Komunikasi Digital - Kode Saluran
SEBUAH line codeadalah kode yang digunakan untuk transmisi data dari sinyal digital melalui saluran transmisi. Proses pengkodean ini dipilih untuk menghindari tumpang tindih dan distorsi sinyal seperti interferensi antar simbol.
Properti Line Coding
Berikut adalah properti dari pengkodean baris -
Karena pengkodean dilakukan untuk membuat lebih banyak bit mentransmisikan pada satu sinyal, bandwidth yang digunakan jauh berkurang.
Untuk bandwidth tertentu, daya digunakan secara efisien.
Kemungkinan kesalahan jauh berkurang.
Deteksi kesalahan dilakukan dan bipolar juga memiliki kemampuan koreksi.
Kepadatan daya jauh lebih menguntungkan.
Isi waktunya memadai.
String panjang 1s dan 0s dihindari untuk menjaga transparansi.
Jenis Line Coding
Ada 3 jenis Line Coding
- Unipolar
- Polar
- Bi-polar
Pensinyalan Unipolar
Pensinyalan unipolar juga disebut sebagai On-Off Keying atau sederhananya OOK.
Kehadiran denyut nadi mewakili a 1 dan tidak adanya denyut menunjukkan a 0.
Ada dua variasi dalam pensinyalan Unipolar -
- Non Return to Zero (NRZ)
- Kembali ke Nol (RZ)
Unipolar Non-Return to Zero (NRZ)
Dalam jenis pensinyalan unipolar ini, data yang tinggi diwakili oleh pulsa positif yang disebut sebagai Mark, yang memiliki durasi T0sama dengan durasi bit simbol. A Input data rendah tidak memiliki pulsa.
Gambar berikut dengan jelas menggambarkan hal ini.
Advantages
Keuntungan dari Unipolar NRZ adalah -
- Itu sederhana.
- Dibutuhkan bandwidth yang lebih rendah.
Disadvantages
Kerugian dari Unipolar NRZ adalah -
Tidak ada koreksi kesalahan yang dilakukan.
Kehadiran komponen frekuensi rendah dapat menyebabkan sinyal terkulai.
Tidak ada jam.
Kemungkinan besar kehilangan sinkronisasi (terutama untuk string panjang 1s dan 0s).
Unipolar Kembali ke Nol (RZ)
Dalam jenis pensinyalan unipolar, data yang tinggi, meskipun diwakili oleh a Mark pulse, durasinya T0kurang dari durasi bit simbol. Setengah dari durasi bit tetap tinggi tetapi segera kembali ke nol dan menunjukkan tidak adanya pulsa selama setengah sisa durasi bit.
Jelas dipahami dengan bantuan gambar berikut.
Advantages
Keuntungan dari Unipolar RZ adalah -
- Itu sederhana.
- Garis spektral yang ada pada kecepatan simbol dapat digunakan sebagai jam.
Disadvantages
Kerugian dari Unipolar RZ adalah -
- Tidak ada koreksi kesalahan.
- Menggunakan dua kali bandwidth sebagai NRZ unipolar.
- Sinyal terkulai disebabkan di tempat-tempat di mana sinyal bukan nol pada 0 Hz.
Polar Signaling
Ada dua metode Pensinyalan Polar. Mereka adalah -
- Polar NRZ
- Polar RZ
Polar NRZ
Dalam jenis pensinyalan Polar ini, data Tinggi diwakili oleh pulsa positif, sedangkan data Rendah diwakili oleh pulsa negatif. Gambar berikut menggambarkan hal ini dengan baik.
Advantages
Keuntungan Polar NRZ adalah -
- Itu sederhana.
- Tidak ada komponen frekuensi rendah.
Disadvantages
Kerugian dari Polar NRZ adalah -
Tidak ada koreksi kesalahan.
Tidak ada jam.
Sinyal terkulai disebabkan di tempat-tempat di mana sinyal bukan nol 0 Hz.
Polar RZ
Dalam jenis pensinyalan Polar ini, data yang tinggi, meskipun diwakili oleh a Mark pulse, durasinya T0kurang dari durasi bit simbol. Setengah dari durasi bit tetap tinggi tetapi segera kembali ke nol dan menunjukkan tidak adanya pulsa selama setengah sisa durasi bit.
Namun, untuk input Rendah, pulsa negatif mewakili data, dan level nol tetap sama untuk setengah durasi bit lainnya. Gambar berikut menggambarkan hal ini dengan jelas.
Advantages
Keuntungan Polar RZ adalah -
- Itu sederhana.
