デジタル信号が遠くまで伝わる仕組み

アナログ信号が連続である場合、デジタル信号は、特定の最小値の倍数である離散的な (大きさと時間において明確に分離された) 値のシーケンスである信号です。

現代世界では、情報を送信する場合、バイナリ信号、いわゆるビット ストリーム («0» と «1» のシーケンス) が最もよく使用されます。これは、この形式のシーケンスは簡単にエンコードでき、すぐに使用できるためです。 バイナリエレクトロニクスで… デジタル信号をアナログ チャネル (無線または電気) で送信するには、変換、つまり変調が行われます。そして受信時にそれを復調して返します。

デジタル信号には、リピーター内で完全に再生できるという重要な特性があります。また、通信システムで送信されるデジタル信号にノイズが多い場合、リピーター内で信号を特定の信号/ノイズ比に復元できます。つまり、信号が軽度の干渉で到着した場合、信号はデジタル形式に変換され、リピーター内で完全に再形成され、この方法で復元されます。

しかし、歪んだ信号がアナログの場合は、重畳されたノイズとともに増幅する必要があります。しかし、急な崖の衝撃など、強い干渉を受けて受信したデジタル信号が受信された場合、部品が依然として失われるため、信号を完全に回復することは完全に不可能になります。

アナログ信号は、強い干渉があっても、そこから何らかの情報を抽出することができれば、たとえ困難ではあったとしても、何らかの許容可能な形式に復元することができます。

AMPS および NMT 形式のアナログセルラー通信は、GSM および CDMA 形式のデジタルセルラー通信と比較すると、干渉があっても通話できますが、デジタル通信では干渉があると会話の一部が抜け落ちてしまうため、通話ができません。

このような問題を防ぐために、通信回線の断線が十分に長い場合、または基地局から携帯電話までの距離が短くなる場合、デジタル信号は多くの場合、通信回線の断線に再生器を組み込んで再生成されます (基地局は地上に設置されることが多くなります)。デジタル システムにおけるデジタル情報の検証と復元のためのアルゴリズムにより、デジタル形式での情報送信の信頼性を高めることができます。

したがって、上で述べたように、送信中のデジタル信号の最も重要な特性は、分散や干渉を引き起こす媒体を通過した後にパルス シーケンスを復元できることです。媒体は有線でも無線でも構いません。

蓄熱器はラインに沿って互いに一定の距離を置いて配置されます。ケーブルや回生器が設置されている区間を回生区間といいます。リジェネレータは、受信したパルスの形状を修正し、パルス間の間隔（クロック）を復元し、実質的にパルスシーケンスを再度再現します。

一連の正、負のパルスおよびギャップが前の再生器の出力から得られると仮定します。次に、次の再生器の入力におけるパルスには、たとえばケーブルによる送信後や外部の電磁気の影響により歪みが生じます。

補正アンプはパルスの形状を補正し、次のブロックがここにパルスがあるかどうかを理解できる程度までパルスの振幅を増加させ、現時点でパルスを復元するかどうかを決定します。

次にタイミング動作と回生動作を同時に行いますが、再生動作は再生器解点で入力パルスと外乱の振幅の和が再生器解とタイミング信号の閾値レベルを超えた場合にのみ可能となります。ソリューションは正しい振幅と極性を持っています。

タイミング信号は、最大の信号対雑音比を反映する整流パルスの時間サンプルを与え、またパルスをシーケンス内に正しく配置します。

理想的には、再生されたシーケンスが再生器の出力で得られ、これは通信回線の前のセクションによって送信されたパルス シーケンスの正確なコピーになります。

実際には、復元されたシーケンスはオリジナルとは異なる場合があります。しかし、入力に大きな振幅のノイズがある場合、エラーが発生する可能性があり、デコードされたアナログ信号ではノイズのように見えます。また、パルス間の間隔に関連するエラーにより、出力での相対位置の位相変動が発生する可能性があります。

アナログ信号では、この揺らぎがサンプリングノイズとして現れ、その後の再生時に現れます。さらに、電源供給が不正確な場合、正と負の出力パルスの振幅が異なる可能性があり、これもデジタル信号再生の次の段階での誤差の原因となります。