PCM(Pulse Code Modulation) - 아날로그를 디지털로~

PCM(Pulse Code Modulation)

-전화(음성)등의 연속적으로 변화하는 아날로그 정보를 디지털 정보인 펄스 부호로 바꾸어서 전송하고 수신측에서는 다시 원래의 아날로그 정보로 변환하는 방식

*특징

-페이딩(fading), 전송로의 손실, 레벨변동 등의 영향에 강하다.

-왜곡, 잡음, 누화에 강하며 저품질의 전송로를 사용할 수 있다.

-점유주파수 대역폭이 넓어 광대역 전송로가 필요하다.

-단국 장치의 가격이 싸다.

-고주파 이용률이 저하되며, 고주파에 있어 전송손실 및 누화가 증대한다.

-PCM특유의 잡음이 있다.

 

1. LPF

-앞단 : 표본화 하기전에 아날로그 신호에 포함되어 있는 고조파 성분을 제거하여 표본화시 발생될 수 있는 엘리어싱을 방지.

-뒷단 : 복호화된 PCM word로 부터 원래의 아날로그 신호를 찾아낸다. 즉 복원회로의 기능 수행

2. 표본화

연속적인 신호를 주기적인 신호 진폭의 크기로 표현하는 것으로 즉 표본이며, 이와 같이 입력파형에서 표본을 뽑아내는 작용을 표본화라 한다.          Analog signal=>PAM(Pulse Amplitude Modulation)   표본화 주파수 fs>=2fm

3. 압축과 신장(Companding)

-Compression + expanding 큰 입력신호는 작게하고, 작은 입력 신호는 크게하여 양자화하고 수신측에서는 반대되는 특성 제공.

가. 일정한 S/N(신호대 잡음비)비를 얻을 수 있게 함.

나. 선형양자화를 수행하면서 비선형 양자화의 효과

다. 양자화 step수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 PCM 전송 품질 향상

4. 양자화(Quantizing)

표본화를 통해 얻은 PAM을 이산적인 값(digital양)으로 변환시키는 과정

M=2^n   M : 양자화 계단수      n : 양자화시 사용하는 bit수      ex)8bit의 양자화 레벨수 = 2^8=256level

5. 부호화(encoding)

양자화가 끝난 신호를 1과 0의 Pulse의 조합으로 변환하는 과정으로 복호화의 과정이 끝나 전송로에 송신되는 것을 PCM word 또는 PCM language라 하며 이는 Digital신호이기 때문에 잡음의 영향을 거의 받지 않는다.

6. 재생중계기(Repeater)

감쇠, 왜곡 및 위상천이등 전송로에서 받은 방해에 의하여 변형된 PCM신호를 원형으로 재생하여 전달하는 장치.

   3Rs -Reshaping(파형등화, Equalization, 등화증폭, 정형) : 전송도중 감쇠와 잡음에 의해 왜곡된 파형을 등화기와

         증폭기에 통과시켜, S/N비를 개선시킨 파형으로 재생하는 역할

         -Retiming(타이밍 재생=Beat) : 수신파형으로부터 클록을 추출하여 다시 timing파를 만들어, 파형의 위상을 재생

         시키는 역할

         -Regenerating(식별재생) : 재생된 timing파를 가지고 수신파형을 순간적으로 표본화 함으로써 1과0을 식별한 후

         재생시키는 역할

7. 복호화(Decoding)

수신된 PCM word로 부터 PAM신호를 찾아내는 것을 말하며, 복호화를 수행하는 장치를 복호기(Decoder)라 한다.