Comment un signal numérique est transmis à distance

Si un signal analogique est continu, alors un signal numérique est un signal qui est une séquence de valeurs discrètes (clairement séparées en amplitude et en temps) qui sont des multiples d'une certaine valeur minimale.

Dans le monde moderne, lors de la transmission d'informations, les signaux binaires, appelés flux de bits (séquences de « 0 » et « 1 »), sont le plus souvent utilisés, car les séquences de ce format peuvent être facilement codées et immédiatement utilisées. en électronique binaire… Pour transmettre un signal numérique sur un canal analogique (radio ou électrique), il est converti, c'est-à-dire modulé. Et à la réception, ils le démodulent en retour.

Le signal numérique a une propriété importante, à savoir la possibilité de le régénérer complètement dans le répéteur. Et lorsque le signal numérique transmis dans le système de communication est bruyant, il peut être restauré dans le répéteur à un certain rapport signal / bruit. Autrement dit, si le signal est arrivé avec des interférences mineures, il est converti sous forme numérique et complètement reformé dans le répéteur - il est restauré de cette manière.

Mais si le signal déformé est analogique, alors il doit être amplifié avec le bruit superposé. Mais si le signal numérique entrant est reçu avec de fortes interférences, par exemple, avec l'impact d'une falaise abrupte, il sera totalement impossible de le récupérer complètement, car des parties seront toujours perdues.

Un signal analogique, même avec de fortes interférences, peut toujours être restauré sous une forme acceptable lorsqu'il sera possible d'en extraire des informations, bien que difficilement.

La communication cellulaire analogique au format AMPS et NMT, par rapport à la communication cellulaire numérique aux formats GSM et CDMA, vous permet d'avoir une conversation avec des interférences, tandis qu'avec des interférences dans la communication numérique, cela ne fonctionnera pas, car des morceaux entiers tomberont de la conversation.

Pour se prémunir contre de tels problèmes, le signal numérique est souvent régénéré en construisant des régénérateurs dans la coupure de la ligne de communication si elle est suffisamment longue ou si la distance entre la station de base et le téléphone mobile est réduite - les stations de base sont plus souvent situées au sol. Les algorithmes de vérification et de restauration des informations numériques dans les systèmes numériques permettent d'augmenter la fiabilité de la transmission des informations sous forme numérique.

Ainsi, comme indiqué ci-dessus, la caractéristique la plus importante d'un signal numérique lors de sa transmission est que la séquence d'impulsions peut être récupérée après avoir traversé un milieu qui introduit une dispersion et des interférences. Le support peut être filaire ou sans fil.

Les régénérateurs sont placés le long de la ligne à une certaine distance les uns des autres. Les sections avec câbles et régénérateurs sont appelées sections de régénération.Le régénérateur corrige la forme des impulsions reçues, restaure les intervalles entre elles (horloges) et reproduit pratiquement à nouveau la séquence d'impulsions.

Supposons qu'une série d'impulsions positives et négatives et d'intervalles soit obtenue à partir de la sortie du régénérateur précédent. Ensuite, les impulsions à l'entrée du régénérateur suivant présentent des distorsions, par exemple après transmission par câble ou à partir d'influences électromagnétiques extérieures.

L'amplificateur de correction corrige la forme des impulsions, augmente leur amplitude à tel point que le bloc suivant peut comprendre s'il y a une impulsion ici ou non et décider de la restaurer ou non au moment actuel.

Vient ensuite l'opération de temporisation et de régénération, qui s'effectue simultanément. De plus, la régénération n'est possible que lorsqu'au point de la solution de régénération la somme des amplitudes de l'impulsion d'entrée et de la perturbation dépasse le niveau de seuil de la solution de régénération et du signal de temporisation pendant la solution a l'amplitude et la polarité correctes.

Le signal de synchronisation donne un échantillon temporel des impulsions redressées reflétant le rapport signal/bruit maximal et organise également les impulsions correctement dans la séquence.

Idéalement, une séquence régénérée sera obtenue en sortie du régénérateur, qui sera une copie exacte de la séquence d'impulsions transmise par la section précédente de la ligne de communication.

En réalité, la séquence récupérée peut différer de l'original.Mais des erreurs peuvent apparaître s'il y a un bruit de grande amplitude à l'entrée, dans un signal analogique décodé cela ressemble à l'apparition de bruit, et des erreurs liées aux intervalles entre les impulsions peuvent provoquer des fluctuations de phase dans leur position relative à la sortie.

Dans les signaux analogiques, ces fluctuations apparaissent sous forme de bruit d'échantillonnage, et lors de la régénération ultérieure, elles apparaîtront. De plus, les impulsions de sortie positives et négatives avec une alimentation électrique imprécise peuvent différer les unes des autres en amplitude, ce qui contribue également aux erreurs lors de la prochaine étape de régénération du signal numérique.