디지털 커뮤니케이션-기술
디지털 커뮤니케이션 프로세스의 기본 경로를 만든 몇 가지 기술이 있습니다. 신호를 디지털화하기 위해 샘플링 및 양자화 기술이 있습니다.
그것들을 수학적으로 표현하기 위해 우리는 LPC와 디지털 멀티플렉싱 기술을 가지고 있습니다. 이러한 디지털 변조 기술에 대해 자세히 설명합니다.
선형 예측 코딩
Linear Predictive Coding (LPC)선형 예측 모델에서 디지털 음성 신호를 나타내는 도구입니다. 이것은 주로 오디오 신호 처리, 음성 합성, 음성 인식 등에 사용됩니다.
선형 예측은 현재 샘플이 과거 샘플의 선형 조합을 기반으로한다는 생각을 기반으로합니다. 분석은 이산 시간 신호의 값을 이전 샘플의 선형 함수로 추정합니다.
스펙트럼 포락선은 선형 예측 모델의 정보를 사용하여 압축 된 형태로 표현됩니다. 이것은 수학적으로 다음과 같이 표현 될 수 있습니다.
$ s (n) = \ displaystyle \ sum \ limits_ {k = 1} ^ p \ alpha_k s (n-k) $ for some value of p 과 αk
어디
s(n) 현재 음성 샘플입니다.
k 특정 샘플입니다
p 가장 최근 값입니다.
αk 예측 자 계수입니다.
s(n - k) 이전 음성 샘플입니다.
LPC의 경우 예측 자 계수 값은 실제 음성 샘플과 선형 예측 샘플 간의 차이 제곱의 합 (유한 간격에 걸쳐)을 최소화하여 결정됩니다.
이것은 매우 유용한 방법입니다. encoding speech낮은 비트 전송률로. LPC 방법은Fast Fourier Transform (FFT) 방법.
멀티플렉싱
Multiplexing공유 매체를 통해 여러 신호를 하나의 신호로 결합하는 프로세스입니다. 이러한 신호는 본질적으로 아날로그 인 경우 프로세스를 다음과 같이 호출합니다.analog multiplexing. 디지털 신호가 다중화되면 다음과 같이 호출됩니다.digital multiplexing.
멀티플렉싱은 전화 통신에서 처음 개발되었습니다. 여러 신호가 결합되어 단일 케이블을 통해 전송되었습니다. 멀티플렉싱 프로세스는 통신 채널을 여러 개의 논리 채널로 분할하여 서로 다른 메시지 신호 또는 전송할 데이터 스트림에 대해 각각을 할당합니다. 멀티플렉싱을 수행하는 장치는MUX. 그 반대 과정, 즉 하나에서 채널 수를 추출하는 과정이 수신자에서 수행되는 과정을 다음과 같이 호출합니다.de-multiplexing. 역 다중화를 수행하는 장치를DEMUX.
다음 그림은 MUX 및 DEMUX를 나타냅니다. 주요 용도는 통신 분야입니다.
멀티플렉서 유형
주로 아날로그와 디지털의 두 가지 유형의 멀티플렉서가 있습니다. FDM, WDM 및 TDM으로 더 나뉩니다. 다음 그림은이 분류에 대한 자세한 아이디어를 제공합니다.
실제로 여러 유형의 다중화 기술이 있습니다. 그중에서도 위의 그림에서 언급 한 일반 분류의 주요 유형이 있습니다.
아날로그 멀티플렉싱
아날로그 멀티플렉싱 기술은 본질적으로 아날로그 신호를 포함합니다. 아날로그 신호는 주파수 (FDM) 또는 파장 (WDM)에 따라 다중화됩니다.
주파수 분할 다중화 (FDM)
아날로그 멀티플렉싱에서 가장 많이 사용되는 기술은 다음과 같습니다. Frequency Division Multiplexing (FDM). 이 기술은 다양한 주파수를 사용하여 데이터 스트림을 결합하여 통신 매체에 단일 신호로 전송합니다.
Example − 단일 케이블을 통해 여러 채널을 전송하는 기존의 TV 송신기는 FDM을 사용합니다.
