DPCM

1.개요

2. 고효율 PCM

3. DPCM

 3.1 개요

 3.2 DPCM의 구성도

4. DM(Deltal Modulation, 델타변조)

  4.1 개요

  4.2 DM 구성도 및 파형

  4.3 특징

5. Adaptive DPCM, DM

6. 상호비교

 

 

 

1. 개요

  - 아날로그 신호를 표본화, 양자화, 부호화하여 디지털 데이터로 변환하는 것을 PCM(Pulse Code Modulation)이라고 함

  - PCM은 64kbps 속도로 광대역성을 가짐

  - PCM 신호 전송 시 전송 효율을 높이기 위해 DPCM, DM을 사용함

 

2. 고효율 PCM

  - DPCM, DM, ADPCM, ADM

  - bps=fs*n, n을 낮추므로써 전송 용량을 낮추고자 함

  - sample 당 비트수: PCM(8bits)

                               DPCM(4bits)----->ADPCM

                               DM(1bit)----->ADM

 

3. DPCM

 3.1 개요

  - DPCM은 실제 표본값과 예측된 표본값의 차이만을 부호화하여 정보량을 감소시킴

  - 차만을 양자화하기 때문에 양자화 Step가 줄어들어 정보량이 줄어듬

  - 음성과 영상신호는 데이터간 상관성이 높아 DPCM 적용 시 효율적인 특성 결과를 얻게 됨

  - DPCM의 성능 개선을 위해 적응형 양자화기와 적응형 예측기를 사용한 ADPCM이 사용됨

 

 3.2 DPCM의 구성도

 

<참조> http://linecard.tistory.com/24

 

4. DM(Deltal Modulation, 델타변조)

  4.1 개요

  - 순시 진폭값과 예측값과의 차이를 1bit 부호화로 처리하여 정보전송량을 크게 줄임

  - 차분신호 ∇t가 단지 1비트로 부호화되는 가장 간단한 DPCM 형태임

  - DM은 현재의 표본값에서 이전 표본값을 뺀 차동신호가 (+)이며 '1'로 (-)이면 '0'으로 부화화하는 방 식

  - 1bit 양자화기를 사용하기 때문에 양자화 잡음을 줄이기 위해 Oversampling 한다

    (음성의 경우 DPCM fs=8kHz, DM fs=16kHz)

 

  4.2 DM 구성도 및 파형

  - DM 구성도는 DPCM과 동일(단지 DM에서는 1bit 양자화기, DPCM에서는 4bit 양자화기)

  - 델타 변조기의 파형

     아날로그 파형이 급격하게 변하는 경우 그 변화를 추적할 수 없을 때 경사 과부하 잡음(Slope Overload Noise)

                             완만하게 변화할 경우 입상(Granular) 잡음이 발생

 

  4.3 특징

    -  델타 변조는 정보량을 상당히 줄일 수 있고(많은 정보를 압축), 회로구성이 간단하여 신뢰성이 높음

    - 전송 중의 에러에 대단히 강하여 BER이 10^-1~10^-2 정도로 저하되어도 음성통신 가능

 

5. Adaptive DPCM, DM

  - DPCM, DM 방식의 성능을 개선하기 위해 적응형 양자화기와 적응형 예측기를 사용하는 고효율 PCM 방식

  - 입력신호의 기울기가 커지면, 양자화 Step Size 증가시킨다(경사 과부하 잡음 감소)

  - 입력신호의 기울기가 작아지면, 양자화 Step Size 감소시킨다(입상 잡음 감소)

 

6. 상호비교

구분	PCM	DPCM	ADPCM	DM	ADM
표본화주파수	8kHz	8kHz	8kHz	16kHz	16kHz
표본당 비트수	8bit	4bit	4bit	1bit	1bit
전송속도	64kbps	32kbps	32kbps	16kbps	16kbps
양자화단계	256(2^8)	16(2^4)	16(2^4)	2(2^1)	2(2^1)
System 구성	보통	복잡	매우복잡	매우간단	간단
잡음	양자화	양자화		과부하/입상 잡음