표본화 & 양자화 & 부호화

신호 처리 과정
통신에서 다루어지는 정보 신호는 사람의 음성, 화상과 같이 시간 영역 상에서 진폭과 주파수가 영속적으로 변하는 아날로그 신호들이 대부분이다. 이러한 신호를 현재의 디지털 통신계를 통해 정보를 송신단에서 수신단에 전달하기 위해서는 아날로그 신호(analog signal)를 디지털량으로 변환해야 한다. 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환해서 전송하는 디지털 통신(digital communication)에서는 신호 파형의 디지털 표현은 기본적으로 중요한 문제의 하나이다. 아날로그인 음성 신호를 전송하기 위해 송신단에서는 음성의 디지털 데이터를 생성하기 위해, 일반적으로 표본화(sampling), 양자화(quantization) 및 부호화(coding)라는 세 가지 기본 조작을 통해 신호 파형에 차례로 변형시킨다.

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PCM은 위에서 설명한 바왿� 같이 펄스 변조왿� 마찬가지로 표본화를 시행하여 PAM파를 생성하고(샘플 앤드 홀드), 각 PAM 펄스ㅡㄹ 양자화 한다. 양자화란 각 펄스 진폭에 해당하는 부호(code 값)을 부여하기 위해 해당 레벨로 근사화 시키는 것을 말한다. 이 때 양자화 오차(quantization error)가 필연적으로 발생하게 되고, 그 오차는 레벨 간격의 반을 넘을 수 없다. 이렇게 양자화 된 펄스 진폭이 2진 디지털 코드로 바뀌게 된다. (아날로그 디지털 변환) 일반적인 유선 전화 시스템에서는 음성의 대역폭을 4KHz로 보면, 표본화 주파수는 표본화 정리에 의해 8KHz가 된다. 또한, 이 8KHz를 8비트(2^8=256레벨)로 부호화 함으로 8KHz * 8비트는 64Kbps(bit per second)가 된다.

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PCM - 복호화
부호화된 PCM신호를 복호화하는 과정은 원리적으로는 부호화의 역조작을 시행하는 것으로 먼저 PCM신호를 고친 다음 원래의 아날로그 신호로 변환한다.
오늘날에는 1칩으로서 부호화 회로왿� 복호화 회로를 조합시켜 집적화한 PCM코덱(coder-decoder : CODEC) LSI(large scale integration : 대규모직접회로)등을 각종 입수할 수 있으며, 블랙박스로서 이용할 수 있게 되어 있다.