数字通信 - 技术
有几种技术为数字通信过程铺平了道路。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进一步讨论。
线性预测编码
线性预测编码 (LPC) 是一种在线性预测模型中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。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。这可以用数学形式表示为 −
$s(n) = \displaystyle\sum\limits_{k = 1}^p \alpha_k s(n - k)$，其中 p 和 αk
为某个值其中
s(n) 是当前语音样本
k 是特定样本
p 是最新值
αk 是预测系数
s(n - k) 是前一个语音样本
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）的总和来确定的。
这是一种非常有用的方法，用于以低比特率对语音进行编码。LPC 方法非常接近快速傅里叶变换 (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。如果这些信号本质上是模拟的，则该过程称为模拟多路复用。如果对数字信号进行多路复用，则称为数字多路复用。
多路复用最早是在电话领域开发的。将多个信号组合起来通过单根电缆发送。多路复用过程将通信信道划分为多个逻辑信道，每个逻辑信道分配给不同的消息信号或要传输的数据流。执行多路复用的设备可以称为MUX。相反的过程，即在接收器处从一个信道中提取多个信道，称为解复用。执行解复用的设备称为DEMUX。
下图表示 MUX 和 DEMUX。它们主要用于通信领域。
多路复用器的类型
多路复用器主要有两种类型，即模拟和数字。它们进一步分为 FDM、WDM 和 TDM。下图详细阐述了这种分类。
实际上，复用技术有很多种。其中，我们列出了上图中提到的主要类型及其一般分类。
模拟复用
模拟复用技术涉及本质上是模拟的信号。模拟信号根据其频率 (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 −传统的电视发射机通过一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，信号频率会降低。可以将不同波长转换为单线的棱镜可用于 MUX 的输出和 DEMUX 的输入。
示例 − 光纤通信使用 WDM 技术将不同波长合并为一束光以进行通信。
数字复用
术语"数字"表示信息的离散位。因此，可用数据为离散的帧或数据包形式。
时分复用 (TDM)
在 TDM 中，时间帧被划分为时隙。该技术用于通过为每条消息分配一个时隙，通过单个通信信道传输信号。
在所有类型的 TDM 中，主要有同步和异步 TDM。
同步 TDM
在同步 TDM 中，输入连接到一个帧。如果有'n'个连接，则该帧被分成'n'个时隙。为每个输入线分配一个时隙。
在这种技术中，所有信号的采样率都是相同的，因此给出了相同的时钟输入。MUX 始终为每个设备分配相同的时隙。
异步 TDM
在异步 TDM 中，每个信号的采样率都不同，并且不需要公共时钟。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
任何可靠的通信系统都应有效地发送和接收信号，而不会造成任何损失。PCM 波在通过信道传输后，会由于信道引入的噪声而失真。
再生脉冲与原始脉冲和接收脉冲的比较如下图所示。
为了更好地再现信号，在接收器之前的路径中使用了一个称为再生中继器的电路。这有助于从发生的损失中恢复信号。以下是示意图。
它由均衡器、放大器、定时电路和决策装置组成。每个组件的工作原理详述如下。
均衡器
信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，脉冲采样应在信噪比 (SNR) 最大的地方进行。为了实现这种完美采样，必须从接收到的脉冲中得出周期性脉冲序列，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高 SNR 采样的时间间隔。
决策装置
定时电路确定采样时间。决策装置在这些采样时间启用。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。
这些只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。让我们在查看线路代码后在后续章节中了解它们。
