logarithmique 64 kbits/s et le transcoder en un signal ADPCM 32 kbits/s Sr(k) Se(k) - + + Sl(k) Se(k) al(k) dq(k) + + Conversion du format PCM d'entrée Quantificateur adaptatif Adaptation du facteur d'échelle de quantification Commande de la vitesse d'adaptation Quantificateur adaptatif inverse Prédicteur adaptatif Sortie 32 kbits/s Entrée 64 kbits/s Fonction des différents blocs communs au codeur et au décodeur Conversion du code MIC d'entrée Conversion du format PCM d'entrée Entrée PCM logarithmique 64 kbits/s Sl(k) Sortie PCM linéaire Calcul du signal de différence Cette partie est représentée dans nôtre programme de simulation par la fonction Différence() + Sl(k) Se(k) - + ( Signal de différence ) ( Signal d'estimation ) ( Signal linéaire ) = Sl(k) – Se(k) Le quantificateur adaptatif ( Signal de sortie ) Quantificateur adaptatif ( Facteur d'échelle de quantification ) Signal de différence = log2 Le quantificateur adaptatif inverse ( Signal de différence quantifié ) ( Facteur d'échelle de quantification ) ( Signal de sortie 32 kbits/s ) dq(k) Quantificateur adaptatif inverse Ce tableau présente les caractéristique des entrées et sorties normalisées du quantificateur Gamme de l'entrée quantifiée et normalisée : log2 Sortie quantifiée et normalisée log2 dq(k) [ + ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] ] - 0.05 ] - 1.05 La fonction qui représente ces caractéristiques d'entée et sortie dans nôtre programme de simulation est la fonction Codage() et Décodage() L'adaptation du facteur d'échelle du quantificateur. [...]

[...] La majorité des blocs utilisés dans le décodeur sont aussi utilisés dans codeur. Conversion du format PCM de sortie ( Signal reconstitué PCM linéaire ) ( Signal de sortie PCM logarithmique ) Sr(k) Sp(k) Conversion du format PCM de sortie Ajustement et synchronisation du code: quand un décodeur est connecté en synchronisme à un codeur, le dispositif d'ajustement du code fait une estimation de la quantification dans le codeur. [...]