در ادامه مزایای استفاده از وویپ را مطالعه خواهید کرد.

فصل دوم
کدگذاری و مدولاسیون دیجیتال

نمونه برداري
يك سيگنال آنالوگ مفروض است مثلا" صداي دريافتي از ميكروفن؛ حال مسئله اين است كه چگونه آن را از يك خط ديجيتال عبوردهيم يا روي حافظه كامپيوتر ذخيره كنيم؟
شكل زیر نمونه برداري و كوانتيزه كردن يك سيگنال آنالوگ را توضیح میدهد.
نمونه برداري: برداشتن نمونه هايي از سيگنال پيوسته در فواصل زماني مساوي( پريوديك)
كوانتيزه كردن يا چندي كردن :(Quantization) فرض كنيد هر نمونه بايد به ۳ بيت كد شود . بنابراين بايد دامنه نمونه كه يك عدد حقيقي است از مجموعه محدود 8 تايي و گسسته اي از دامنه ها باشد و اگر نيست با تقريب رند كردن يا گرد كردن ( Round)به اين مجموعه گسسته نگاشت شود.

تئوري نايكوئيست (Nyquist)
اگر بالاترين فركانس يك سيگنال آنالوگ برابر fh باشد، فركانس نمونه برداري بايد حداقل برابر2 fh باشد.
نكته: اگر فركانس نمونه برداري كمتر از 2 fh باشد (fs < 2fh ) موجب روي هم افتادن مولفه هاي طيفي و اختلاط فركانسي <Aliasing>مي شود. از نظر تئوري نايكوئيست، نمونه برداري با فركانس هاي بالاتر هيچ برتري بر فركانس2 fhندارد و بيهوده است.

در ادامه نحوه کد گذاری آموزش داده خواهد شد

انواع کد گذاری
برای انتقال داده‌ها چه به صورت دیجیتال و چه به صورت آنالوگ، بسته به نوع محیط انتقال داده‌ها باید به صورت دیجیتال یا آنالوگ کد گذاری شوند.وقتی می‌خواهیم از دستگاه دیجیتالی داده‌هایی را به دستگاه دیجیتالی دیگری ارسال کنیم، در ساده‌ ترین حالت سیگنال‌های ارسالی نیز دیجیتالی خواهند بود. مانند ارسال اطلاعات از کامپیوتر به چاپگر. در اینگونه ارسال‌ها صفر و یک به پالس‌های سیگنال تبدیل می‌شوند و سطح ولتاژ نشان‌دهنده مقدار داده است . برای کد گذاری داده دیجیتال به سیگنال دیجیتال 3 دسته روش اصلی وجود دارد.
Unipolar: تک قطبی
Polar: قطبی
Bipolar: دو قطبی
1)unipolar
این روش کد گذاری از تمام روش‌ها ساده تر است. به این صورت که برای ارسال سیگنال ، از ولتاژ صفر برای نشان دادن صفر و از ولتاژ بالا یا پایین (یکی از پلاریته ها) برای نشان دادن یک استفاده می‌شود. این روش به دلیل استفاده از تنها یک پلاریته، تک قطبی نام گرفته است. در این روش مشکلاتی چون هم گام سازی به چشم می‌خورد.
2)polar
در این روش بر خلاف روش قبل که تنها از یکی از سطوح ولتاژ استفاده کردیم، از دو سطح ولتاژ استفاده می‌کنیم. هر چه تعداد سطوح ولتاژ بیشتر شود، تشخیص دادن کدهای ارسالی سخت‌تر خواهد شد. این روش خود سه زیر مجموعه معروف دارد
:RZ یا بازگشت به صفر مخفف( Return to Zero)
: NRZ یا عدم بازگشت به صفر مخفف( Non Return to Zero)
: Biphase یا دوفازی

در شکل زیر میتوانید انواع کد گذاری ها را مشاهده فرمایید.

یادگیری مطالب بالا به شما کمک خواهد کرد که نحوه کدگذاری های معمول در وویپ , مثل g711 , g721 , .... را محاسبه نمایید

محاسبه g711به شکل زیر خواهد بود
اگر فرکانس صوت را 4 کیلو هرتز در نظر بگیریم طبق قضیه نایکوییست باید سرعت نمونه برداری را دو برابر فرکانس صوت در نظر بگیریم .. بنابراین سرعت نمونه برداری ما 8000 بار در ثانیه خواهد بود و اگر هر نمونه را با هشت بیت نشان دهیم پهنای باند مورد نیاز g711 محاسبه خواهد شد .
فرکانس صوت ×2×8بیت
G711=2×4000×8=64000
64kbps

پروتکل های لایه های بالاتر نحوه کدینگ را برای ارسال مشخص میکنند که در آینده به آنها خواهیم پرداخت

برای ارسال داده های دیجیتال بر روی بستر آنالوگ نیازمند مدولاسیون های دیجیتال به آنالوگ هستیم که در ادامه به چند نمونه اشاره میشود

انواع مدولاسیون دیجیتال

مدولاسیون شیفت دامنه یا ASK

در مدولاسیون شیفت دامنه همان طور که در شکل می بینید هر کجا عدد 0 داریم دامنه کوچکتر و هر کجا عدد 1 داریم دامنه بزرگتر است همان طور که ملاحظه می کنید فرکانس ها یکسان هستند و فقط دامنه متغیر است ..البته این شکل مدولاسیون دامنه دو سطح صفر و یک را نشان میدهد ... مدولاسیون دامنه چهار سطحی شامل اعداد 00-01-10-11 می باشد

مدولاسیون دامنه با دامنه دو بیتی

: Frequency Shift Keying (FSK)- 2 مدولاسیون شیفت فرکانس
يک شماي مدولاسيون فرکانس است که در آن اطلاعات ديجيتال از طريق تغييرات گسسته فرکانس موج حامل ارسال مي شود. ساده ترين نوع FSK نوع FSK باينري ( BFSK) مي باشد BFSK. به صورت ضمني بيان کننده استفاده از دو فرکانس جدا براي ارسال اطلاعات باينري (0ها و 1 ها) مي باشد. با اين شما، "1" به عنوان فرکانس علامت و "0" به عنوان فرکانس فاصله ناميده مي شود