Πώς μεταδίδεται ένα ψηφιακό σήμα σε απόσταση

Εάν ένα αναλογικό σήμα είναι συνεχές, τότε ένα ψηφιακό σήμα είναι ένα σήμα που είναι μια ακολουθία διακριτών (σαφώς διαχωρισμένων σε μέγεθος και χρόνο) τιμών που είναι πολλαπλάσια μιας ορισμένης ελάχιστης τιμής.

Στον σύγχρονο κόσμο, κατά τη μετάδοση πληροφοριών, δυαδικά σήματα, τα λεγόμενα bit streams (ακολουθίες «0» και «1») χρησιμοποιούνται συχνότερα, καθώς οι ακολουθίες αυτής της μορφής μπορούν εύκολα να κωδικοποιηθούν και να χρησιμοποιηθούν αμέσως. στη δυαδική ηλεκτρονική… Για τη μετάδοση ενός ψηφιακού σήματος μέσω ενός αναλογικού καναλιού (ραδιόφωνο ή ηλεκτρικό), αυτό μετατρέπεται, δηλαδή διαμορφώνεται. Και στην υποδοχή, το αποδιαμορφώνουν πίσω.

Το ψηφιακό σήμα έχει μια σημαντική ιδιότητα, δηλαδή την ικανότητα να το αναπαράγει πλήρως στον επαναλήπτη. Και όταν το ψηφιακό σήμα που μεταδίδεται στο σύστημα επικοινωνίας είναι θορυβώδες, τότε στον επαναλήπτη μπορεί να αποκατασταθεί σε μια συγκεκριμένη αναλογία σήματος / θορύβου. Δηλαδή, εάν το σήμα έχει φτάσει με μικρές παρεμβολές, μετατρέπεται σε ψηφιακή μορφή και επαναδιαμορφώνεται πλήρως στον επαναλήπτη — αποκαθίσταται με αυτόν τον τρόπο.

Αν όμως το παραμορφωμένο σήμα είναι αναλογικό, τότε πρέπει να ενισχυθεί μαζί με τον υπερτιθέμενο θόρυβο. Αλλά εάν το εισερχόμενο ψηφιακό σήμα ληφθεί με ισχυρές παρεμβολές, για παράδειγμα, με την πρόσκρουση ενός απότομου γκρεμού, θα είναι εντελώς αδύνατο να το ανακτήσετε πλήρως, επειδή θα εξακολουθήσουν να χάνονται μέρη.

Ένα αναλογικό σήμα, ακόμη και με ισχυρές παρεμβολές, μπορεί να αποκατασταθεί σε κάποια αποδεκτή μορφή όταν θα είναι δυνατή η εξαγωγή ορισμένων πληροφοριών από αυτό, αν και με δυσκολία.

Η αναλογική κυψελοειδής επικοινωνία σε μορφή AMPS και NMT, σε σύγκριση με την ψηφιακή κυψελοειδές επικοινωνία σε φορμά GSM και CDMA, σας επιτρέπει να κάνετε μια συνομιλία με παρεμβολές, ενώ με παρεμβολές στην ψηφιακή επικοινωνία δεν θα λειτουργήσει, γιατί ολόκληρα κομμάτια θα πέσουν έξω από τη συνομιλία.

Για την αποφυγή τέτοιων προβλημάτων, το ψηφιακό σήμα αναγεννάται συχνά με την κατασκευή αναγεννητών στη διακοπή της γραμμής επικοινωνίας, εάν είναι αρκετά μεγάλη ή η απόσταση από το σταθμό βάσης στο κινητό τηλέφωνο είναι μειωμένη—οι σταθμοί βάσης βρίσκονται πιο συχνά στο έδαφος. Οι αλγόριθμοι για την επαλήθευση και την αποκατάσταση ψηφιακών πληροφοριών σε ψηφιακά συστήματα καθιστούν δυνατή την αύξηση της αξιοπιστίας της μετάδοσης πληροφοριών σε ψηφιακή μορφή.

