Komunikasi Digital - Pembentukan Pulsa
Setelah melalui berbagai jenis teknik pengkodean, kami memiliki gagasan tentang bagaimana data rentan terhadap distorsi dan bagaimana langkah-langkah diambil untuk mencegahnya agar tidak terpengaruh sehingga dapat membangun komunikasi yang andal.
Ada distorsi penting lainnya yang paling mungkin terjadi, yang disebut sebagai Inter-Symbol Interference (ISI).
Interferensi Simbol Inter
Ini adalah bentuk distorsi sinyal, di mana satu atau lebih simbol mengganggu sinyal berikutnya, menyebabkan gangguan atau menghasilkan keluaran yang buruk.
Penyebab ISI
Penyebab utama ISI adalah -
- Propagasi Multi-jalur
- Frekuensi non-linier di saluran
ISI tidak diinginkan dan harus dihilangkan seluruhnya untuk mendapatkan hasil yang bersih. Penyebab ISI juga harus diatasi untuk mengurangi efeknya.
Untuk melihat ISI dalam bentuk matematika yang ada di keluaran receiver, kita bisa mempertimbangkan keluaran receiver.
Output filter penerima $ y (t) $ diambil sampelnya pada saat $ t_i = iT_b $ (dengan i mengambil nilai integer), menghasilkan -
$ y (t_i) = \ mu \ displaystyle \ sum \ limit_ {k = - \ infty} ^ {\ infty} a_kp (iT_b - kT_b) $
$ = \ mu a_i + \ mu \ displaystyle \ sum \ limit_ {k = - \ infty \\ k \ neq? i} ^ {\ infty} a_kp (iT_b - kT_b) $
Dalam persamaan di atas, suku pertama $ \ mu a_i $ diproduksi oleh ith bit yang ditransmisikan.
Istilah kedua mewakili efek residual dari semua bit yang ditransmisikan lainnya pada decoding ithsedikit. Efek sisa ini disebut sebagaiInter Symbol Interference.
Jika ISI tidak ada, outputnya adalah -
$$ y (t_i) = \ mu a_i $$
Persamaan ini menunjukkan bahwa ithbit yang dikirimkan direproduksi dengan benar. Namun, kehadiran ISI menyebabkan kesalahan dan distorsi bit pada output.
Saat mendesain pemancar atau penerima, Anda harus meminimalkan efek ISI, sehingga dapat menerima keluaran dengan tingkat kesalahan sekecil mungkin.
Pengkodean Korelasi
Sejauh ini, kami telah membahas bahwa ISI adalah fenomena yang tidak diinginkan dan menurunkan sinyal. Tetapi ISI yang sama jika digunakan dengan cara yang terkontrol, dimungkinkan untuk mencapai kecepatan bit2W bit per detik dalam saluran bandwidth WHertz. Skema seperti itu disebut sebagaiCorrelative Coding atau Partial response signaling schemes.
Karena jumlah ISI diketahui, maka mudah untuk mendesain receiver sesuai dengan kebutuhan untuk menghindari pengaruh ISI pada sinyal. Ide dasar pengkodean korelatif dicapai dengan mempertimbangkan contohDuo-binary Signaling.
Pensinyalan Duo-biner
Nama duo-binary berarti menggandakan kemampuan transmisi sistem biner. Untuk memahami ini, mari kita pertimbangkan urutan masukan biner{ak} terdiri dari digit biner yang tidak berkorelasi masing-masing memiliki durasi Tadetik. Dalam hal ini, sinyalnya1 diwakili oleh a +1 volt dan simbolnya 0 oleh a -1 volt.
Oleh karena itu, keluaran coder duo-biner ck diberikan sebagai jumlah dari digit biner saat ini ak dan nilai sebelumnya ak-1 seperti yang ditunjukkan pada persamaan berikut.
$$ c_k = a_k + a_ {k-1} $$
Persamaan di atas menyatakan bahwa urutan input deret biner tidak berkorelasi {ak} diubah menjadi urutan pulsa tiga tingkat yang berkorelasi {ck}. Korelasi antara pulsa ini dapat dipahami sebagai pengantar ISI dalam sinyal yang ditransmisikan secara artifisial.
Pola Mata
Cara efektif untuk mempelajari efek ISI adalah Eye Pattern. Nama Pola Mata diberikan dari kemiripannya dengan mata manusia untuk gelombang biner. Daerah bagian dalam pola mata disebuteye opening. Gambar berikut menunjukkan gambar pola mata.
Jitter adalah variasi jangka pendek dari sinyal digital instan, dari posisi idealnya, yang dapat menyebabkan kesalahan data.
Ketika efek ISI meningkat, jejak dari bagian atas ke bagian bawah dari bukaan mata meningkat dan mata menjadi tertutup sepenuhnya, jika ISI sangat tinggi.
Pola mata memberikan informasi berikut tentang sistem tertentu.
Pola mata sebenarnya digunakan untuk memperkirakan tingkat kesalahan bit dan rasio signal-to-noise.
Lebar bukaan mata menentukan interval waktu di mana gelombang yang diterima dapat diambil sampelnya tanpa kesalahan dari ISI.
Waktu saat bukaan mata lebar, akan menjadi waktu yang disukai untuk pengambilan sampel.
Laju penutupan mata, menurut waktu pengambilan sampel, menentukan seberapa sensitif sistem terhadap kesalahan waktu.
Ketinggian bukaan mata, pada waktu pengambilan sampel tertentu, menentukan margin di atas kebisingan.
Karenanya, interpretasi pola mata menjadi pertimbangan penting.
Hal menyamakan
Agar komunikasi yang andal dapat terjalin, kita perlu memiliki keluaran yang berkualitas. Kehilangan transmisi saluran dan faktor lain yang mempengaruhi kualitas sinyal, harus ditangani. Kerugian yang paling sering terjadi, seperti yang telah kita bahas, adalah ISI.
Untuk membuat sinyal bebas dari ISI, dan untuk memastikan rasio sinyal terhadap noise yang maksimal, kita perlu menerapkan metode yang disebut Equalization. Gambar berikut menunjukkan equalizer di bagian penerima sistem komunikasi.
Kebisingan dan gangguan yang ditunjukkan pada gambar, kemungkinan besar akan terjadi, selama transmisi. Repeater regeneratif memiliki sirkuit equalizer, yang mengkompensasi kerugian transmisi dengan membentuk sirkuit. Equalizer layak untuk diterapkan.
Probabilitas Kesalahan dan Gambar-of-merit
Tingkat di mana data dapat dikomunikasikan disebut data rate. Tingkat di mana kesalahan terjadi dalam bit, saat transmisi data disebutBit Error Rate (BER).
Probabilitas terjadinya BER adalah Error Probability. Peningkatan Signal to Noise Ratio (SNR) menurunkan BER, sehingga Error Probability juga menurun.
Di penerima Analog, file figure of meritpada proses deteksi dapat diistilahkan sebagai rasio keluaran SNR dengan masukan SNR. Nilai figur-of-merit yang lebih besar akan menjadi keuntungan.