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PRESENTADO POR:

Mg.Ing. Wilbert Chávez Irazábal

MODULACIÓN DPCM

Y ADPCM

Sistema de Transmisión PCM

Universidad Nacional Mayor de San Marcos Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica

Modulación DPCM

La representación (codificación) en PCM de fuentes “suaves” o “lentas” guarda una fuerte correlación. Ejemplo de señal de video: Xk (Ts,1:4): 155 155 157 158 1 2 3 4 t/TS (155)d (157)d (158)d (155)d xk Representación binaria en 8bit-PCM 155: 10011011 157: 10011101 158: 10011110 ¡¡¡Los primeros 5 bits MSB no cambian!!! Ocurre un desperdicio de recursos... SOLUCIÓN:  Predecir cada muestra a partir de su vecinas  Cuantizar el residuo (diferencia entre dos muestras sucesivas) de la predicción con PCM  Se obtiene un menor error de cuantización para la misma tasa de bits. Se reduce la tasa de transmisión (asumiendo que el bit MSB es de signo:

1. Con 8bit-PCM: 64Kbps
2. Con 3bit-DPCM: 18.28Kbps Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica

Modulación DPCM

DPCM es una modulación forma de onda que parte de la base de PCM pero añade algunas funcionalidades basadas en la predicción de las muestras de la señal. Para minimizar la potencia del error de cuantificación los codificadores DPCM utilizan bloques Predictores para obtener una buena estimación de la muestra y así cuantificar la diferencia Universidad Nacional Mayor de San Marcos Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica

Sistema de Transmisión DPCM

Este tipo de codificador DPCM presenta un problema de acumulación de errores en el receptor en caso que no pueda cuantificarse la diferencia entre una muestra y su predicción con el numero de bits que se este utilizando. Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica

Sistema de Transmisión DPCM Perfeccionado

Universidad Nacional Mayor de San Marcos Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica

Sistema de Transmisión DPCM Perfeccionado

 Cuantizador

Q(x)

x k e^ k yk

xˆk x k TRANSMISOR Muestreador x(t )

k k

x k y xˆ ek xkxˆ k Filtro de Predicción Z-T^ (Tc=1) Forma de Onda DPCM xˆ k yk ekq k ek xkxˆ k yk ekq k Entrada al cuantizador, denominado el error de predicción. Salida del cuantizador, donde qk es denominado error de cuantización. k k

x k  y xˆ Entrada al predictor. Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica

Sistema de Transmisión DPCM

La cuantificación se realiza sobre la diferencia entre la muestra de señal actual y una predicción de la misma. Lo que se transmite es el error de predicción cuantificado. El predictor opera los valore cuantizados en el transmisor lo mismo que en el receptor para reducir al mínimo el ruido de cuantizacion en la señal analógica recuperada, y el ruido de cuantizacion no se acumula. Los pesos deben calcularse en base a la estadística de la señal; específicamente se debe usar la función de autocorrelación para el cálculo de los coeficientes. Universidad Nacional Mayor de San Marcos Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica

 Para una señal banda base x(t), la varianza ^2 X es fija, así: G (^) P  maximizada  σE^2  min imizada  Si el predictor es bueno, entonces ^2 E < ^2 X. En otras palabra, para un número dado de niveles de Cuantizacion, la varianza del error de Cuantizacion qk para ek es mas pequeño que la varianza del error de Cuantizacion qk para xk en PCM.

Relación Señal a Ruido en un sistema DPCM

Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica

Sistema de Transmisión ADPCM

Un aspecto de un proceso cuasi-estacionario es que la varianza y la función de autocorrelacion de la fuente (señal de información) cambia lentamente con respecto del tiempo. Sin embargo, PCM y DPCM son técnicas basadas en señales estacionarias. La eficiencia y desempeño de estas técnicas pueden ser mejoradas al adaptarlas de acuerdo a los cambios estadísticos que presentan las señales de información. Universidad Nacional Mayor de San Marcos Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica

Sistema de Transmisión ADPCM

Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica

Sistema de Transmisión ADPCM

 Adaptive Differential Pulse Code Modulation” (G.726) ADPCM es un codificador de forma de onda BASADO EN DPCM que añade algunas funcionalidades.  Antes de la digitalización se coge la señal analógica y se divide en bandas de frecuencia gracias a los filtros QMF (“Quadrature Mirror Filter”) , donde se obtienen sub-bandas de señal.  Cada sub-banda es tratada de modo distinto utilizando las propiedades de DPCM, es decir, se lleva a cabo el proceso de muestreo, cuantificación del error de predicción y finalmente se codifica. Universidad Nacional Mayor de San Marcos Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica

Sistema de Transmisión ADPCM

FILTRO ESPEJO EN CUADRATURA

En procesamiento digital de señales, un filtro espejo en cuadratura (Quadrature mirror filter, QMF) es un filtro que divide la señal de entrada en dos bandas que posteriormente suelen ser submuestreadas por un factor 2. Además, ambas bandas (superior e inferior) de frecuencias se intercambian entre sí. Es decir, las frecuencias bajas se codifican como frecuencias altas y viceversa. Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica