Hoe een digitaal signaal over een afstand wordt verzonden

Als een analoog signaal continu is, dan is een digitaal signaal een signaal dat een opeenvolging is van discrete (duidelijk gescheiden in grootte en tijd) waarden die veelvouden zijn van een bepaalde minimumwaarde.

In de moderne wereld worden bij het verzenden van informatie binaire signalen, zogenaamde bitstreams (reeksen van «0» en «1») het vaakst gebruikt, aangezien reeksen van dit formaat gemakkelijk kunnen worden gecodeerd en onmiddellijk kunnen worden gebruikt in binaire elektronica… Om een ​​digitaal signaal over een analoog kanaal (radio of elektrisch) te verzenden, wordt het geconverteerd, dat wil zeggen gemoduleerd. En bij ontvangst demoduleren ze het terug.

Het digitale signaal heeft een belangrijke eigenschap, namelijk de mogelijkheid om het volledig te regenereren in de repeater. En wanneer het digitale signaal dat in het communicatiesysteem wordt verzonden, ruis bevat, kan het in de repeater worden hersteld tot een bepaalde signaal / ruisverhouding. Dat wil zeggen, als het signaal met minimale interferentie is aangekomen, wordt het omgezet in digitale vorm en volledig opnieuw gevormd in de repeater - het wordt op deze manier hersteld.

Maar als het vervormde signaal analoog is, moet het samen met de gesuperponeerde ruis worden versterkt. Maar als het binnenkomende digitale signaal met sterke interferentie wordt ontvangen, bijvoorbeeld met de inslag van een steile klif, zal het volledig onmogelijk zijn om het volledig te herstellen, omdat er nog steeds onderdelen verloren gaan.

Een analoog signaal kan, zelfs met sterke interferentie, nog steeds in een acceptabele vorm worden hersteld wanneer het mogelijk is om er wat informatie uit te halen, zij het met moeite.

Analoge cellulaire communicatie in AMPS- en NMT-formaat, vergeleken met digitale cellulaire communicatie in GSM- en CDMA-formaten, stelt u in staat een gesprek te voeren met interferentie, terwijl het met interferentie in digitale communicatie niet zal werken, omdat hele stukken uit het gesprek zullen vallen.

Om dergelijke problemen te voorkomen, wordt het digitale signaal vaak geregenereerd door regeneratoren in de communicatielijnonderbreking te bouwen als deze lang genoeg is of als de afstand van het basisstation tot de mobiele telefoon wordt verkleind - basisstations bevinden zich vaker op de grond. Algoritmen voor verificatie en herstel van digitale informatie in digitale systemen maken het mogelijk om de betrouwbaarheid van de overdracht van informatie in digitale vorm te vergroten.

Dus, zoals hierboven vermeld, is het belangrijkste kenmerk van een digitaal signaal tijdens de verzending dat de pulssequentie kan worden hersteld nadat het door een medium is gegaan dat dispersie en interferentie introduceert. Het medium kan bedraad of draadloos zijn.

Regeneratoren worden op een bepaalde afstand van elkaar langs de lijn geplaatst. Secties met kabels en regeneratoren worden regeneratiesecties genoemd.De regenerator corrigeert de vorm van de ontvangen pulsen, herstelt de intervallen ertussen (klokken) en reproduceert praktisch de pulssequentie opnieuw.

Neem aan dat een reeks positieve, negatieve pulsen en hiaten wordt verkregen uit de output van de vorige regenerator. Dan hebben de pulsen aan de ingang van de volgende regenerator vervormingen, bijvoorbeeld na transmissie via kabel of door externe elektromagnetische invloeden.

De correctieversterker corrigeert de vorm van de pulsen, vergroot hun amplitude zodanig dat het volgende blok kan begrijpen of er hier een puls is of niet, en beslissen of deze op het huidige moment moet worden hersteld of niet.

Vervolgens komt de timing en regeneratie, die tegelijkertijd worden uitgevoerd.Bovendien is regeneratie alleen mogelijk wanneer op het punt van de regeneratoroplossing de som van de amplitudes van de ingangspuls en de storing het drempelniveau van de regeneratoroplossing en het timingsignaal overschrijdt. de oplossing heeft de juiste amplitude en polariteit.

Het timingsignaal geeft een tijdmonster van de gelijkgerichte pulsen die de maximale signaal-ruisverhouding weerspiegelen en rangschikt de pulsen ook correct in de volgorde.

Idealiter wordt aan de uitgang van de regenerator een geregenereerde sequentie verkregen, die een exacte kopie is van de pulssequentie die door het vorige deel van de communicatielijn wordt verzonden.

In werkelijkheid kan de herstelde volgorde afwijken van het origineel.Maar er kunnen fouten optreden als er ruis met een grote amplitude aan de ingang is, in een gedecodeerd analoog signaal lijkt het op het verschijnen van ruis, en fouten met betrekking tot de intervallen tussen pulsen kunnen fasefluctuaties veroorzaken in hun relatieve positie aan de uitgang.

In analoge signalen verschijnen deze fluctuaties als bemonsteringsruis en bij daaropvolgende regeneratie zullen ze verschijnen. Bovendien kunnen positieve en negatieve uitgangspulsen met onnauwkeurige voeding qua amplitude van elkaar verschillen, wat ook bijdraagt ​​aan fouten in de volgende fase van digitale signaalregeneratie.