Wat zijn symbolen in digitale communicatie?
We willen de lezer niet in verwarring brengen, maar laten we beginnen met te definiëren dat een digitaal signaal niets anders is dan een speciaal analoog signaal. Een “signaal” is immers een elektrisch signaal, of het nu analoog of digitaal is. De fysica van beide signalen is hetzelfde.
Vergelijking
- De amplitude van het analoge signaal kan oneindig veel momentane waarden aannemen tussen het minimum (negatieve amplitude) en het maximum (positieve amplitude)
- Het digitale signaal is een analoog signaal met slechts 2 momentane waarden
Wanneer een analoog signaal slechts twee momentane waarden kan hebben, zoals de amplitude, noemen we het een digitaal signaal.
Modulatie
Modulatietechnieken maken hier gebruik van, bij zenden worden altijd analoge signalen gebruikt. De (digitale) modulatie op de drager gebeurt door te schakelen (keying) tussen twee amplitudes, frequenties of fasen.
Er is echter een oplossing om de bitrate in digitale transmissies te verhogen door meer dan 2 momentane waarden van een signaal te kiezen:
- Bij gebruik van 4 momentele waarden zouden we 2 bits tegelijk kunnen verzenden
- Bij gebruik van 8 momentele waarden zouden we 3 bits tegelijk kunnen verzenden
- Bij gebruik van 16 momentele waarden zouden we 4 bits tegelijk kunnen verzenden
- Enz..
We noemen symbolen (vergelijkbaar met de eenheid Bauds) het aantal bits dat we tegelijk kunnen verzenden. Het bovenstaande voorbeeld toont symbolen van 2, 3 en 4 bits.
De technieken om meerdere bits in één signaal te verzenden worden bij alle manieren van “digitale modulatie” gebruikt.
Het nadeel van het verhogen van het aantal bits per symbool is dat het aantal waarden toeneemt. De discrete amplitudewaarden zullen dichter bij elkaar liggen en moeilijker correct te detecteren zijn. Hun detectietolerantie wordt kleiner.
Vergeet niet dat door de aan een signaal toegevoegde ruis, de parameters in hun tolerantiegebied gaan wiebelen.
De regel om de waarden nauwkeurig te detecteren is dat hoe meer bits een symbool bevat, hoe hoger de signaal-ruisverhouding (Signal to Noise Ratio – SNR) moet zijn. Er zal een SNR-drempel zijn om een signaal op basis van symbolen correct te kunnen detecteren.
De parameters van het elektrische signaal kunnen amplitude, frequentie en fase zijn.
DAB/DAB+
In DAB(+) bevatten de symbolen 2 bits. De 1536 draaggolven in DAB Mode-I kunnen 3072 bits in één modulatiecyclus dragen.
De gebruikte modulatie is DPQSK. De parameter van de draaggolf die verandert is de fase (Phase).
De Q betekent kwadratuur of 4 fasen en. De 4 waarden geven aan dat het symbool 2 bits bevat. “SK” betekent Shift Keying tussen de 4 waarden.