Hvordan et digitalt signal overføres over en avstand

Hvis et analogt signal er kontinuerlig, er et digitalt signal et signal som er en sekvens av diskrete (klart atskilt i størrelse og tid) verdier som er multipler av en viss minimumsverdi.

I den moderne verden, ved overføring av informasjon, brukes oftest binære signaler, såkalte bitstrømmer (sekvenser av «0» og «1»), siden sekvenser av dette formatet enkelt kan kodes og umiddelbart brukes i binær elektronikk… For å overføre et digitalt signal over en analog kanal (radio eller elektrisk), konverteres det, det vil si moduleres. Og ved mottak demodulerer de den tilbake.

Det digitale signalet har en viktig egenskap, nemlig evnen til å fullstendig regenerere det i repeateren. Og når det digitale signalet som sendes i kommunikasjonssystemet er støyende, kan det i repeateren gjenopprettes til et visst signal / støyforhold. Det vil si at hvis signalet har kommet med mindre forstyrrelser, konverteres det til digital form og omformes fullstendig i repeateren — det gjenopprettes på denne måten.

Men hvis det forvrengte signalet er analogt, må det forsterkes sammen med den overlagrede støyen. Men hvis det innkommende digitale signalet mottas med sterk interferens, for eksempel med virkningen av en bratt klippe, vil det være helt umulig å gjenopprette det fullstendig, fordi deler fortsatt vil gå tapt.

Et analogt signal, selv med sterk interferens, kan fortsatt gjenopprettes til en eller annen akseptabel form når det vil være mulig å trekke ut noe informasjon fra det, om enn med vanskeligheter.

Analog mobilkommunikasjon i AMPS- og NMT-format, sammenlignet med digital mobilkommunikasjon i GSM- og CDMA-formater, lar deg føre en samtale med forstyrrelser, mens med forstyrrelser i digital kommunikasjon vil det ikke fungere, fordi hele biter vil falle ut av samtalen.

For å beskytte mot slike problemer, regenereres det digitale signalet ofte ved å bygge regeneratorer inn i kommunikasjonslinjebruddet hvis det er langt nok eller avstanden fra basestasjonen til mobiltelefonen er redusert – basestasjoner er oftere plassert på bakken. Algoritmer for verifisering og gjenoppretting av digital informasjon i digitale systemer gjør det mulig å øke påliteligheten ved overføring av informasjon i digital form.

Så, som nevnt ovenfor, er den viktigste egenskapen til et digitalt signal under overføringen at pulssekvensen kan gjenopprettes etter at den har passert gjennom et medium som introduserer spredning og interferens. Mediet kan være kablet eller trådløst.

Regeneratorer plasseres langs linjen i en viss avstand fra hverandre. Seksjoner med kabler og regeneratorer kalles regenereringsseksjoner.Regeneratoren korrigerer formen på de mottatte pulsene, gjenoppretter intervallene mellom dem (klokker) og reproduserer praktisk talt pulssekvensen igjen.

Anta at en serie positive, negative pulser og gap oppnås fra utgangen fra den forrige regeneratoren. Da har pulsene ved inngangen til neste regenerator forvrengninger, for eksempel etter overføring med kabel eller fra eksterne elektromagnetiske påvirkninger.

Korreksjonsforsterkeren korrigerer formen på pulsene, øker deres amplitude i en slik grad at neste blokk kan forstå om det er en puls her eller ikke, og bestemme om den skal gjenopprettes i det aktuelle øyeblikket eller ikke.

Deretter kommer timing- og regenereringsoperasjonen, som utføres samtidig. Videre er regenerering bare mulig når ved regeneratorløsningspunktet summen av amplitudene til inngangspulsen og forstyrrelsen overskrider terskelnivået til regeneratorløsningen og tidssignalet under løsningen har riktig amplitude og polaritet.

Tidssignalet gir en tidsprøve av de likerettede pulsene som reflekterer det maksimale signal/støyforholdet og arrangerer også pulsene riktig i sekvensen.

Ideelt sett vil en regenerert sekvens bli oppnådd ved utgangen av regeneratoren, som vil være en nøyaktig kopi av pulssekvensen sendt av den forrige delen av kommunikasjonslinjen.

I virkeligheten kan den gjenopprettede sekvensen avvike fra originalen.Men feil kan oppstå hvis det er stor amplitudestøy ved inngangen, i et dekodet analogt signal ser det ut som utseendet til støy, og feil relatert til intervallene mellom pulser kan forårsake fasesvingninger i deres relative posisjon ved utgangen.

I analoge signaler vises disse svingningene som samplingsstøy, og ved påfølgende regenerering vil de dukke opp. I tillegg kan positive og negative utgangspulser med unøyaktig strømforsyning avvike fra hverandre i amplitude, noe som også bidrar til feil i neste trinn av digital signalregenerering.