파장 분할 다중화 (WDM)
파장 분할 다중화는 서로 다른 파장의 많은 데이터 스트림이 광 스펙트럼에서 전송되는 아날로그 기술입니다. 파장이 증가하면 신호의 주파수가 감소합니다. ㅏprism 다른 파장을 단일 라인으로 변환 할 수있는 MUX 출력과 DEMUX 입력에 사용할 수 있습니다.
Example − 광섬유 통신은 WDM 기술을 사용하여 서로 다른 파장을 하나의 빛으로 병합하여 통신합니다.
디지털 멀티플렉싱
디지털이라는 용어는 정보의 개별 비트를 나타냅니다. 따라서 사용 가능한 데이터는 개별적인 프레임 또는 패킷의 형태입니다.
시분할 다중화 (TDM)
TDM에서 시간 프레임은 슬롯으로 나뉩니다. 이 기술은 각 메시지에 대해 하나의 슬롯을 할당하여 단일 통신 채널을 통해 신호를 전송하는 데 사용됩니다.
모든 유형의 TDM 중에서 주요 유형은 동기 및 비동기 TDM입니다.
동기식 TDM
동기식 TDM에서 입력은 프레임에 연결됩니다. 만일 거기에 'n'연결 수, 프레임은'n' 시간대. 각 입력 라인에 하나의 슬롯이 할당됩니다.
이 기술에서 샘플링 속도는 모든 신호에 공통이므로 동일한 클럭 입력이 제공됩니다. MUX는 항상 각 장치에 동일한 슬롯을 할당합니다.
비동기 TDM
비동기식 TDM에서는 샘플링 속도가 신호마다 다르며 공통 클록이 필요하지 않습니다. 할당 된 장치가 시간 슬롯에 대해 아무것도 전송하지 않고 유휴 상태이면 해당 슬롯은 동기식과 달리 다른 장치에 할당됩니다. 이 유형의 TDM은 비동기 전송 모드 네트워크에서 사용됩니다.
회생 중계기
모든 통신 시스템이 신뢰할 수 있으려면 손실없이 효과적으로 신호를 송수신해야합니다. PCM 파는 채널을 통해 전송 된 후 채널에서 유입되는 노이즈로 인해 왜곡됩니다.
원래 및 수신 된 펄스와 비교 한 회생 펄스는 다음 그림과 같습니다.
더 나은 신호 재생을 위해 다음과 같은 회로를 사용합니다. regenerative repeater수신자 앞의 경로에 사용됩니다. 이것은 발생한 손실로부터 신호를 복원하는 데 도움이됩니다. 다음은 다이어그램 표현입니다.
이것은 증폭기, 타이밍 회로 및 의사 결정 장치와 함께 이퀄라이저로 구성됩니다. 각 구성 요소의 작동 방식은 다음과 같습니다.
평형 장치
채널은 신호에 진폭 및 위상 왜곡을 생성합니다. 이는 채널의 전송 특성 때문입니다. 이퀄라이저 회로는 수신 된 펄스를 형성하여 이러한 손실을 보상합니다.
타이밍 회로
품질 출력을 얻으려면 신호 대 잡음비 (SNR)가 최대 인 곳에서 펄스 샘플링을 수행해야합니다. 이 완벽한 샘플링을 달성하려면 수신 된 펄스에서 주기적 펄스 트레인을 유도해야하며, 이는 타이밍 회로에 의해 수행됩니다.
따라서 타이밍 회로는 수신 된 펄스를 통해 높은 SNR에서 샘플링하는 타이밍 간격을 할당합니다.
결정 장치
타이밍 회로는 샘플링 시간을 결정합니다. 이 샘플링 시간에 의사 결정 장치가 활성화됩니다. 결정 장치는 양자화 된 펄스 및 노이즈의 진폭이 미리 결정된 값을 초과하는지 여부에 따라 출력을 결정합니다.
이들은 디지털 통신에 사용되는 몇 가지 기술입니다. 배워야 할 다른 중요한 기술이 있는데이를 데이터 인코딩 기술이라고합니다. 라인 코드를 살펴본 후 다음 장에서 이에 대해 알아 보겠습니다.