디지털 통신-펄스 형성

다양한 유형의 코딩 기술을 거친 후 데이터가 왜곡되기 쉬운 방법과 데이터가 영향을받지 않도록 조치를 취하여 안정적인 통신을 설정하는 방법에 대한 아이디어를 얻었습니다.

발생할 가능성이 가장 높은 또 다른 중요한 왜곡이 있습니다. Inter-Symbol Interference (ISI).

인터 심볼 간섭

이것은 신호 왜곡의 한 형태로, 하나 이상의 심볼이 후속 신호를 방해하여 잡음을 일으키거나 출력이 나쁘게 전달됩니다.

ISI의 원인

ISI의 주요 원인은 다음과 같습니다.

  • 다중 경로 전파
  • 채널의 비선형 주파수

ISI는 원치 않으며 깨끗한 출력을 얻으려면 완전히 제거해야합니다. ISI의 영향을 줄이기 위해서는 ISI의 원인도 해결되어야합니다.

수신기 출력에있는 수학적 형태로 ISI를보기 위해 수신기 출력을 고려할 수 있습니다.

수신 필터 출력 $ y (t) $는 $ t_i = iT_b $ 시간에 샘플링됩니다 ( i 정수 값을 취), 산출-

$ y (t_i) = \ mu \ displaystyle \ sum \ limits_ {k =-\ infty} ^ {\ infty} a_kp (iT_b-kT_b) $

$ = \ mu a_i + \ mu \ displaystyle \ sum \ limits_ {k =-\ infty \\ k \ neq i} ^ {\ infty} a_kp (iT_b-kT_b) $

위의 방정식에서 첫 번째 항 $ \ mu a_i $는 ith 전송 된 비트.

두 번째 용어는 다른 모든 전송 된 비트의 디코딩에 대한 잔여 효과를 나타냅니다. ith비트. 이 잔여 효과는Inter Symbol Interference.

ISI가 없으면 출력은 다음과 같습니다.

$$ y (t_i) = \ mu a_i $$

이 방정식은 ith전송 된 비트가 올바르게 재생됩니다. 그러나 ISI가 있으면 출력에 비트 오류와 왜곡이 발생합니다.

송신기 또는 수신기를 설계하는 동안 가능한 최소 오류율로 출력을 수신하려면 ISI의 영향을 최소화하는 것이 중요합니다.

상관 코딩

지금까지 ISI는 원치 않는 현상이며 신호를 저하시키는 것에 대해 논의했습니다. 그러나 제어 된 방식으로 사용되는 경우 동일한 ISI는 비트 전송률을 달성 할 수 있습니다.2W 대역폭 채널에서 초당 비트 W헤르츠. 이러한 계획은Correlative Coding 또는 Partial response signaling schemes.

ISI의 양을 알기 때문에 신호에 대한 ISI의 영향을 피하기 위해 요구 사항에 따라 수신기를 설계하는 것이 쉽습니다. 상관 코딩의 기본 아이디어는 다음의 예를 고려하여 달성됩니다.Duo-binary Signaling.

듀오 바이너리 신호

duo-binary라는 이름은 이진 시스템의 전송 기능을 두 배로 늘리는 것을 의미합니다. 이를 이해하기 위해 이진 입력 시퀀스를 고려해 보겠습니다.{ak} 기간이있는 상관 관계가없는 이진수로 구성 Ta초. 이것에서 신호1 로 표시됩니다 +1 볼트와 기호 0 에 의해 -1 볼트.

따라서 듀오 바이너리 코더 출력 ck 현재 이진수의 합으로 주어집니다. ak 및 이전 값 ak-1 다음 방정식과 같이.

$$ c_k = a_k + a_ {k-1} $$

위의 방정식은 상관 관계가없는 이진 시퀀스의 입력 시퀀스 {ak} 상관 관계가있는 3 단계 펄스의 시퀀스로 변경됩니다. {ck}. 펄스 간의 이러한 상관 관계는 인위적으로 전송 된 신호에 ISI를 도입하는 것으로 이해 될 수 있습니다.

아이 패턴

ISI의 효과를 연구하는 효과적인 방법은 Eye Pattern. Eye Pattern이라는 이름은 이진 파의 인간 눈과 닮아서 주어졌습니다. 눈 패턴의 내부 영역은eye opening. 다음 그림은 눈 패턴의 이미지를 보여줍니다.

Jitter 이상적인 위치에서 디지털 신호 순간의 단기 변화로 데이터 오류가 발생할 수 있습니다.

ISI의 효과가 증가하면 ISI가 매우 높으면 눈의 위쪽 부분에서 아래쪽 부분까지의 흔적이 증가하고 눈이 완전히 닫힙니다.

아이 패턴은 특정 시스템에 대한 다음 정보를 제공합니다.

  • 실제 아이 패턴은 비트 오류율과 신호 대 잡음비를 추정하는 데 사용됩니다.

  • 아이 오프닝의 너비는 ISI에서 오류없이 수신 된 웨이브를 샘플링 할 수있는 시간 간격을 정의합니다.

  • 아이 오프닝이 넓은 순간이 샘플링에 선호되는 시간입니다.

  • 샘플링 시간에 따른 눈의 폐쇄 속도는 시스템이 타이밍 오류에 얼마나 민감한 지 결정합니다.

  • 지정된 샘플링 시간에서 아이 오프닝의 높이는 노이즈에 대한 마진을 정의합니다.

따라서 아이 패턴의 해석은 중요한 고려 사항입니다.

이퀄라이제이션

안정적인 의사 소통을 위해서는 양질의 결과물이 있어야합니다. 채널의 전송 손실 및 신호 품질에 영향을 미치는 기타 요인을 처리해야합니다. 우리가 논의했듯이 가장 많이 발생하는 손실은 ISI입니다.

신호를 ISI에서 제거하고 최대 신호 대 잡음비를 보장하려면 다음과 같은 메서드를 구현해야합니다. Equalization. 다음 그림은 통신 시스템의 수신기 부분에있는 이퀄라이저를 보여줍니다.

그림에 표시된 노이즈와 간섭은 전송 중에 발생할 가능성이 높습니다. 회생 중계기에는 회로를 형성하여 전송 손실을 보상하는 이퀄라이저 회로가 있습니다. 이퀄라이저를 구현할 수 있습니다.

오류 확률 및 성능 지수

데이터가 통신 할 수있는 속도를 data rate. 데이터를 전송하는 동안 비트에서 오류가 발생하는 비율을Bit Error Rate (BER).

BER 발생 확률은 Error Probability. 신호 대 잡음비 (SNR)가 증가하면 BER이 감소하므로 오류 확률도 감소합니다.

아날로그 수신기에서 figure of merit검출 과정에서 입력 SNR에 대한 출력 SNR의 비율이라고 할 수 있습니다. 더 큰 가치의 가치가 장점이 될 것입니다.