Komunikasi Digital - Teknik

Ada beberapa teknik yang telah membuka jalan dasar menuju proses komunikasi digital. Agar sinyal menjadi digital, kami memiliki teknik pengambilan sampel dan kuantisasi.

Agar dapat direpresentasikan secara matematis, kami memiliki LPC dan teknik multiplexing digital. Teknik modulasi digital ini dibahas lebih lanjut.

Pengkodean Prediktif Linier

Linear Predictive Coding (LPC)adalah alat yang merepresentasikan sinyal suara digital dalam model prediksi linier. Ini banyak digunakan dalam pemrosesan sinyal audio, sintesis ucapan, pengenalan ucapan, dll.

Prediksi linier didasarkan pada gagasan bahwa sampel saat ini didasarkan pada kombinasi linier dari sampel masa lalu. Analisis memperkirakan nilai sinyal waktu-diskrit sebagai fungsi linier dari sampel sebelumnya.

Selubung spektral direpresentasikan dalam bentuk terkompresi, menggunakan informasi dari model prediksi linier. Ini secara matematis dapat direpresentasikan sebagai -

$ s (n) = \ displaystyle \ sum \ limit_ {k = 1} ^ p \ alpha_k s (n - k) $ untuk beberapa nilai p dan αk

Dimana

  • s(n) adalah contoh ucapan saat ini

  • k adalah contoh tertentu

  • p adalah nilai terbaru

  • αk adalah koefisiensi prediktor

  • s(n - k) adalah contoh ucapan sebelumnya

Untuk LPC, nilai koefisien prediktor ditentukan dengan meminimalkan jumlah selisih kuadrat (selama interval terbatas) antara sampel ucapan aktual dan yang diprediksi secara linier.

Ini adalah metode yang sangat berguna untuk encoding speechpada kecepatan bit rendah. Metode LPC sangat dekat denganFast Fourier Transform (FFT) metode.

Multiplexing

Multiplexingadalah proses menggabungkan beberapa sinyal menjadi satu sinyal, melalui media bersama. Sinyal-sinyal ini, jika bersifat analog, prosesnya disebut sebagaianalog multiplexing. Jika sinyal digital digandakan, itu disebut sebagaidigital multiplexing.

Multiplexing pertama kali dikembangkan di bidang telepon. Sejumlah sinyal digabungkan untuk dikirim melalui satu kabel. Proses multiplexing membagi saluran komunikasi menjadi beberapa saluran logis, mengalokasikan masing-masing untuk sinyal pesan yang berbeda atau aliran data yang akan ditransfer. Perangkat yang melakukan multiplexing, bisa disebut sebagai aMUX. Proses kebalikannya, yaitu mengekstraksi jumlah saluran dari satu saluran, yang dilakukan pada penerima disebut sebagaide-multiplexing. Perangkat yang melakukan de-multiplexing disebut sebagaiDEMUX.

Gambar berikut mewakili MUX dan DEMUX. Penggunaan utamanya adalah di bidang komunikasi.

Jenis Multiplexer

Terutama ada dua jenis multiplexer, yaitu analog dan digital. Mereka selanjutnya dibagi menjadi FDM, WDM, dan TDM. Gambar berikut memberikan gambaran rinci tentang klasifikasi ini.

Sebenarnya ada banyak sekali jenis teknik multiplexing. Dari semuanya, kami memiliki tipe utama dengan klasifikasi umum, yang disebutkan pada gambar di atas.

Multiplexing Analog

Teknik multiplexing analog melibatkan sinyal yang bersifat analog. Sinyal analog digandakan menurut frekuensinya (FDM) atau panjang gelombangnya (WDM).

Multiplexing Divisi Frekuensi (FDM)

Dalam multiplexing analog, teknik yang paling banyak digunakan adalah Frequency Division Multiplexing (FDM). Teknik ini menggunakan berbagai frekuensi untuk menggabungkan aliran data, untuk mengirimkannya ke media komunikasi, sebagai sinyal tunggal.

Example - Pemancar televisi tradisional, yang mengirimkan sejumlah saluran melalui satu kabel, menggunakan FDM.

