¿Cuáles son los métodos para codificar señales digitales en señales analógicas? ¿Cuál es la función y el método de sincronización de bits en la comunicación de datos? ¿Por qué necesitamos representarlo con palabras cuando se conoce la sincronización de bits?

(1) Fuerte capacidad antiinterferente y sin acumulación de ruido. En las comunicaciones analógicas, para mejorar la relación señal-ruido, la señal de transmisión atenuada debe amplificarse en el tiempo durante el proceso de transmisión de la señal. El ruido se superpone inevitablemente a la señal, y el ruido también se amplifica durante el proceso de transmisión. . A medida que aumenta la distancia de transmisión, se acumula más ruido, provocando una grave degradación en la calidad de la transmisión.

Para las comunicaciones digitales, dado que la amplitud de la señal digital es un valor discreto limitado (normalmente dos amplitudes), aunque también se verá interferida por ruido durante el proceso de transmisión, cuando la relación señal-ruido Cuando se deteriora hasta cierto punto, se utiliza el método de regeneración de juicio dentro de una distancia adecuada para generar la misma señal digital sin interferencias de ruido que el remitente original, de modo que se pueda lograr una transmisión de larga distancia de alta calidad.

(2) Conveniente para el procesamiento de cifrado. La seguridad y la confidencialidad de la transmisión de información son cada vez más importantes. El cifrado de la comunicación digital es mucho más fácil que la comunicación analógica. Tomando como ejemplo las señales de voz, la señal transformada digitalmente se puede cifrar y descifrar mediante operaciones lógicas digitales simples.

(3) Fácil de almacenar, manipular e intercambiar. La forma de señal de la comunicación digital es la misma que el método de señal utilizado por las computadoras, que son códigos binarios. Por lo tanto, es fácil conectarse a la computadora y almacenar, procesar e intercambiar señales digitales usando la computadora para realizar la automatización y la inteligencia. Gestión y mantenimiento de redes de comunicaciones.

(4) El equipo es fácil de integrar y miniaturizar. La comunicación digital utiliza multiplexación por división de tiempo y no requiere filtros voluminosos. La mayoría de los circuitos del equipo son circuitos digitales, que se pueden implementar a través de circuitos integrados de gran y ultra gran escala, por lo que son de tamaño pequeño y bajo consumo de energía.

(5) Es fácil formar una red digital integrada y una red digital de servicios integrados. Usando el modo de transmisión digital, el intercambio digital se puede llevar a cabo a través de equipos de conmutación digital controlados por programa, logrando así la integración de la transmisión y el intercambio. Además, los servicios telefónicos y diversos servicios no vocales también pueden digitalizarse para formar una red digital de servicios integrados.

(6) Ocupa una banda de frecuencia de canal más amplia. Un teléfono analógico tiene un ancho de banda de 4 kHz, un teléfono digital ocupa alrededor de 64 kHz, que es la razón principal por la que las comunicaciones analógicas siguen siendo viables. Con el uso extensivo de canales de banda ancha (cables ópticos, microondas digitales) (un par de cables ópticos pueden abrir miles de líneas telefónicas) y el desarrollo de la tecnología de procesamiento de señales digitales (la velocidad digital de una línea telefónica digital se puede comprimir desde 64kb/ s a 32 kb/s o incluso velocidades digitales más bajas), el problema del ancho de banda para la telefonía digital ya no es un problema importante.

Como se puede ver en la introducción anterior, la comunicación digital tiene muchas ventajas, por lo que todos los países están desarrollando activamente la comunicación digital. En los últimos años, las comunicaciones digitales de mi país se han desarrollado rápidamente y avanzan hacia la alta velocidad, la inteligencia, la banda ancha y la integración.

Generación de señales digitales

(1) ¿Señal analógica?

La forma de onda de la señal cambia con el cambio de la información analógica. La característica de la señal analógica es que la. la amplitud es continua (continua se refiere al hecho de que se puede tomar un número infinito de valores dentro de un cierto rango de valores). Las señales analógicas, sus formas de onda de señal también son continuas en el tiempo, por lo que también son señales continuas. Las señales analógicas muestreadas en un determinado intervalo de tiempo T también se denominan señales discretas porque sus formas de onda son discretas en el tiempo. Pero la amplitud de esta señal sigue siendo continua, por lo que sigue siendo una señal analógica. Las señales de teléfono, fax y televisión son todas señales analógicas.

(2) Señal digital

La característica de la señal digital es que la amplitud está limitada a un número limitado de valores. No es continua, sino discreta. Codificación binaria, cada símbolo toma sólo dos amplitudes (0, A): Codificación cuaternaria, cada símbolo toma una de cuatro amplitudes (3, 1, -1, -3). Estas señales con amplitudes discretas se denominan señales digitales.

Proceso de digitalización de la señal

La digitalización de la señal requiere tres pasos: muestreo, cuantificación y codificación. El muestreo consiste en reemplazar la señal continua en el tiempo original con una secuencia de señal muestreada cada cierto tiempo, es decir, discretizar la señal analógica en el tiempo.

La cuantificación consiste en utilizar un número finito de valores de amplitud para aproximarse al valor de amplitud original que cambia continuamente y cambiar la amplitud continua de la señal analógica a un número finito de valores discretos en ciertos intervalos. La codificación es el proceso de expresar valores cuantificados como números binarios de acuerdo con ciertas reglas y luego convertirlos en flujos de señales digitales binarios o de valores múltiples. La señal digital obtenida de esta forma puede transmitirse a través de líneas digitales, como cables, líneas troncales de microondas, canales satelitales, etc. En el extremo receptor, el proceso de digitalización es opuesto a la señal analógica mencionada anteriormente, y luego se filtra posteriormente y se devuelve a la señal analógica original. El proceso de digitalización descrito anteriormente también se denomina modulación de código de pulso.

¿Muestreo?

La señal de voz es una señal analógica, que no sólo es continua en valor de amplitud, sino también continua en tiempo. Para digitalizar y multiplexar por división de tiempo la señal de voz, la señal de voz primero debe procesarse discretamente en el tiempo. Este proceso se denomina muestreo. El llamado muestreo significa extraer un valor de amplitud instantáneo (valor de muestreo) de la señal de voz en un cierto intervalo de tiempo T. La serie de valores de muestreo discretos en el tiempo obtenidos después del muestreo se denomina secuencia de valores de muestreo, como se muestra en Figura 2-4. La secuencia de valores muestreados es discreta en el tiempo y puede multiplexarse ​​por división de tiempo, o los valores muestreados pueden cuantificarse y codificarse en una señal digital binaria. Tanto la teoría como la práctica muestran que siempre que el intervalo de pulso de muestreo T≤12fm (o ≥2fm) (fm es la frecuencia más alta de la señal de voz), la secuencia de valores muestreados puede restaurar la señal de voz original sin distorsión.