Έτσι, όπως σημειώθηκε παραπάνω, το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό ενός ψηφιακού σήματος κατά τη μετάδοσή του είναι ότι η ακολουθία παλμών μπορεί να ανακτηθεί αφού περάσει από ένα μέσο που εισάγει διασπορά και παρεμβολές. Το μέσο μπορεί να είναι ενσύρματο ή ασύρματο.

Οι αναγεννητές τοποθετούνται κατά μήκος της γραμμής σε μια ορισμένη απόσταση μεταξύ τους. Τα τμήματα με καλώδια και αναγεννητές ονομάζονται τμήματα αναγέννησης.Ο αναγεννητής διορθώνει το σχήμα των λαμβανόμενων παλμών, επαναφέρει τα διαστήματα μεταξύ τους (ρολόγια) και πρακτικά αναπαράγει ξανά την ακολουθία παλμών.

Ας υποθέσουμε ότι μια σειρά θετικών, αρνητικών παλμών και κενών λαμβάνεται από την έξοδο του προηγούμενου αναγεννητή. Τότε οι παλμοί στην είσοδο του επόμενου αναγεννητή έχουν παραμορφώσεις, για παράδειγμα μετά από μετάδοση με καλώδιο ή από εξωτερικές ηλεκτρομαγνητικές επιρροές.

Ο ενισχυτής διόρθωσης διορθώνει το σχήμα των παλμών, αυξάνει το πλάτος τους σε τέτοιο βαθμό που το επόμενο μπλοκ μπορεί να καταλάβει αν υπάρχει παλμός εδώ ή όχι και να αποφασίσει αν θα τον επαναφέρει την τρέχουσα στιγμή ή όχι.

Ακολουθεί η λειτουργία χρονισμού και αναγέννησης, που εκτελούνται ταυτόχρονα.Επιπλέον, η αναγέννηση είναι δυνατή μόνο όταν στο σημείο της λύσης του αναγεννητή το άθροισμα των πλατών του παλμού εισόδου και της διαταραχής υπερβαίνει το επίπεδο κατωφλίου του διαλύματος αναγέννησης και το σήμα χρονισμού κατά τη διάρκεια η λύση έχει το σωστό πλάτος και πολικότητα.

Το σήμα χρονισμού δίνει ένα δείγμα χρόνου των διορθωμένων παλμών που αντικατοπτρίζει τη μέγιστη αναλογία σήματος προς θόρυβο και επίσης τακτοποιεί τους παλμούς σωστά στη σειρά.

Στην ιδανική περίπτωση, θα ληφθεί μια αναγεννημένη ακολουθία στην έξοδο του αναγεννητή, η οποία θα είναι ένα ακριβές αντίγραφο της ακολουθίας παλμών που μεταδίδεται από το προηγούμενο τμήμα της γραμμής επικοινωνίας.

Στην πραγματικότητα, η ανακτημένη ακολουθία μπορεί να διαφέρει από την αρχική.Αλλά μπορεί να εμφανιστούν σφάλματα εάν υπάρχει θόρυβος μεγάλου πλάτους στην είσοδο, σε ένα αποκωδικοποιημένο αναλογικό σήμα μοιάζει με την εμφάνιση θορύβου και σφάλματα που σχετίζονται με τα διαστήματα μεταξύ των παλμών μπορεί να προκαλέσουν διακυμάνσεις φάσης στη σχετική τους θέση στην έξοδο.

Στα αναλογικά σήματα, αυτές οι διακυμάνσεις εμφανίζονται ως θόρυβος δειγματοληψίας και στην επακόλουθη αναγέννηση θα εμφανιστούν. Επιπλέον, οι θετικοί και οι αρνητικοί παλμοί εξόδου με ανακριβή τροφοδοσία μπορεί να διαφέρουν μεταξύ τους ως προς το πλάτος, γεγονός που συμβάλλει επίσης σε σφάλματα στο επόμενο στάδιο της αναγέννησης ψηφιακού σήματος.