Multiplexing Divisi Panjang Gelombang (WDM)

Multiplexing Divisi Panjang Gelombang adalah teknik analog, di mana banyak aliran data dengan panjang gelombang berbeda ditransmisikan dalam spektrum cahaya. Jika panjang gelombang bertambah, frekuensi sinyal berkurang. SEBUAHprism yang dapat mengubah panjang gelombang yang berbeda menjadi satu baris, dapat digunakan pada keluaran MUX dan masukan DEMUX.

Example - Komunikasi serat optik menggunakan teknik WDM untuk menggabungkan panjang gelombang yang berbeda menjadi satu cahaya untuk komunikasi.

Multiplexing Digital

Istilah digital mewakili bit informasi diskrit. Oleh karena itu, data yang tersedia berupa frame atau paket yang bersifat diskrit.

Multiplexing Divisi Waktu (TDM)

Di TDM, kerangka waktu dibagi menjadi beberapa slot. Teknik ini digunakan untuk mengirimkan sinyal melalui saluran komunikasi tunggal, dengan mengalokasikan satu slot untuk setiap pesan.

Dari semua tipe TDM, yang utama adalah Synchronous dan Asynchronous TDM.

TDM sinkron

Dalam TDM Sinkron, input dihubungkan ke bingkai. Jika ada 'n'jumlah koneksi, lalu frame dibagi menjadi'n' slot waktu. Satu slot dialokasikan untuk setiap jalur input.

Dalam teknik ini, laju pengambilan sampel sama untuk semua sinyal dan karenanya input jam yang sama diberikan. MUX mengalokasikan slot yang sama untuk setiap perangkat setiap saat.

TDM Asinkron

Dalam Asynchronous TDM, laju pengambilan sampel berbeda untuk setiap sinyal dan jam umum tidak diperlukan. Jika perangkat yang dialokasikan, untuk slot waktu, tidak mengirimkan apa pun dan diam, maka slot itu dialokasikan ke perangkat lain, tidak seperti sinkron. Jenis TDM ini digunakan dalam jaringan mode transfer Asynchronous.

Repeater Regeneratif

Agar sistem komunikasi apa pun dapat diandalkan, sistem harus mengirimkan dan menerima sinyal secara efektif, tanpa kehilangan apa pun. Gelombang PCM, setelah dipancarkan melalui saluran, terdistorsi karena kebisingan yang ditimbulkan oleh saluran tersebut.

Denyut regeneratif dibandingkan dengan pulsa asli dan yang diterima, akan seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Untuk reproduksi sinyal yang lebih baik, sirkuit disebut sebagai regenerative repeaterdigunakan di jalur sebelum penerima. Ini membantu dalam memulihkan sinyal dari kerugian yang terjadi. Berikut adalah representasi diagram.

Ini terdiri dari equalizer bersama dengan amplifier, rangkaian waktu, dan perangkat pengambilan keputusan. Cara kerja masing-masing komponen dirinci sebagai berikut.

Ekualiser

Saluran ini menghasilkan amplitudo dan distorsi fasa ke sinyal. Ini karena karakteristik transmisi saluran. Sirkuit Equalizer mengkompensasi kerugian ini dengan membentuk pulsa yang diterima.

Sirkuit Waktu

Untuk mendapatkan keluaran yang berkualitas, pengambilan sampel pulsa harus dilakukan dimana signal to noise ratio (SNR) maksimum. Untuk mencapai pengambilan sampel yang sempurna ini, rangkaian pulsa periodik harus diturunkan dari pulsa yang diterima, yang dilakukan oleh rangkaian waktu.

Oleh karena itu, rangkaian waktu, mengalokasikan interval waktu untuk pengambilan sampel pada SNR tinggi, melalui pulsa yang diterima.

Perangkat Keputusan

Sirkuit waktu menentukan waktu pengambilan sampel. Perangkat keputusan diaktifkan pada waktu pengambilan sampel ini. Perangkat keputusan memutuskan outputnya berdasarkan apakah amplitudo pulsa terkuantisasi dan kebisingan, melebihi nilai yang ditentukan sebelumnya atau tidak.

Ini adalah beberapa teknik yang digunakan dalam komunikasi digital. Ada teknik penting lainnya yang harus dipelajari, yang disebut teknik pengkodean data. Mari kita pelajari tentang mereka di bab-bab selanjutnya, setelah melihat kode baris.