Fagstoff

Bitsynkronisering

Publisert: 10.06.2010, Oppdatert: 03.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut

Det digitale signalet vi får ut fra demodulatoren er ofte utsatt for støy og forvrengning. Bitsynkronisatorens oppgave er å gjenskape den opprinnelige PCM-bitstrømmen, samt rekonstruere klokkepulsene for senere bruk i PCM-dekoding. Det finnes mange typer PCM-koder med forskjellige egenskaper, og hvilken type kode som er brukt er viktig å kjenne til for å kunne rekonstruere bitstrømmen og klokkepulsene med minst mulig feil.

Et bitmønster som så ut som i figuren under før modulering i senderen

Bitsekvens uten støyOriginal kode
Opphavsmann: El pak

kan se ut som i figuren under når den samme sekvensen er demodulert på mottakersiden

Bitsekvens med støyMottatt kode
Opphavsmann: El pak

Et slikt signal med mye støy kan være det som blir koplet inn på bitsynkronisatoren som du ser prinsippskisse av i figuren under.

Blokkskjema av bitsynkronisatorBlokkskjema av bitsynkronisator
Opphavsmann: Narom

Det første trinnet er en AGC-forsterker som sikrer at signalet har tilstrekkelig nivå for prosesseringen videre, ikke minst tersklingen i symbolavgjøreren. Deretter filtreres signalet i et matched filter, et avansert båndpassfilter som er optimalisert for best mulig signal/støy-forhold. Ut fra filtret kan signalet typisk se ut som i figuren under.

Signal ut av matched filterMatched filter
Opphavsmann: El pak

Det filtrerte signalet sendes både til symbolavgjøreren og til en nullgjennomgangsdetektor. Signaler fra nullgjennomgangsdetektoren brukes som referanse for en faselåst sløyfe som gir ut regenerert klokkepuls til symbolavgjøreren og til ekstern bruk.

Regenert klokkepulsRegenerert klokkepuls
Opphavsmann: Rolf Lien, Narom

I symbolavgjøreren brukes klokkepulsene i forbindelse med punktprøving av det filtrerte signalet.  Verdiene fra punktprøvingen sammenliknes med en gitt terskelverdi. Alle verdier over terskelverdien gis binær verdi 1 og alle under gis binær verdi 0. I figuren under er terskelverdien tegnet inn som en grønn stiplet linje.

SymbolavgjøringSymbolavgjøring
Opphavsmann: El pak

Det siste trinnet i skissen av bitsynkronisatoren er kodeomformeren. Det er ikke alltid vi kan eller ønsker å bruke samme kode til videre dekoding og lagring som den som ble valgt på sendersiden. NRZ-koder, som har klare fordeler sammenliknet med bifasekoder ved sending, er for eksempel ikke egnet for lagring på tape på grunn av mediets manglende likestrømsrespons, og vi må omforme til annen kode før slik lagring.

Spektral tetthet for NRZ- og bifasekoder. Spektral båndbredde for PCM-koder
Opphavsmann: Narom

 

Figuren viser spektral tetthet for NRZ- og bifasekoder. Frekvensen langs x-aksen er referert til bitraten, og vi ser at bifasekoding krever dobbelt så stor båndbredde som NRZ-koding ved samme bitrate. Mer om forskjellige PCM-koder og deres fordeler og ulemper kan du lese om i en egen artikkel. Du finner lenker til denne og til en oversikt over forskjellige måter å kode den binære sekvensen 0001110110010110 i lenkesamlingen.

Relatert innhold

Generelt