Sisteme de transmisiuni numerice

Sisteme de transmisiuni numerice       

Dupa cum s-a aratat, echipamentele destinate utilizarii multiple a liniilor de telecomunicatii se pot imparti in doua mari grupe:

- echipamente cu multiplexarea cailor in frecventa;

- echipamente cu multiplexarea cailor in timp.

In cazul multiplexarii cailor in timp, fiecarei cai i se aloca un interval de timp in care are la dispozitie intreaga banda de frecventa  a liniei; aceasta tehnica de transmisiune se bazeaza pe cunoscuta teorema a esantionarii, formulata astfel:

'Daca in spectrul de frecvente al functiei nu exista frecvente mai mari decat , atunci este complet determinata de ordonatele sale luate in domeniul timp la momente ce se succed la

Semnalul informational corespunzator unei cai nu mai este continuu in timp, ci este transmis la anumite momente discrete; avem deci o transmisiune in impulsuri. Daca impulsurile transmise au o amplitudine corespunzatoare valorilor instantanee ale ordonatelor functiei , numite si esantioane - spunem ca sistemul de transmisiuni foloseste o Modulatie a Impulsurilor in
Amplitudine (MIA).

Multiplexarea in timp a mai multor cai este posibila datorita faptului ca durata impulsului este mult mai mica decat intervalul intre doua esantioane succesive MIA prezinta dezavantajul ca datorita perturbatiilor pe linie, amplitudinea impulsurilor se modifica si semnalul va fi astfel afectat de un zgomot ce creste odata cu lungimea liniei.

Rezultate mai bune se obtin daca amplitudinea variabila a esantioanelor este transformata in latimea variabila a unor impulsuri de amplitudine constanta: se obtine astfel Modulatia Impulsurilor in Durata (MID). Distanta de transmisie creste, dar scade numarul de cai deoarece intervalul de timp alocat unei cai trebuie sa creasca. Si in acest caz apar zgomote ca urmare a distorsionarii fronturilor impulsului.

Intrucat pozitia frontului anterior coincide cu momentul esantionarii, acesta este cunoscut si impulsurile modulate in durata pot fi inlocuite cu impulsuri de amplitudine si latime fixa, dar a caror pozitie pe axa timpului fata de momentul esantionarii variaza in concordanta cu valoarea instantanee a esantionului: obtinem astfel Modulatia Impulsurilor in Pozitie (MIP).

Cele trei metode prezentate constituie metode analogice de modulatie a impulsurilor si au ca dezavantaj comun o mare sensibilitate la perturbatii, ceea ce implica impunerea unor conditii severe parametrilor liniei. In prezent, metodele analogice au fost practic abandonate in favoarea unor metode numerice, metode in care semnalul informational este transmis sub forma unei succesiuni de cuvinte binare.

Pentru a putea fi transmise pe canale numerice, semnalele analogice sunt supuse unor transformari specifice, intre care in principal discretizarii in timp si cuantizarii in nivel. In urma discretizarii in timp, un proces aleator continuu este inlocuit printr-o suita de variabile aleatoare continue ce se succed la intervale de timp (perioada de esantionare). De obicei, pentru usurarea sincronizarii emitatorului si receptorului, constant.

Orice subansamblu ce intra in compunerea unui sistem de transmisiuni se caracterizeaza printr-o capacitate finita de rezolutie in domeniul amplitudinilor, prin urmare, semnale foarte apropiate ca marime nu pot fi deosebite. In afara de aceasta, in orice sistem de telecomunicatii semnalul este supus perturbatiilor, distorsiunilor liniare si neliniare si chiar in cazul utilizarii unor subansamble de foarte inalta rezolutie, la receptie nu va putea fi reconstituit decat cu o aproximatie determinata de marimea zgomotului. Mai mult, urechea umana nu poate deosebi dupa tarie doua sunete de aceeasi frecventa decat daca nivelul lor difera cu cel putin un decibel. In consecinta, la emisie marimea semnalului poate fi 'rotunjita', astfel incat multimea infinita a valorilor instantanee sa fie inlocuita cu o multime finita de valori.

In general, prin cuantizarea unei marimi aleatoare se intelege o conversie neliniara ce se obtine prin punerea lui in corespondenta cu o functie in trepte , ce ia o multime finita de valori Marimile se numesc nivele de cuantizare iar diferenta treapta de cuantizare.

Diferitele metode de codare numerica a semnalelor analogice se deosebesc dupa marimea supusa cuantizarii (esantionul sau diferenta intre acesta si o valoare prezisa a sa), modul de obtinere a valorii prezise (din semnalul numeric sau din esantioanele precedente), numarul de nivele ale cuantizorului (