Режимы работы модема
Интеллектуальные модемы работают в одном из 2-х режимов:
командном (получает команды от компьютера);
передачи (преобразование и передача информации).
На рисунке 8.13. показана диаграмма переходов такого модема.
Протоколы модуляции
О
сновная
функция модема – это преобразование
несущего гармонического сигнала (т.е.
модуляция). Способ модуляции играет
основную роль в обеспечении скорости
и вероятности безошибочного приема. В
модемах для телефонных сетей применяют,
как правило, 3 вида модуляции:
Частотная;
Относительная фазовая (фазоразностная);
Квадратурная амплитудная (часто называется многопозиционной амплитудной).
Рассмотрим особенности этих видов.
Рис.8.13.
Частотная модуляция (ЧМ)
Называют также FSK (Frequency Shift Keying). Значениям «0» и «1» информационной последовательности соответствуют определенные частоты аналогового сигнала при неизменной амплитуде.
Относительная фазовая модуляция (ОФМ)
Называют также DPSK (Differential Phase Shift Keying). В зависимости от значения информационного элемента изменяется только фаза сигнала при неизменной амплитуде и частоте. Причем каждому информационному биту ставится в соответствие не абсолютное значение фазы, а ее изменение относительно предыдущего значения.
Чаще всего применяется четырехфазная (ОФМ-4) или двукратная (ДОФМ), основанная на передаче 4-х сигналов, каждый из которых несет информацию о двух битах (дибите) исходной двоичной последовательности. В зависимости от значения дибита (00, 01, 10, 11) фаза сигнала может изменяться на 0o,90o,180o или 270о (рис.8.14.)
Если число кодируемых бит более трех (т.е. 8 позиций поворота фазы), помехоустойчивость ОФМ резко снижается. По этой причине ОФМ для высокоскоростной передачи данных не применяется.
Р
ис.8.14.
Квадратурная амплитудная модуляция (КАМ)
Называют также QAM (Quadrature Amplitude Modulation).
Здесь изменяется как амплитуда сигнала, так и фаза, что позволяет увеличить количество кодируемых бит и при этом существенно повысить помехоустойчивость.
В настоящее время используются способы модуляции, в которых число кодируемых в одном бодовом интервале информационных бит может достигать 8 9, а число позиций в сигнальном пространстве — 256512.
Каждый сигнал КАМ (при геометрической трактовке) можно изобразить вектором в сигнальном пространстве. Совокупность сигнальных точек образует так называемое сигнальное созвездие (signal constellation). Пример такого созвездия, представляющего сразу 4 бита информации, показан на рисунке.
Сигнально-кодовые конструкции (триллис-модуляция).
Для повышения помехоустойчивости в современных высокоскоростных модемах КАМ используется совместно с решетчатым кодированием – специальным типом сверточного кодирования. За рубежом это определяют как триллис-модуляцию TCM (Trellis Coded Modulation), а у нас – как сигнально-кодовые конструкции (СКК).
СКК позволяет повысить помехозащищенность передачи. При этом число сигнальных точек увеличивается вдвое за счет добавления к информационным битам одного избыточного, образованного путем сверточного кодирования. Расширенный таким образом блок битов подвергается КАМ.
Все современные высокоскоростные модемы (с протоколами V.32, V.32 bis, V.34 и т.д.) предполагают обязательное применение СКК.