5.5.1. Регенеративные повторители

Любой регенеративный повторитель содержит демодулятор/детектор, который демодулирует и детектирует переданную цифровую информационную последовательность, отправленную предыдущим повторителем. С выхода детектора последовательность отправляется на передатчик повторителя, который отображает её в сигнал, который посылается на следующий повторитель. Этот вид повторителя называется регенеративным.

Поскольку каждый повторитель регенерирует сигнал, свободный от шума, аддитивный шум не накапливается. Однако, когда ошибки появляются в детекторе повторителя, эти ошибки распространяются дальше к следующим повторителям канала. Для расчета влияний ошибок на качество всей системы предположим, что имеется двоичная AM, так что вероятность ошибки на бит для одного участка (передающего сигнал от одного повторителя к следующему в цепочке) равна

Поскольку ошибки возникают с малыми вероятностями, мы можем игнорировать вероятность того, что произвольный символ (бит) будет продетектирован неправильно более одного раза при передаче по каналу с  повторителями. Следовательно, число ошибок будет увеличиваться линейно с числом регенеративных повторителей в канале, и суммарную вероятность ошибки на бит можно выразить так:

                                                             (5.5.2)

В противоположность этому использование  аналоговых повторителей в канале уменьшает принимаемое значение ОСШ в  раз, поэтому вероятность ошибки на бит

                                                                (5.5.3)

Ясно, что для той же вероятности ошибки использование регенеративных повторителей даёт существенную экономию передаваемой мощности по сравнению с аналоговыми повторителями, Поэтому в цифровых системах связи регенеративные повторители предпочтительны. Однако в проводных телефонных каналах, которые используются для передачи аналоговых и цифровых сигналов, обычно используются аналоговые повторители.

Пример 5.5.1. Двоичная система связи передает данные по проводному каналу длиной 1000 км. Повторители используются каждые 10 км, чтобы снять влияние канального ослабления. Определим требуемое значение  для достижения вероятности ошибки на бит , если:

a) используются аналоговые повторители;

b) используются регенеративные повторители.

Число повторителей, используемых в системе, равно . Если используются регенеративные повторители,  получим из (5.5.2):

что дает. Если используются аналоговые повторители,  получим из (5.5.3):

что даёт  дБ. Следовательно, различие в требуемых значениях ОСШ составляет около 18,3 дБ. Это означает, что для получения одной и той же величины вероятности ошибки при переходе от регенеративных (b) к аналоговым (a) повторителям примерно в 70 раз должна возрастать мощность передатчика системы цифровой связи.