Виды модуляции сигналов и их применение

Классификация каналов

Системы передачи информации бывают одноканальные и многоканальные. Тип системы определяется каналом связи. Если система связи построена на однотипных каналах связи, то ее название определяется типовым названием каналов. В противном случае используется детализация классификационных признаков.
1. Классификация по диапазону используемых частот
Километровые (ДВ) 1-10 км, 30-300 кГц;
Гектометровые (СВ) 100-1000 м, 300-3000 кГц;
Декаметровые (КВ) 10-100 м, 3-30 МГц;
Метровые (МВ) 1-10 м, 30-300 МГц;
Дециметровые (ДМВ) 10-100 см, 300-3000 МГц;
Сантиметровые (СМВ) 1-10 см, 3-30 ГГц;
Миллиметровые (ММВ) 1-10 мм, 30-300 ГГц;
Децимилимитровые (ДММВ) 0,1-1 мм, 300-3000 ГГц.
2. По направленности линий связи
- направленные (с использованием различных проводников: коаксиальные, витые пары на основе медных проводников, волоконнооптические);
- ненаправленные(радиолинии)
прямой видимости;
тропосферные;
ионосферные
космические;
радиорелейные (ретрансляция на дециметровых и более коротких радиоволнах).
3. По виду передаваемых сообщений: телеграфные; телефонные; передачи данных; факсимильные.
4. По виду сигналов: аналоговые; цифровые; импульсные.
5. По виду модуляции (манипуляции)
В аналоговых системах связи:
с амплитудной модуляцией;
с однополосной модуляцией;
с частотной модуляцией.
В цифровых системах связи:
с амплитудной манипуляцией;
с частотной манипуляцией;
с фазовой манипуляцией;
с относительной фазовой манипуляцией;
с тональной манипуляцией (единичные элементы манипулируют поднесущим колебанием (тоном), после чего осуществляется манипуляция на более высокой частоте).
6. По значению базы радиосигнала
широкополосные (B>> 1);
узкополосные (B»1).
7. По количеству одновременно передаваемых сообщений
одноканальные; многоканальные (частотное, временное, кодовое разделение каналов);
8. По направлению обмена сообщений
односторонние; двусторонние.
9. По порядку обмена сообщения
симплексная связь - двусторонняя радиосвязь, при которой передача и прием каждой радиостанции осуществляется поочередно;
дуплексная связь - передача и прием осуществляется одновременно (наиболее оперативная);
полудуплексная связь - относится к симплексной, в которой предусматривается автоматический переход с передачи на прием и возможность переспроса корреспондента.
10. По способам защиты передаваемой информации
открытая связь; закрытая связь (засекреченная).
11. По степени автоматизации обмена информацией
неавтоматизированные - управление радиостанцией и обмен сообщениями выполняется оператором;
автоматизированные - вручную осуществляется только ввод информации;
автоматические - процесс обмена сообщениями выполняется между автоматическим устройством и ЭВМ без участия оператора.

Цифровой сигнал обладает большим числом преимуществ, отмеченных в статье "Виды сигналов, применяемых в телекоммуникации". Однако при передаче на дальние расстояния (более 100 метров) он начинает терять одно из своих самых важных свойств: помехозащищенность. Это связано с тем, что в качестве среды, как правило, используется воздушное пространство в случае радиопередачи и проводные каналы связи, а цифровой сигнал в этих средах очень быстро затухает. Использовать ретрансляторы через каждые несколько сотен метров при передаче на дальние расстояния экономически неэффективно. Кроме того, это не всегда технически реализуемо, в частности в сотовых системах связи максимальная удаленность мобильной станции (MS) от базовой станции (BTS) может достигать 35 км. Также есть еще одно важное свойство, требуемое для цифрового канала связи – широкополосность. Цифровой сигнал с резкими переходами между уровнями требует широкой полосы для его передачи. В противном случае переходы между уровнями будут "заламываться" и сигнал будет "смазанным", что может привести к высокому проценту ошибок. Для решения вышеуказанных проблем используют различные методы модуляции цифровых сигналов, о которых и пойдет речь в данной статье.

Модуляция – это процесс изменения каких-либо параметров несущего сигнала под действием информационного потока. Данный термин обычно применяют для аналоговых сигналов. Применительно к цифровым сигналам существует другой термин "манипуляция", однако его часто заменяют все тем же словом "модуляция" подразумевая, что речь идет о цифровых сигналах.

Существует 3 основных вида манипуляции сигналов: амплитудная(Amplitude-shift keying (ASK)), частотная (Frequency-shift keying (FSK)) и фазовая(Phase-shift keying (PSK)). Этот набор манипуляций определяется основными характеристиками, которыми обладает любой сигнал

АМ, ЧМ и ФМ являются базисом и достаточно редко применяются на практике поодиночке. Чаще применяются их модификации или в сочетании друг с другом. В частности в стандарте GSM (Global System for Mobile Communications) на радио интерфейсе применяется модуляция GMSK (Gaussian modulation with Minimum Shift Keying) – гауссовская манипуляция с минимальным фазовым сдвигом. Главное ее преимущество заключается в том, что манипулированный этим методом сигнал занимает гораздо меньшую частотную полосу, чем при обычной фазовой манипуляции. Однако в основу GMSK положена, рассмотренная выше обычная фазоваяманипуляция, и это видно даже из названия.

Таким образом, выбор того или иного метода манипуляции обусловлен требованиями по помехозащищенности, пропускной способности канала связи, стоимостью реализации оборудования и т.п.

Дата добавления: 2015-05-10