- Tidak ada komponen frekuensi rendah.
Disadvantages
Kerugian dari Polar RZ adalah -
Tidak ada koreksi kesalahan.
Tidak ada jam.
Menempati dua kali bandwidth Polar NRZ.
Sinyal terkulai disebabkan di tempat-tempat di mana sinyal bukan nol 0 Hz.
Pensinyalan Bipolar
Ini adalah teknik pengkodean yang memiliki tiga level tegangan yaitu +, - dan 0. Sinyal seperti itu disebut sebagaiduo-binary signal.
Contoh dari tipe ini adalah Alternate Mark Inversion (AMI). Untuk sebuah1, level tegangan mendapat transisi dari + ke - atau dari - ke +, memiliki alternatif 1sagar memiliki polaritas yang sama. SEBUAH0 akan memiliki level tegangan nol.
Bahkan dalam metode ini, kami memiliki dua jenis.
- NRZ bipolar
- Bipolar RZ
Dari model yang dibahas sejauh ini, kami telah mempelajari perbedaan antara NRZ dan RZ. Ini juga terjadi dengan cara yang sama di sini. Gambar berikut dengan jelas menggambarkan hal ini.
Gambar di atas memiliki bentuk gelombang Bipolar NRZ dan RZ. Durasi pulsa dan durasi bit simbol sama di tipe NRZ, sedangkan durasi pulsa adalah setengah dari durasi bit simbol di tipe RZ.
Keuntungan
Berikut keuntungannya -
Itu sederhana.
Tidak ada komponen frekuensi rendah.
Menggunakan bandwidth rendah daripada skema NRZ unipolar dan polar.
Teknik ini cocok untuk transmisi melalui saluran berpasangan AC, karena sinyal yang terkulai tidak terjadi di sini.
Kemampuan deteksi kesalahan tunggal hadir dalam hal ini.
Kekurangan
Berikut adalah kerugiannya -
- Tidak ada jam.
- String data yang panjang menyebabkan hilangnya sinkronisasi.
Kepadatan Spektral Daya
Fungsi yang menggambarkan bagaimana kekuatan sinyal didistribusikan pada berbagai frekuensi, dalam domain frekuensi disebut sebagai Power Spectral Density (PSD).
PSD adalah Fourier Transform of Auto-Correlation (Kesamaan antar observasi). Ini dalam bentuk pulsa persegi panjang.
Penurunan PSD
Menurut teorema Einstein-Wiener-Khintchine, jika fungsi korelasi otomatis atau densitas spektral daya dari suatu proses acak diketahui, proses lain dapat ditemukan dengan tepat.
Oleh karena itu, untuk mendapatkan densitas spektral daya, kita akan menggunakan korelasi otomatis waktu $ (R_x (\ tau)) $ dari sinyal daya $ x (t) $ seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
$ R_x (\ tau) = \ lim_ {T_p \ rightarrow \ infty} \ frac {1} {T_p} \ int _ {\ frac {{- T_p}} {2}} ^ {\ frac {T_p} {2}} x (t) x (t + \ tau) dt $
Karena $ x (t) $ terdiri dari impuls, $ R_x (\ tau) $ dapat ditulis sebagai
$ R_x (\ tau) = \ frac {1} {T} \ displaystyle \ sum \ limit_ {n = - \ infty} ^ \ infty R_n \ delta (\ tau - nT) $
Di mana $ R_n = \ lim_ {N \ rightarrow \ infty} \ frac {1} {N} \ sum_ka_ka_ {k + n} $
Mengetahui bahwa $ R_n = R _ {- n} $ untuk sinyal nyata, kami punya
$ S_x (w) = \ frac {1} {T} (R_0 + 2 \ displaystyle \ sum \ limit_ {n = 1} ^ \ infty R_n \ cos nwT) $
Karena filter pulsa memiliki spektrum $ (w) \ leftrightarrow f (t) $, kita punya
$ s_y (w) = \ mid F (w) \ mid ^ 2S_x (w) $
$ = \ frac {\ mid F (w) \ mid ^ 2} {T} (\ displaystyle \ sum \ limit_ {n = - \ infty} ^ \ infty R_ne ^ {- jnwT_ {b}}) $
$ = \ frac {\ mid F (w) \ mid ^ 2} {T} (R_0 + 2 \ displaystyle \ sum \ limit_ {n = 1} ^ \ infty R_n \ cos nwT) $
Karenanya, kami mendapatkan persamaan untuk Power Spectral Density. Dengan menggunakan ini, kita dapat menemukan PSD dari berbagai kode baris.