انواع روش‌های کدگذاری (4)

بخوانید:

انواع روش‌های کدگذاری (1)

انواع روش‌های کدگذاری (2)

انواع روش‌های کدگذاری (3)

معروف ترین کاربرد این نوع انتقال، ارسال داده‌های دیجیتال از طریق شبکه های عمومی تلفن است. شبکه های تلفن برای ارسال، سوئیچ و دریافت سیگنال های آنالوگ در محدوده ی فرکانس صوتی در حدود 300 تا 3400 هرتز طراحی شده اند. برای انتقال سیگنال های دیجیتال نمی توان از خطوط تلفن فعلی استفاده کرد زیرا انتقال در فاصله میان مشترک تلفن تا مرکز سوئیچ تلفن به شکل آنالوگ می باشد. بنابراین تجهیزات دیجیتال ( مانند کامپیوتر ) از طریق مودم ( مدولاتور / دمدولاتور ) به شبکه ی تلفن اتصال می یابند.

مبدل داده ی دیجیتال به سیگنال آنالوگ را مدولاسیون دیجیتال می گویند. مدولاسیون عملیاتی است که در عموم مودم ها انجام می شود و مودم ها سیگنال دیجیتال را به آنالوگ و بر عکس تبدیل می کنند.

مدولاسیون تبدیل رشته ای از صفر و یک ها به یک سیگنال آنالوگ قابل عبور از کانال ( مانند صوت ) است.

در برخی از خطوط انتقال داده ها، سیگنال های خاصی توانایی عبور دارند. به این سیگنال ها، سیگنال های حامل می‌گویند که حد اکثر توانایی عبور از کانال را دارند.

با توجه به همین موضوع، می توانیم بر سه ویژگی اصلی موج عامل تغییر ایجاد کنیم تا معنای صفر و یک را منتقل کنیم. این سه ویژگی عبارت اند از دامنه، فرکانس و فاز. اگر بتوانیم بر این سه مولفه تغییرات خاص را اعمال کنیم، می توانیم رشته های بیتی را نیز در رسانه ی انتقال منتقل کنیم. حال به بررسی این تکنیک ها می پردازیم.

این روش به طور اختصار ASK نامیده می شود. در این تکنیک تمرکز ما بر روی تغییرات دامنه است. به این طریق که بیت 1 با حضور سیگنال و بیت 0 را با دامنه ی صفر یا عدم حضور سیگنال ارسال کنیم. در این حالت هر دو مشخصه ی فاز و فرکانس هر دو ثابت اند و فقط دامنه تغییر می‎ کند.

در پیاده سازی ASK دودویی یک اسیلاتور داریم که موج سینوسی را تولید می کند و یک کلید نیز وجود دارد که با توجه به مقدار دودویی بیت کلید بسته می شود و خروجی اسیلاتور را ارسال می کند.

در ASK می بینیم که با هر المان سیگنال ، یک بیت ارسال می شود یعنی نرخ باود با نرخ بیتی برابر است. یکی از معایب مهم مدولاسیون ASK این است که دامنه ی سیگنال مدوله شده با توجه به نویز و تضعیف کانال تغییر می یابد و بیت ها با یمدیگر اشتباه می شوند.

این روش به طور اختصار FSK نامیده می شود. بیت های صفر و یک فرکانس موج سینوسی را تغییر می دهد. فرکانس موج حامل با توجه به داده های دودویی تغییر می کند و فاز و دامنه هر دو ثابت هستند. نحوه پیاده سازی FSK به این صورت است که نوسان سازی داریم که فرکانس آن با ولتاژ کنترل می شود. این نوسان ساز ها به اختصار VCO یا  Voltage Controlled Oscillator نامیده می شود. برای ساخت مدولاتور FSK، دنباله ی بیت دودویی یعنی ولتاژهای بالا و پایین به عنوان کنترل کننده ی فرکانس نوسان ساز استفاده می شود و سیگنال خروجی نوسان ساز به عنوان سیگنال مدوله شده مورد استفاده قرار می گیرد.

این روش به طور اختصار PSK نامیده می شود. همان طور که می توانید حدس بزنید، در این روش برای انتقال رشته های بیتی از تغییر فاز موج حامل استفاده می‌کنیم. برای مثال بیت صفر را با فاز صفر و بیت یک را با فاز 180 درجه نشان می دهیم. پیاده سازی PSK شببه ASK ایت با این تفاوت که سیگنال دودویی ضرب شونده در سیگنال حامل دارای دامنه های مثبت و منفی است( نه مثبت و صفر ) و مانند این است که کلید به جای خاموش و روشن کردن خروجی اسیلاتور ، جای دو سر سیم آن را با توجه به صفر و یک عوض کند.

فاطمه مجدآبادی

بخش دانش و زندگی تبیان

منابع:

Line codec analyzer

Line codes for digital transmissions

Data communication / F.safaei