Digital Communication – Analog to Digital
日常生活で発生するコミュニケーションは、信号という形で行われます。 これらの信号、たとえば音信号は、一般に、アナログ的なものである。
デジタル化の必要性
従来の通信方法では、長距離通信にアナログ信号を使用しており、歪み、干渉、セキュリティ侵害などの多くの損失に悩まされていました。
次の図は、アナログ信号とデジタル信号の違いを示しています。
デジタル通信の利点
信号はデジタル化されているので、アナログ通信に比べてデジタル通信には次のような多くの利点があります –
-
デジタル信号では歪、ノイズ、干渉の影響が少なく、影響がずっと少なくなります。
-
デジタル回路は信頼性が高い
-
デジタル回路はアナログ回路より設計が容易で安価である
-
デジタル回路はアナログ回路より設計が容易で安価である。
-
デジタル回路のハードウェア実装は、アナログよりも柔軟です。
-
デジタル通信ではクロストークの発生は非常にまれです。
-
パルスがその特性を変えるには高い妨害が必要なので信号は変化せず、これは非常に困難です。
-
情報の機密性を保つために、デジタル回路では暗号化や圧縮などの信号処理機能が採用されている。
-
誤り検出や誤り訂正符号を採用することにより、誤り発生の確率が低減される。
-
スペクトラム拡散技術は、信号妨害を避けるために使用されます。
-
時分割多重(TDM)を使用してデジタル信号を結合することは、周波数分割多重(FDM)を使用してアナログ信号を結合するより容易であります。
-
デジタル信号の構成プロセスは、アナログ信号よりも簡単です。
-
デジタル信号は、アナログ信号よりも便利に保存および取得することができます。
-
多くのデジタル回路は、ほぼ共通のエンコード技術を持ち、したがって、類似のデバイスを多くの目的に使用することができます。
-
チャンネルの容量は、デジタル信号によって有効に利用されます。
デジタル通信の要素
デジタル通信システムを形成する要素は、理解を容易にするために以下のブロック図で表されます。
以下はデジタル通信システムのセクションです。 例 音信号
入力トランスデューサ
物理的な入力を受け取り、電気信号に変換するトランスデューサ(例:マイクロフォン)です。 このブロックはまた、さらなる処理にデジタル信号が必要となるアナログ/デジタル変換器でもあります。
デジタル信号は、一般にバイナリ列で表されます。 このプロセスは、帯域幅の有効活用に役立ちます。 また、冗長ビット(不要な余分なビット、つまりゼロ)を削除します。
Channel Encoder
チャネルエンコーダは、エラー訂正のための符号化を行います。 信号の伝送中に、チャネル内のノイズのために、信号が変化することがあり、これを避けるために、チャネル・エンコーダは、伝送データにいくつかの冗長ビットを追加します。 5434>
Digital Modulator
送信される信号は、ここでキャリアによって変調されます。 5434>
チャネル
チャネルまたは媒体は、アナログ信号が送信端から受信端に送信することができます。
デジタル復調器
これは、受信端の最初のステップです。 受信した信号は復調され、またアナログからデジタルに変換されます。 信号はここで再構成されます。
チャネルデコーダ
チャネルデコーダは、シーケンスを検出した後、いくつかのエラー訂正を行います。 伝送中に発生した歪みは、冗長ビットを追加することで修正されます。 このビットの追加は、元の信号の完全な復元に役立ちます。
ソースデコーダー
結果の信号は、情報の損失なしに純粋なデジタル出力が得られるように、サンプリングと量子化によって再びデジタル化されます。 ソースデコーダは、ソース出力を再作成します。
出力トランスデューサー
信号を送信機の入力にあった元の物理的な形式に変換する最後のブロックです。 電気信号を物理的な出力(例:スピーカー)に変換します。
出力信号
これは、全体のプロセスの後に生成される出力です。 例:受信した音信号
このユニットでは、導入、信号のデジタル化、利点、デジタル通信の要素について扱いました。 次の章では、デジタル通信の概念について、詳しく学びます。