Podręcznik

3.3. Skrambling

W transmisji cyfrowej długie sekwencje impulsów o tej samej polaryzacji nie są korzystne. Podobnie niekorzystne jest by w widmie sygnału dominowały pewne jego składowe. Wynika to z jednej strony z problemów odtwarzania zegara taktującego z sygnału liniowego, tj. ze strumienia odbieranych danych, z drugiej z potrzeby unikania gwałtownych zmian mocy nadajnika, a z trzeciej z niebezpieczeństwa występowania silnych przeników. W tym celu stosuje się technikę prowadzącą w efekcie do kształtowania widma sygnału poprzedzającą modulację cyfrową, albo kodowanie liniowe. Technikę taką nazywa się skramblowaniem, a układ ja wykonujący skramblerem. Danymi wejściowymi i wyjściowymi  skramblera są bity. Skrambler pracuje z ustalonym taktem zegarowym. Jest on resetowany, gdy liczba bitów na jego wyjściu dojdzie do pewnej ustalonej granicznej wartości. W zależności od zastosowania ta graniczna wartość może być równa liczbie bitów w ramce, ale nie zawsze. Aby skrambler był resetowany ramkowo liczba bitów w ramce musi być duża.
Na rysunku 1.13 pokazano schemat funkcjonalny przykładowego skramblera. Składa się on z siedmiu przerzutników i dwóch sumatorów modulo 2. Wielomian generatora ma tu postać x⁷+x⁶+1. Skrambler jest taktowany z częstotliwością zegara urządzenia oraz synchronizowany ramkowo, tzn. jest restetowany na początku ramki. 

Rys.1.13. Przykład skramblera z siedmioma przerzutnikami

Po stronie odbiorczej jest przywracana pierwotna sekwencja danych. Operację taką przeprowadza układ deskramblera, o identycznym wielomianie generatora, jak w skramblerze. Skrambler i deskrambler pracują z taktem ramkowym, a więc są zsynchronizowane z ramką.  Jeżeli strumień bitów wejściowych będzie miał składową o pewnym okresie, mniejszym niż liczba bitów w ramce to składowa ta zostanie zamieniona na składową o okresie tym większym im większy jest stopień wielomianu generatora. W podanym tu przykładzie, jeżeli dane wejściowe byłyby na przemian zerami i jedynkami, to na wyjściu skramblera otrzymamy sekwencję również okresową, ale o okresie 2⁷-1, czyli o okresie 123 (2^N-1, gdzie N – stopień wielomianu generatora). Stosując wielomiany o bardzo dużym stopniu można uzyskiwać, tak zwane sekwencje pseudoprzypadkowe, na przykład o okresie powtarzania 220-1, gdy wielomian generatora ma postać  x²⁰+x¹⁷+1. 
Oprócz tego, że sygnał wyjściowy ze skramblera ma bardziej równomierny rozkład statystyczny niż sekwencja wejściowa dodatkowo skrambler utajnia, choć płytko, przesyłane dane.