数字通信 - 技术
有一些技术为数字通信过程铺平了基本路径。为了使信号数字化，我们有采样和量化技术。
为了以数学方式表示它们，我们有 LPC 和数字复用技术。这些数字调制技术将被进一步讨论。
线性预测编码
线性预测编码（LPC）是一种用线性预测模型表示数字语音信号的工具。这主要用于音频信号处理、语音合成、语音识别等。
线性预测基于当前样本基于过去样本的线性组合的思想。该分析将离散时间信号的值估计为先前样本的线性函数。
使用线性预测模型的信息以压缩形式表示频谱包络。这可以在数学上表示为 -
$s(n) = \displaystyle\sum\limits_{k = 1}^p \alpha_k s(n - k)$ 对于p和α k的某个值
在哪里
s(n)是当前语音样本
k是一个特定的样本
p是最新值
α k是预测系数
s(n - k)是先前的语音样本
对于 LPC，预测系数值是通过最小化实际语音样本与线性预测样本之间的平方差（在有限间隔内）之和来确定的。
这是一种非常有用的低比特率语音编码方法。LPC方法非常接近快速傅立叶变换(FFT)方法。
多路复用
多路复用是通过共享介质将多个信号组合成一个信号的过程。这些信号如果本质上是模拟的，则该过程称为模拟复用。如果对数字信号进行复用，则称为数字复用。
多路复用首先是在电话领域发展起来的。许多信号被组合起来通过一根电缆发送。多路复用过程将通信信道划分为多个逻辑信道，为每个逻辑信道分配不同的消息信号或要传输的数据流。进行多路复用的设备可以称为MUX。相反的过程，即从一个通道中提取通道数，在接收器处完成，称为解复用。进行解复用的设备称为DEMUX。
下图表示 MUX 和 DEMUX。它们的主要用途是在通信领域。
多路复用器的类型
多路复用器主要有两种类型，即模拟多路复用器和数字多路复用器。它们又分为FDM、WDM和TDM。下图给出了这种分类的详细思路。
实际上，复用技术有很多种。其中，我们有主要类型和一般分类，如上图所示。
模拟多路复用
模拟复用技术涉及本质上是模拟的信号。模拟信号根据频率 (FDM) 或波长 (WDM) 进行复用。
频分复用 (FDM)
在模拟复用中，最常用的技术是频分复用（FDM）。该技术使用各种频率来组合数据流，以便将它们作为单个信号在通信介质上发送。
示例- 传统电视发射机通过单根电缆发送多个频道，使用 FDM。
波分复用 (WDM)
波分复用是一种模拟技术，其中许多不同波长的数据流在光谱中传输。如果波长增加，信号的频率就会降低。MUX 的输出端和 DEMUX 的输入端可以使用能够将不同波长转换为一条线的棱镜。
示例- 光纤通信使用 WDM 技术将不同波长合并为单个光进行通信。
数字复用
术语“数字”表示离散的信息位。因此，可用数据采用帧或数据包的形式，它们是离散的。
时分复用 (TDM)
在 TDM 中，时间帧被分为多个时隙。该技术用于通过为每个消息分配一个时隙，在单个通信信道上传输信号。
在TDM的所有类型中，主要有同步TDM和异步TDM。
同步时分复用
在同步 TDM 中，输入连接到帧。如果有“ n ”个连接，则该帧被分为“ n ”个时隙。为每条输入线分配一个插槽。
在这种技术中，采样率对于所有信号都是相同的，因此给出相同的时钟输入。MUX 始终为每个设备分配相同的插槽。
异步时分复用
在异步 TDM 中，每个信号的采样率不同，不需要公共时钟。如果分配的设备在某个时隙内不传输任何内容并且处于空闲状态，则该时隙将分配给另一个设备，这与同步不同。这种类型的 TDM 用于异步传输模式网络。
再生中继器
对于任何可靠的通信系统，它都应该有效地传输和接收信号，没有任何损失。PCM 波在通过信道传输后，会由于信道引入的噪声而发生失真。
再生脉冲与原始脉冲和接收脉冲进行比较，如下图所示。
为了更好地再现信号，在接收器之前的路径中采用了称为再生中继器的电路。这有助于恢复发生丢失的信号。以下是图解表示。
它由均衡器、放大器、定时电路和决策装置组成。每个组件的工作详细如下。
均衡器
该通道会对信号产生幅度和相位失真。这是由于信道的传输特性造成的。均衡器电路通过对接收的脉冲进行整形来补偿这些损失。
定时电路
为了获得高质量的输出，应在信噪比 (SNR) 最大的情况下进行脉冲采样。为了实现这种完美的采样，必须从接收到的脉冲中导出周期性脉冲序列，这是由定时电路完成的。
因此，定时电路通过接收到的脉冲分配用于高SNR采样的定时间隔。
决策装置
定时电路决定采样时间。决策装置在这些采样时间被启用。决策装置根据量化脉冲和噪声的幅度是否超过预定值来决定其输出。
这些是数字通信中使用的少数技术。还有其他重要的技术需要学习，称为数据编码技术。让我们在查看行代码后在后续章节中了解它们。