Скачкообразное изменение несущей частоты

При скачкообразном изменении частоты каждый символ сообщения передают с помощью набора дискретных частот в виде частотно-временной матрицы.

Рассмотрим принцип работы системы передачи сигналов с расширенным спектром, использующих метод скачкообразной перестройки частоты, для чего приведем структурную схему ее построения (рис.3.48).

Рис.3.48. Структурная схема системы связи со скачкообразной перестройкой частоты

Принципиальная разница данного метода модуляции цифрового сигнала от обычной модуляции заключается в следующем. В обычной системе несущая с фиксированной частотой модулируется символами данных информационного сигнала. В методе со скачкообразной перестройкой частоты частота несущей скачкообразно изменяется по закону, который задается кодовым сигналом. Сигнал на выходе первого модулятора будет записан в следующем виде:

.

Далее сигнал поступает на 2-й модулятор, несущая которого определяется кодовым сигналом, на выходе будем иметь:

,

где - это набор частот, как функция от кодового сигнала .

При генерации каждого нового чипа генератор кодового сигнала передает синтезатору частот частотное слово (последовательность от 1 до чипов) которое определяет одно из значений доступных частот, таким образом здесь эффект расширения спектра достигается за счет перестройки по закону кодового сигнала частоты несущей, значение которой выбирается из имеющегося набора частот .

Систему со скачкообразной перестройкой частоты можно рассматривать как систему с 2-х этапным процессом модуляции: модуляция информации и модуляция с перестройкой частоты. Однако система может быть организована и с одноэтапной модуляцией, когда синтезатор частот производит несущую частоту передачи, основываясь на значении кодового сигнала и значении информационной последовательности.

Скорость перестройки частоты определяется числом скачков частоты в единицу времени.

Системы с расширенным спектром использующие метод скачкообразной перестройки частоты подразделяются на 2 категории:

1) система с медленной перестройкой;

2) система с быстрой перестройкой.

В системе с медленной перестройкой частоты скорость перестройки частоты меньше скорости передачи информационного сообщения. Таким образом, в интервале перестройки прежде чем осуществить переход на другую могут быть переданы 2 и более битов информационного сообщения. Длительность интервала перестройки связана с длительностью информационного символа соотношением:

, где 1,2,3…

В системе с быстрой перестройкой рабочей частоты скорость перестройки частот больше скорости передачи информационного. В этом случае за время передачи одного символа рабочая частота может измениться в 2 и более раза. В этом случае длительность интервала перестройки связана с длительностью информационного символа соотношением:

, где 1,2,3…

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Сформулируйте теорему Котельникова.

2. Представьте непрерывный сигнал в виде ряда Котельникова.

3. Как определяется погрешность дискретизации аналоговых сигналов?

4. В чем состоит процесс квантования?

5. Что такое шаг квантования?

6. Перечислите основные виды импульсной модуляции.

7. В чем заключается амплитудно-импульсная модуляция?

8. В чем заключается широтно-импульсная модуляция?

9. В чем заключается временная импульсная модуляция?

10. В чем состоит преобразование исходного первичного электрического сигнала (ПЭС) при формировании сигнала с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ)?

11. На чем основана дельта-модуляция?

12. На чем основана квадратурная модуляция?

13. В чем состоит частотная манипуляция?

14. На чем основана OFDM модуляция?

15. В чем заключается метод прямого расширения спектра частот?

16. В чем заключается метод скачкообразного изменения несущей частоты?

18. Определить частоту дискретизации в соответствии с теоремой Котельникова для непрерывного сигнала, отличного от нуля только для положительных значений t:

x (t)=exp(-t) при t>0,

если среднеквадратическая погрешность дискретизации не должна превышать e₀ = 0,1.

19. Определить частоту дискретизации в соответствии с теоремой Котельникова для непрерывного сигнала, отличного от нуля только для положительных значений t: x(t)=exp(-2t) при t>0, если среднеквадратическая погрешность дискретизации не должна превышать e₀ = 0,1.

QPSK сигнал Генера-тор