Цифрови модулации
Изтегляне 48.57 Kb.
|
| Цифрови модулации
Цифрови методи за формиране на радиосигнала Има различни видове манипулации на носещото трептение. При тях всяка промяна на символ от цифровия информационен поток води до изменение на състоянието на един или два параметъра на носещото трептение. Символ е 1bit или група от битове , които се пренасят от 1 състояние на носещото трептение. Обикновено се търси метод с по – висока скорост на предаване, но пък намалява шумоустойчивостта и достоверността на приетата информация, а и по сложна и скъпа става апаратурата. При цифровата модулация , модулиращия сигнал е поредица от '0' и '1' (цифров), а носещия е аналогов UН(t)=UН .sin(2πfН + φн). При цифровата модулация UН, fН и φн се изменят съответно със скок между две състояния в зависимост дали е '0' или '1' , тоест А, f , и φ приемат дискретни стойности , за това се нарича манипулация( комутация, превключване). Двоичните сигнали от основната лента се преобразуват в радиосигнали в честотната лента на К.В. , тоест чрез аналовия сигнал да се предаде цифровата информация по конкретна физична среда за връзка. ASK , FSK и PSK Всеки един такт от манипулацията на носещия сигнал при 3те модулации се нарича символ, предава се 1bit информация и параметрите А, f , и φ приемат само 2 стойности , които отговарят на '0' или '1'. Съществуват модулации с 4, 8,16,32,64,128 и повече състояния и съответно се пренасят 2n битове информация с един такт (символ) --> Модулации от по – висок ред (степен). Критерии за оценка на модулациите :
( е – коефициент на използване на честотната лента на К.В. - расте при модулация от по – висока степен, но едновременно се увеличава S/N , което трябва да притежава К.В. За това при избора на оптимален метод на модулация се търси компромис между максимална скорост и S/N! ) (фиг.1) 
Фазова манипулация PSK 2PSK или BPSK – при „0“(-1) фазата е 0° , а при „1“ е 180° , тоест всеки символ (такт на модулацията) носи 1 bit. (фиг.2) PSK е най – защитена от грешки (шумоустойчива), защо зоната в която може да се променя фазата φн за всяко от двете състояния и трябва да се идентифицира в приемното устройство, достига до 180 ° и е широка два квадранта. Колкото е по – широка зоната за определяне на φн , толкова е по – шумоустойчива системата.(фиг.3)
Q (квадратурна PSK) φ може да приеме четири стойности – 45°, 135°, 225° и 315°.(фиг.4) 
QPSK е двойна 2PSK. Модулираният сигнал се формира от два 2PSK модулатора , като първият носещ сигнал е с фаза φ° =0 , а на вторият фазата е отместена на 90°. Сигналите от изхода на модулатора се сумират. Предварително цифровият поток се подава на формиращия блок ??? (лог. Схема) , който го разделя на два потока : I и Q. I (inphase) включва : нечетни битове : 1;3;5;... , а Q четни : 2;4;6;8; ... Така ,че скоростта на I и Q е два пъти по – ниска от входния поток. Всеки символ от модулирания сигнал носи два бита – един от I потока и един от Q потока. Tsimb е два пъти по – голям от продължителността на 1бит (Tbit). При QPSK се предава двойно повече цифрова информация в сравнение с 2PSK – 2бита на символ, но четирите състояния на фазата намаляват двойно зоната за определяне на фазата при детектирането , следователно S/N се увеличава. Поради, това че при QPSK периодът Tsimb е два пъти по – продължителен в сравнение с Tsimb на BPSK, то спектъра е двойно по -свит! (фиг.5)
8QPSK => 8PSK може да се предават 3bit на символ и честотната лента на К.В се използва още по – ефективно , но още повече намалява зоната за определяне на φ – има 8 състояния на фазата и се увеличава S/N. (фиг.6)
16 и 32 PSK са още по ефективни по отношение на използване на честотната лента на КВ, при тях 4 и 5bit съответно на символ се предават, но те се използват в КВ с много високо отношение S/N. При 8 MHz КВ --> скорости: QPSK = 11.4 Mbit/s и 8PSK = 17.1 Mbit/s.
(квадратурна амплитудна модулция) При повишаване шумоустойчивостта на радиосигналите с лентова ефективност BR >= 4bit/s /Hz може да се постигне с едновременно манипулиране на амплитудата на честотата на носещото трептение, следователно m – QAM , при който за предадени log2m bit-а на цифровия сигнал , се използват общо m амплитудно и честотно състояние на сигналния вектор. (фиг.7) . За 16QAM : един предаден символ е равен на 4bit и амплитудата заема 3 нива (за тях равномерна стъпка на изменение на I и Q съставки на сигнала) – 0.33; 0.745 и 1, а честота 12 състояния. Формирането на 16QAM става чрез пространствено сумиране (наслагване един в/у друг) на изходните сигнали на два квадратурни фазови манипулатора QPSK1 и QPSK2 . (фиг.8)
За да се предадат едновременно 4bit от цифровият сигнал той се разделя преди модулирането на квадратурните носещи на 4 потока, чрез серийно паралелен преобразовател (СПП), така продължителността на битовете в паралелните потоци обхваща четири тактови интервала , т.е модулационната скорост намалява четири пъти. От изхода на QPSK2 сигнала подава на Атеноатор (АТ) със затихване 6dB -> осигурява се отношение 1:0.5 на амплитудата. При 16QAM и 16QPSK скоростта е еднаква , но е по – шумоустойчива (има по – голямо нормирано разстояние на грешката re) то се определя от радиуса на областите на правилно решение. За грешка 10-6 -> 16QAM e S/N= 20dB, а за 16QPSK е = 24.5dB За 32QAM => 5bit/s/Hz и има 5 амплитудни нива и 28 фазови състояния. За 64QAM => 6bit/s/Hz и има 9 ампл. Състояния и 52 фазови състояния.
1ва: 3QPSK модул - АТ 2 броя за 1:0.5 и 1:0.25 2ра : 64QAM само един 2PSK модулатор ( по – често се използва). (фиг.9)
Методи за ограничаване и свиване на спектъра на манипулираните сигнали Спектъра на радиосигналите, формирани чрез цифрова модулация е теоретично безкрайно широк, а за това се налага той да бъде ограничен с цел вместването му в дефинираната честотна лента на КВ. За правилно възстановяване на цифровият сигнал в приемника е достатъчно по радио канала да се пропуска само първата хармонична съставка на манипулирания сигнал (т.е за правилното възпроизвеждане на сигнала е достатъчно да се пропуснат само онези негови хармоници, в които е съсредоточена основната част – до 80-85%) от мощността на сигнала , следователно това определя ефективната широчина на честотната лента на сигнала BS, траябва BS < BK. Каталог: Home -> Emo -> СЕМЕСТЪР%204 -> С.С -> protokoli -> upr upr -> Цифрови филтри upr -> на високочестотния сигнал a(t) = ƒ upr -> Спектрален анализ на сигналите upr -> Оптимална филтрация upr -> Теорема на Винер-Хинчин + извеждане upr -> Спектрален анализ на периодични сигнали protokoli -> Корелационен Анализ на сигналите Изтегляне 48.57 Kb. Сподели с приятели:
|
PSK
