시분할 PCM의 압신(A-law, u-law)

(1) 압신이란?
: 압신(Companding)은 압축(Compressing) 및 신장(Expanding)의 합성어로서 낮은 레벨 음성신호가 전송될 때와 아무 신호가 없을 때 발생하는 잡음을 감소시키기 위한 방법이다. 다음 그림에서 보는 바와 같이 압축기의 증폭특성은 높은 레벨에 대해서보다 낮은 레벨의 신호에 대해서 더 크다. 송신부에는 선형 8비트 A/D변환기 전단에 압축기를 두어 신호를 압축한 다음 수신부에서 복호 할때는 그 반대의 특성의 신장기를 두어 신장하므로써 비선형 양자화를 행한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

실현 가능한 압축, 신장특성의 대표적인 예로는 대수(logarithm) 함수,쌍곡선 함수 등이 있으나 주로 쓰이는 특성은 대수 압신이며 다이오드(diode)의 전압 전류 특성의 비직선성을 이용하여 실현되고 대수압신 특성식은 다음과 같다.

(2) A-law , u-law

μ법칙(μ:255)은 주로 북미(미국,캐나다)지역에서 표준방식으로 채택하여 많이 사용하고 있으며, 국내에서도 1.544Mbps 1차 다중화장치에 이 방식을 적용하였으며, 또한 2.048Mbps 1차 다중화장치(유럽방식)에는 13개의 절분 곡선을 갖는 A법칙(A:87.6)을 사용하고 있다.

μ법칙에서 대수압신 특성 곡선은 직선의 마디(절선 : segment)로 이루어 졌으며 (+)측 8절선, (-)측 8절선의 특징을 갖는다. (+)와 (-)의 합은 15절선(+, -의 제 1번 절선은 직선임)으로 되어 보통 15절선 압신 특성이라 한다. (+)측으로 128분절(8절선×16분절), (-)측으로 128분절(8절선×16분절)로 되어 총 256개의 양자화 분절(step)로 이루어져 있다. 이는 8비트로 표현할 수 있는 256가지와 같다. 이러한 압신기에 의한 비선형 양자화의 필요성은 낮은 레벨의 신호에 있어서는 신호/잡음비가 너무 나쁘고, 높은 레벨의 신호에 대해서는 신호/잡음비가 좋기 때문에 신호 레벨의 크기에 관계없이 신호/잡음비를 균일하게 하여 상대적으로 오차를 일정하게 하는 데 있다.

ITU-T에서는 PCM 전송에 대해서 μ법칙과 A법칙의 두 가지 압신 법칙을 권고하고 있는데, μ법칙은 24채널 방식에서, A법칙은 30채널 방식에서 각각 사용한다.