1.4.2. Особливості цифрових каналів зв’язку

Сьогодні в системах зв’язку разом з аналоговою модуляцією використовують більш прогресивні імпульсні методи модуляції, зокрема амплітудно-імпульсну модуляцію (АІМ). Імпульсні методи модуляції дозволяють поліпшити енергетичні характеристики процесу в цілому, бо тривалість випромінюваного імпульсу може бути мала в порівнянні з періодом несучої. Для передавання аналогового сигналу по каналах зв’язку методами імпульсної модуляції використовують процеси дискретизації та квантування.

Дискретизація передаваного аналогового сигналу, являє собою формування послідовності вибірок (вибіркових значень) аналогового сигналу, які беруться з частотою дискретизації . Ця частота вибирається, виходячи з умови можливості відновлення аналогового сигналу без спотворень аналогового сигналу за допомогою фільтра нижніх частот. Для сигналів з обмеженим спектром, до якого належить сигнал стандартного телефонного каналу, що має частоту зрізу 4 кГц, застосовується теорема Котельнікова-Шенона, або Котельнікова-Найквіста, або Шенона, згідно з якою . Тоді для стандартного телефонного каналу частота дискретизації складає 8 кГц. Отже вибірки (вибіркові значення) аналогового сигналу формуються з періодом дискретизації 125 мкс).

Квантування амплітуд імпульсних вибірок – процес визначення для кожної вибірки еквівалентного їй чисельного (цифрового) значення.

Вказані дві операції (дискретизація та квантування) визначають процеси, які здійснюються при імпульсно-кодовій модуляції (ІКМ) і забезпечують перехід від аналогового представлення мовного сигналу до цифрового.

ІКМ, яка відома з 1938 року, але вперше реалізована лише в 1962 році, дозволяє створювати цифрові системи телефонії, що мають порівняно з аналоговою телефонією такі переваги:

• ліквідується суттєве затухання сигналу та його зміни як впродовж сеансу, так і від сеансу до сеансу;

• практично ліквідуються сторонні шуми;

• поліпшується розбірність мови та підвищується динамічний діапазон передавання.