23.Импульсные виды модуляции (аим, чим, фим, шим, ким)

В этом случае в качестве несущей используется последовательность коротких прямоугольных импульсов. Эти импульсы следуют с достаточно большой скважностью, поэтому временные промежутки для уплотнения временного канала связи.

Виды модуляции:

1. АИМ – амплитудно 2. ШИМ – широтно 3. ВИМ – временно 4. ЧИМ – частотно 5. ФИМ – фазо 6. ИКМ – импульсно-кодовая

Применяют и комбинированные виды (ИКМ-АМ, ИКМ-ФМ, …).

, где U(t)-форма одиночного импульса,

n – число импульсов,

Т – период

Сообщение умножается на :

Спектр этого сигнала можно найти через сумму спектров АМ-сигнала (

τ - длительность импульса

- ширина спектра

Характерной особенностью спектров сигналов с импульсной модуляцией является наличие около нулевой частоты ( =0) составляющих, соответствующих частотам передаваемого сообщения. Это указывает на возможность демодуляции таких сигналов с частотами от 0 до сообщения

Ширина спектра периодической последовательности не изменяется в результате модуляции по амплитуде и определяется только длительностью импульсов.

Спектры ШИМ и ЧИМ сигналов имеют более сложную структуру. Около гармоник основной частоты появляется множество боковых составляющих, поэтому спектральная диаграмма выглядит весьма изрезанно.

Применение АИМ требует расширения спектра в раз по сравнению с обычной модуляцией.

ИКМ использует длину символов , где -интервал Котельникова, n – число разрядов

- в двоичной посл-ти

Поэтому .

Отсюда ,

Т.е. в Log N раз больше, чем в случае АИМ.

Подобный недостаток полностью компенсируется помехоустойчивостью ИКМ ( коды Хемминга, Рида-Соломона, БЧХ).

Разновидностью ИКМ являются Дифференциальная ИКМ (ДИКМ), дельта – модуляция (ДМ).

В приёмнике процедура обратная. ДМ – отличается от ДИКН тем, что квантование осуществляется на 2 уровня.

Эти виды модуляции позволяют уменьшить размерность кода, сохранив прежнюю точность преобразования, но приводят к небольшому ухудшению помехоустойчивости за счет появления ложных импульсов при преобразованиях.

Итог.

Выбор манипулированных сигналов зависит от конкретных условий использования аппаратуры. В КВ. и УКВ радиосвязи используется АМ и ЧМ сигналы, т.к. они обладают простой технической реализацией.

В космических и проводных видах связи используется ФМ и относительная ФМ (ОФМ). Основное их св-во – высокая помехоустойчивость.

Выбор импульсных видов модуляции так же зависит от условий эксплуатации. Предпочтение отдается ФИМ и ИКМ.

31. Потенциальная помехоустойчивость приема нс

где - энергетический спектр шума.

Для АМ выигрыш и обобщенный выигрыш учитывая, что F=2Fc:

Предельное значение выигрыша при АМ равно 1. Оно достигается, когда m=1 и П=1. Практически всегда m<1, а П>1, поэтому g_aм<1 и g^’_aм <0.5, т.е система АМ дает проигрыш. Малые значения выигрыша при АМ обусловлены тем, что лишь небольшая часть мощности сигнала заключена в боковых полосах, несущих полезную информацию. Следовательно устранение несущей в сигнале АМ может привести к увеличению выигрыша, что и имеет место в БМ (балансная и ОМ(однополосная). Реальный приемник АМ с синхронным детектором реализует потенциальную помехоустойчивость при любом уровне помех на входе, а приемник с линейным детектором огибающей – только при малом их уровне.

При БМ учитывая, что F = 2Fc и Pc = ½ Um²/П² , g_БМ=2 g^’_БМ=1

При ОМ g_ОМ=g^’_ОМ=1. При m/2 При ФМ g_ФМ³/4П² g^’_ФМ=²/4П² При ФМ выигрыш зависит от индекса модуляции и пикфактора сообщения. Чем больше m, тем больше выигрыш, но и увеличивается полоса частот.

При ЧМ g_ЧМ3/4³/П² g^’_ЧМ²/4П² Для ЧМ и ФМ эти выражения действительны только при малом уровне помех.

Все широкополосные системы модуляции обеспечивают высокую помехоустойчивость при условии, что отношение сигнала к мощности помехи на выходе приемника больше некоторого предельного (порогового) значения _ПР. При _ВХ < _ПР они теряют свои преимущества (резко снижается помехоустойчивость) и связь становится практически невозможной. Значения порога определяют дальность связи при заданной мощности передатчика. При увеличении m увеличивается полоса частот, что приводит к увеличению мощности помехи и ослаблению корреляционных связей между частотными составляющими помехи. Это приводит к разнесенному приему по многим частотам.

Порог помехоустойчивости соответствует величине _ВХ, при которой напряжение помехи начинает превышать амплитуду сигнала. Теоретически вычислены значения порога для всех видов модуляции, но к сожалению практически в реальных приемниках не могут быть превзойдены.

Основы линейной теории разделения сигналов. Способы разделения сигналов.

Для разделения N канальных сигналов на приёмной стороне группового канала необходимо иметь N разделяющих устройств. П_к – действие разделяющего устройства к-го канала. П_к – линейный:

Чтобы приёмное устрйства к-го канала было чувствительным только по отношению к своему сигналу необходимо, чтобы его отклики на все другие сигналы равнялись нулю:

Для этого надо выполнить для всех i и k условие:

Необходимым и достаточным условием разделимости сигналов является условие их линейной независимости. Сигналы линейно независимы, если они удовлетворяют тождеству толко при равенстве нулю всех коэффициентов А_к.

Способы разделения сигналов:

• частотное разделение;

• временное разделение;

• фазовое разделение;

• разделение по форме;