Методы модуляции в ЦРРСП

В ЦРСП эта обработка заключается в переносе цифрового сигнала в соответствующую область спектра частот путем модуляции несущей.

Выбор метода передачи цифровой информации по РРЛ зависит от совокупности требований, часто являющихся противоречивыми: качество передачи и пропускная способность (скорость передачи), эффективность использования спектра и диапазона частот, электромагнитная совместимость и максимальная возможность использования существующего оборудования аналоговых РРЛ и ряд других.

В ЦРСП могут использоваться те же виды модуляции, что и в аналоговых системах: амплитудная (AM), частотная (ЧМ), и фазовая (ФМ). При цифровом способе передачи эти параметры изменяются дискретно, вследствие чего различают 2-х уровневые (2-х частотные, 2-х позиционные) и многоуровневые (многочастотные или многопозиционные) методы модуляции (правильнее манипуляции) амплитуды (частоты или фазы). При этом следует заметить, что многопозиционные виды манипуляции используют либо для увеличения пропускной способности цифровых радиоканалов без расширения полосы пропускания тракта, либо для передачи цифровой информации, использующей коды с многозначными символами, например троичные, четверичные и другие.

Кодовая группа (а), бинарном - однополярный ЛЦС (б), однополярный укороченный (в), биполярный (г); квазитроичном - биполярный (д), биполярный укороченный (е), биполярный с пассивной паузой (ж); относительном бинарном - однополярный (з), биполярный (и)

Рисунок 4.1 Кодовая группа и вид ЛЦС в различных кодах

4.2.1 Двухпозиционные методы модуляции.

В настоящее время набольшее распространение в низкоскоростных ЦРРСП получили такие методы модуляции, как двухпозиционная ЧМ и относительная фазовая модуляция ОФМ (иногда употребляется название – фазоразностная модуляция). Кроме того, с целью устранения из спектра модулированного сигнала в.ч. составляющих и формирования “компактного” спектра применяется частотная манипуляция с минимальным сдвигом.

4.2.2 Фазовая модуляция.

Во всех вариантах фазовой модуляции используется относительное кодирование цифрового сигнала (ЦС) перед его подачей на модулятор и относительное декодирование после демодуляции. Это необходимо для устранения явления “обратной работы” – изменения полярности сигнала на выходе демодулятора при случайном изменении фазы опорного колебания на 180º.

В наиболее простом случае двухпозиционной ОФМ, имеющей два возможных значения начальной фазы - 0º и 180º, структурная схема модулятора имеет вид, показанный на рисунке 4.2 а.

Рисунок 4.2- Формирование сигнала ОФМ

При поступлении ЦС на вход триггера T, работающего в счетном режиме, очередного символа “1” триггер изменяет свое состояние на противоположное, что вызывает изменение знака несущего колебания после перемножения, то есть процесс ОФМ.

Математический переход от абсолютного кода к относительному записывается в виде:

где и - смежные двоичные символы цифрового сигнала в относительном коде;

- очередной двоичный символ в абсолютном (исходном) коде.

Процесс формирования сигнала ОФМ показан на рисунке 4.2 б, где для простоты на одном тактовом интервале показан один период несущей (опорной) частоты.

4.2.3 Частотная манипуляция.

Простейшая из них является двухпозиционная ЧМ; при которой символу “0” соответствует частота, а символу “1” – частота Существует два различных способа ЧМ в ЦРРЛ: ЧМ с разрывом фазы несущего колебания (когда манипуляция осуществляется путем коммутации независимых генераторов колебаний с частотами и) и ЧМ без разрыва фазы (когда манипуляция осуществляется при помощи частотного или фазового модулятора). ЧМ сигнал с разрывом фазы может быть представлен как сумма двух АМ сигналов (одного с частотой, другого – с частотой). Ширина спектра такого сигнала равна ширине спектра АМ сигнала плюс величина ЧМ сигнал без разрыва фазы имеет более компактный спектр и создает меньший уровень внеполосных излучений.

Таблица 4.1 - Сравнительные характеристики методов модуляции

Метод передачи и способ приема	Поз.	Полоса Найквиста*	h, дБ	Особенности метода
АМ с двумя боковыми. Детектирование огибающей		B		Простой
ФМ, когерентное детектирование		B	10,5	Сравнительно простой, неэкономичный по полосе
	B/2	10,5	Сложный, экономичный по полосе
	B/3	13,8	Усложненный, экономичный по полосе
ЧМ, детектирование на дискриминаторе		B	13,4	Простой, неэкономичный по полосе

Полоса Найквиста* - полоса, численно равная половине интервала между первыми “нулями” спектра сигнала относительно несущей.

Сравнение видов модуляции при BER=10^-6 проведем по отношению сигнал /шум на входе приемника Значения h, полученные для различных видов модуляции путем изменения Р_С/N₀ при фиксированных B и BER, приведены в таблице 4.1. В таблице 4.1 обозначено Поз. -число уровней манипуляции.

(4.1)

где Рс - средняя мощность сигнала,

N₀ – спектральная плотность мощности шума на входе приемника;

B – полоса частот, численно равная скорости передачи двоичных символов.

В качестве примера на рисунке 4.3 приведены спектры сигналов AM, ОФМ, ЧМ.

Рисунок 4.3- энергетические спектры сигналов а) АМ,ФМ; б) ЧМ

Дата добавления: 2014-01-11