Многопозиционные (многоуровневые) методы Манипуляции

Частотная манипуляция

В ЦРРЛ применяются несколько разновидностей частотной манипуляции. Простейшей из них является двухпозиционная ЧМ, при которой символу “0” соответствует частота f ₁, а символу “1” – частота f ₂ = f ₁ + Δ f. Существует два различных способа ЧМ в ЦРРЛ: ЧМ с разрывом фазы несущего колебания (когда манипуляция осуществляется путем коммутации независимых генераторов колебаний с частотами) 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 f ₁, другого – с частотой f ₂). Ширина спектра такого сигнала равна ширине спектра АМ сигнала плюс величина Δ f. ЧМ сигнал без разрыва фазы имеет более компактный спектр и создает меньший уровень внеполосных излучений.

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), либо для одновременной передачи по РРЛ нескольких ЦС. В общем виде цифровые сигналы с многоуровневой ЧМ обозначают ИКМ- М ЧМ, с многоуровневой ФМ – ИКМ- М ФМ и т.п. Для конкретных систем вместо М указывают число уровней, например ИКМ-4ФМ. При этом число уровней манипуляции M = 2 ^l.

Четырехпозиционная ОФМ (4ОФМ)

При четырехпозиционной ОФМ в случае передачи одного цифрового потока модулятор строится в соответствии со структурной схемой, приведенной на рисунке 3.

Рис. 3. Cтруктурная схема модулятора 4ОФМ

Входной ЦС делится на две последовательности А и В с помощью делителя потока ДП. Длительность двоичных символов каждой из них устанавливается равной 2 T _и, т.е. в 2 раза больше, чем во входном ЦС. Одна из последовательностей сдвигается по времени на один тактовый интервал T _и для того, чтобы обе последовательности передавались синхронно (рис. 4, б). На рис. 4, б сигналы T1-T5 сняты в точках 1-5 структурной схемы делителя потока (рис. 4, а) соответственно. Обозначение: Удв. дл. – удвоение длительности.

Рис. 4. а – структурная схема делителя потока, б – формирование сигнала 4ОФМ

Между значением одной пары символов в последовательностях А и В и изменением фазы несущего колебания Δφ устанавливают определенное соответствие, основанное на коде Грея (таблица 2).

Таблица 2

Символ в А	Символ в B	Δφ
		π/2
		π
		3π/2

Например, при передаче сигнала 1101010010 получаем в случае нулевой начальной фазы несущего колебания – табл. 3.

Таблица 3

Входная последовательность, АВ
Изменение фазы несущего колебания, Δφ	π	π/2	π/2		3π/2
Фаза несущего колебания, φ0	π	3π/2	2π		3π/2

Выработка напряжений, обеспечивающих изменения фазы 4ОФМ сигнала в соответствии с таблицей 2, производится с помощью логической схемы (ЛС на рис. 3). Значения фазы несущего колебания (с генератора Г), модулированного сигналами А и В равны в момент начала рассмотрения соответственно φ _{А 0} и φ _{В 0}, причем φ _{А 0} = φ _{В 0} + π/2. Обозначим текущие значения фаз этих колебаний φ _А и φ _В соответственно. Изменения начальных фаз φ _{А 0} и φ _{В 0} показаны в табл. 4.

Таблица 4

А	В	φ А	φ В	Δφ
		φ А 0	φ В 0
		φ А 0	φ В 0 + π	π/2
		φ А 0 + π	φ В 0 + π	π
		φ А 0 + π	φ В 0	3π/2

Символу 0 последовательности A (или B) соответствует значение фазы φ _А = φ _{А 0}
(φ _В = φ _{В 0}), символу 1 – значение φ _А = φ _{А 0} + π (φ _В = φ _{В 0} + π).

Если символ в одной из последовательностей А и В равен 1, происходит изменение соответствующей фазы φ _А или φ _В на π, что приводит к повороту фазы суммарного выходного колебания на π/2, т.е. Δφ = ±π/2 (рис. 5).

Появление символа 1 сразу в обеих последовательностях соответствует изменению фазы суммарного выходного колебания на π, т.е. Δφ = π (рис. 5). Изменения фазы суммарного выходного колебания, соответствующие заданной паре символов последовательностей А и В, получаются такими же, как в табл. 4.

По рис. 5 видно, что начальная фаза суммарного выходного колебания φ₀ = φ _{В 0} + π/4. На рис. 5 (С) обозначает синфазный сигнал, (К) ­– квадратурный сигнал.

Структурная схема модулятора 4ФМ отличается от рис. 3 отсутствием логической схемы ЛС, обеспечивающей переход от абсолютного кода к относительному.

Рис. 5. Векторная диаграмма сигнала 4ОФМ

Четырехпозиционная ЧМ (4ЧМ)

При 4ЧМ передаются сигналы с частотами f ₁, f ₂, f ₃, f ₄. Соответствие частоты сигнала 4ЧМ символам в последовательностях А и В представлено в табл. 5 и на рис. 6 (входной ЦС делится на последовательности А и В с помощью делителя потока ДП, как и при 4ОФМ).

Таблица 5.

Символы в последовательностях	4ЧМ	4ЧФМ (МСМ)
A	B	частота сигнала f	частота сигнала f	изменение фазы Δφ
		f 4	f 0 + B / 4	π/4
		f 3	f 0 + 3B / 4	3π/4
		f 2	f 0 – B / 4	–π/4
		f 1	f 0 – 3B / 4	–3π/4

Рис. 6. а – последовательность А, б – последовательность В, в – сигнал 4ЧМ

Дата добавления: 2014-01-14