![]() |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
|
Фазоманипулированный сигнал имеет вид:
, (3.21)
где и
– постоянные параметры,
– несущая частота.
Информация передается посредством фазы . Так как при когерентной демодуляции в приемнике имеется несущая
, то путем сравнения сигнала (3.21) с несущей вычисляется текущий сдвиг фазы
. Изменение фазы
взаимнооднозначно связано с информационным сигналом
.
Двоичная фазовая манипуляции (BPSK – Binary Phase Shift Keying)
Множеству значений информационного сигнала ставится в однозначное соответствие множество изменений фазы
. При изменении значения информационного сигнала фаза радиосигнала изменяется на 180º. Таким образом, сигнал BPSK можно записать в виде
Следовательно, . Таким образом, для осуществления BPSK достаточно умножить сигнал несущей на информационный сигнал, который имеет множество значений
. На выходе модулятора сигналы
,
.
![]() |
Рис. 3.38. Временная форма и сигнальное созвездие сигнала BPSK:
а – цифровое сообщение; б – модулирующий сигнал; в – модулированное ВЧ-колебание; г – сигнальное созвездие
Временная форма сигнала и его созвездие показаны на рис.3.38.
Подвидом семейства BPSK является дифференциальная (относительная) BPSK (DBPSK). Необходимость относительной модуляции обусловлена тем, что большинство схем восстановления несущей частоты приводят к фазовой неоднозначности восстановленной несущей. В результате восстановления может образоваться постоянный фазовый сдвиг, кратный 180º. Сравнение принимаемого сигнала с восстановленной несущей приведет в этом случае к инвертированию (изменению значений всех битов на противоположные). Этого можно избежать, если кодировать не абсолютный сдвиг фазы, а его изменение относительно значения на предыдущем битовом интервале. Например, если на текущем битовом интервале значение бита изменилось по сравнению с предыдущим, то изменяется и значение фазы модулированного сигнала на 180º, если осталось прежним, то фаза также не изменяется.
Спектральная плотность мощности сигнала BPSK совпадает с плотностью сигнала OOK за исключением отсутствия в спектре сигнала несущей частоты:
, (3,22)
Квадратурная фазовая манипуляция (QPSK – Quadrature Phase Shift Keying)
Квадратурная фазовая манипуляция является четырехуровневой фазовой манипуляцией ( =4), при которой фаза высокочастотного колебания может принимать 4 различных значения с шагом, кратным π / 2.
Соотношение между сдвигом фазы модулированного колебания из множества и множеством символов (дибитов) цифрового сообщения
устанавливается в каждом конкретном случае стандартом на радиоканал и отображается сигнальным созвездием рис.3.39. Стрелками показаны возможные переходы из одного фазового состояния в другое.
Из рисунка видно, что соответствие между значениями символов и фазой сигнала установлено таким образом, что в соседних точках сигнального созвездия значения соответствующих символов отличаются лишь в одном бите. При передаче в условиях шума наиболее вероятной ошибкой будет определение фазы соседней точки созвездия. При указанном кодировании, несмотря на то, что произошла ошибка в определении значения символа, это будет соответствовать ошибке в одном (а не двух) бите информации. Таким образом, достигается снижение вероятности ошибки на бит. Указанный способ кодирования называется кодом Грея.
Каждому значению фазы модулированного сигнала соответствует 2 бита информации, и поэтому изменение модулирующего сигнала при QPSK-модуляции происходит в 2 раза реже, чем при BPSK-модуляции при одинаковой скорости передачи информации. Известно, что спектральная плотность мощности многоуровневого сигнала совпадает со спектральной плотностью мощности бинарного сигнала при замене символьного интервала на символьный
. Для четырехуровневой модуляции
=4 и, следовательно,
.
Спектральная плотность мощности QPSK-сигнала при модулирующем сигнале с импульсами прямоугольной формы на основании (3.22) определяется выражением:
.
Из данной формулы видно, что расстояние между первыми нулями спектральной плотности мощности сигнала QPSK равно , что в 2 раза меньше, чем для сигнала BPSK. Другими словами, спектральная эффективность квадратурной модуляции QPSK в 2 раза выше, чем бинарной модуляции ВPSK.
Сигнал QPSK можно записать в виде
,
,
где .
Сигнал QPSK можно представить в виде синфазной и квадратурной составляющих
,
где - синфазная составляющая
- го символа,
- квадратурная составляющая
- го символа,
Из вида сигнального созвездия QPSK нетрудно определить значения сигналов и
на выходе модулятора для каждого значения символа информационного сигнала на входе, т.е. построить модулятор. Структурная схема QPSK модулятора представлена на рис. 3.40.
![]() ![]() |
Рис. 3.40. Структурная схема QPSK модулятора
Согласно данной схеме передаваемые исходные данные разделяются на два потока - и
(рис. 3.40). Каждому символу выбирается соответствующие значения модулирующего сигнала
: например, символу 0 (
) модулирующий сигнал
В, а символу 1 (
) модулирующий сигнал
В Сигнал
модулирует косинусоидальное несущее колебание, а сигнал
- синусоидальное. Затем два модулированных колебания складываются, образуя единый QPSK сигнал.
Дата публикования: 2015-09-17; Прочитано: 7590 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!