[공학] PCM 과 채널 코딩에 대한 세부자료

소개

PCM의 과정과 채널 코딩의 종류와 내용입니다.

목차

1. 표본화 (sampling)
2. 양자화 (quantization)
3. 부호화 (encoding)
4. 음성 부호화(speech coding)
5. 암호화 (encryption)
6. 채널 코딩 (channel coding)

본문내용

1. 표본화 (sampling)

음성, 화상 등과 같이 연속적으로 변하는 아날로그신호를 불연속적인 디지털 신호로 바꾸어 전송함에 있어 그 파형을 모두 전송할 필요는 없으며 아날로그 신호의 본래의 특성을 잃어 버리지 않는 범위에서 필요한 정보만을 효율적으로 추출하여 전송해야 한다.

표본화란 필요한 정보를 취하기 위해 음성 또는 영상과 같은 연속적인 아날로그 신호를 불연속적인 디지털 신호로 바꾸는 과정이며, 원 신호를 시긴 축 상에서 일정한 주기로 추출하는 것을 말한다. 추출된 신호의 진폭을 표본값이라 하며, 이 표본값은 일정한 간격으로 추출되는데 이 간격을 프레임 (frame) 또는 표본 간격 (sampling interval)이라 한다 이렇게 표본값으로 이루어진 펄스 열(列)을 펄스 진폭 변조 (PAM : Pulse Amplitude Modulation)라 한다.

그런데 연속적인 아날로그 신호를 불연속적인 디지털 신호로 바꾸면서 그 특성을 잃어버리지 않으려면 얼마나 자주 신호를 추출하여야 할까? 이에 대한 해답은 Nyquist라는분이 표본추출 이론 (Sampling Theorem)이라는 것에서 밝혔다. 예를 들어, 음성 신호인 경우 유효 음성 주파수 대역인 300-3.400Hz의 2배인 6,800Hz (1초당 6,800번추출)로 표본화 하면 원 신호를 문제없이 재생할 수 있다는 것이다. 그러나 실제의 경우 많은채널을 구성할 경우 여파기의 특성이 이상적이지 못하므로 실제로는 다소 여유를 두어 2배가 넘는 8,000Hz (1초당 8,000번 추출)로 표본화하고 있다.


2. 양자화 (quantization)
표본화에 의해 얻은 PAM신호를 디지털화하기 위해 진폭축으로 이산값(서로 떨어져 있는값)을 갖도록 처리하는 것을 양자화(quantization)라 한다. 양자화 과정은 그림 1-3에 나타나 있으며 그림에서 알 수 있듯이 첫번째 0과 +1사이의 PAM 신호는 ‘0’으로 그리고두번째 +1과 +2사이의 PAM 신호는 ‘+2’의 이산값으로 양자화한다. PAM신호를 양자화하기 위한 출력 레벨의 간격을 양자화 폭(quantization step size)이라 하며 양자화 폭의 수는 이진 부호의 비트 수에 의해 결정된다. 비트 수를 많게 하면 원 신호를 충실히 부호화할 수 있는 대신에 동일한 시간에 많은 비트를 보내야 하므로 고속의 데이터 전송이 필요하게된다.

참고자료

· 없음