Transmisión PCM

PCM

Pulse Code Modulation - PCM


Modulación por pulsos codificados






Forma básica de modulación digital de
pulsos
Mensaje representado por una secuencia
de pulsos codificados (representación de la
señal mensaje en forma discreta en tiempo
y amplitud)
Operaciones básicas:




Muestreo (S)
Cuantización (Q)
Codificación (E)

Pulse Code Modulation - PCM
Cadamuestra que entra al codificador se cuantifica
en un determinado nivel de entre un conjunto
finito de niveles de reconstrucción. Cada uno de
estos niveles se hace corresponder con una
secuencia de dígitos binarios, y esto es lo que se
envía al receptor. Se pueden usar distintos
criterios para llevar a cabo la cuantificación,
siendo el más usado el de la cuantificación
logarítmica.Pulse Code Modulation - PCM





El filtro es para prevenir el aliasing la señal
mensaje.
El Q (Quantizer) y el E (Encoder) forman el
conversor A/D

Pulse Code Modulation - PCM




En el receptor las operaciones básicas son la
regeneración de la señal dañada, decodificación y
reconstrucción de un tren de muestras cuantizadas.

Se utiliza masivamente para comunicacionestelefónicas

Pulse Code Modulation - PCM

Muestreo (S) - PCM




El filtro pasabajos limita la frecuencia
de la señal analógica de entrada.
El bloque muestreador, toma muestras,
en forma periódica, de la señal
analógica y la convierte en una señal
PAM de varios niveles (sample and
hold). Secuencia de pulsos con
amplitudes variables acordes con el
valor de la muestraCuantificación (Q) – PCM




La versión muestreada de una señal es
luego cuantificada, nueva versión
discreta en amplitud y tiempo.
En comunicaciones telefónicas se
prefiere utilizar una separación variable
entre los niveles de representación


Ej.: El rango de voltaje de una señal de voz
están en el orden de 1000 a 1

Cuantificación (Q) – PCM


Cuantificador no uniforme: A medida
quela señal I/O aumenta, aumenta
también el salto/cuanto.




Saltos grandes, excursiones de la señal en
rangos grandes de amplitud, ocurren en
forma no frecuente.
Saltos pequeños, necesitan mayor
cobertura a expensas de los saltos grandes

Cuantificación (Q) – PCM




Cuantificador no uniforme es equivalente a
hacer pasar la señal por un compresor y
luego aplicar la señalcomprimida a un
cuantificador uniforme.
Ley de compresión m




m y v son voltajes normalizados de entrada y salida.
m es una ctte. >0

Cuantificación (Q) – PCM


Para un dado valor de m, la
recíproca de la pendiente de
la curva de compresión que
define los saltos cuánticos,
está dada por la derivada de
ImI, respecto de IvI

Cuantificación (Q) – PCM






La ley mes aproximadamente logarítmica
para mImI>>1
En USA y Japón se utiliza
compresión/expansión de ley m.
Los primeros sistemas de transmisión digital
de Bell Systems utilizaban PCM de 7 bits con
m = 100, los más recientes utilizan PCM de 8
bits con m = 255

Cuantificación (Q) – PCM


Otra ley de compresión
muy utilizada en la práctica
es la llamada ley A
definida por

Cuantificación(Q) – PCM




El caso A = 1 corresponde a cuantificación
uniforme.
La recíproca de la pendiente de la curva de
compresión está dada por la derivada de ImI
respecto de IvI

Cuantificación (Q) – PCM






En Europa el ITU ha establecido el uso del
compresor / expansor ley A para aproximar el
proceso logarítmico.
El comportamiento es inferior a ley m para
señales pequeñas(ruido de canal inactivo).
La ley A es de uso en Europa, Sudamérica y
en todas las rutas internacionales, debiendo
los países que usan ley m adaptarse para las
mismas. (A = 87.6)

Cuantificación (Q) – PCM




Para restaurar las muestras de la señal a su
nivel correcto, se deberá utilizar un
dispositivo en el Rx con una característica
complementaria al compresor; un expansor....