Балтийский федеральный университет имени и. Канта Физико-технический факультет

Утверждаю

Заведующий кафедры

к.т.н., доцент

А. Шпилевой

«___»_________ 201__ г.

Л Е К Ц И Я № 18

Тема: «Дискретная модуляция и демодуляция сигналов»

Текст лекции по дисциплине: «Теория электрической связи»

Обсуждена и одобрена на заседании кафедры

протокол №___ от «___»___________201__г.

Г. Калининград 2012 г. Текст лекции № 18

по дисциплине: «Теория электрической связи»

«Дискретная модуляция и демодуляция сигналов»

Введение

При передаче дискретных сообщений – последовательностей кодовых символов ( - порядковый номер символа; - номер символа из кодового алфавита объемом m) первичный сигнал представляет собой:

				(1.1)
где		–	длительность временного интервала, на котором передается один кодовый символ;
		–	функция, описывающая форму импульса на интервале .

Форму импульса выбирают из соображений ограничения его спектра полосой пропускания канала и удобства формирования (прямоугольную, гауссовскую, синусквадратичную). Для простоты дальнейших рассуждений прямоугольной формой импульсов и использованием двоичного кода , алфавит которого содержит всего два символа: и . Тогда:

(1.2)

1. Виды модуляции, используемые при передаче дискретных сообщений.

При использовании гармонического переносчика модуляцию цифровым первичным сигналом называют цифровой (ЦМ). По виду модулирующего параметра различают цифровую амплитудную (ЦАМ), фазовую (ЦФМ) и частотную (ЦЧМ) модуляции. Принципиальным отличием от ранее рассмотренной аналоговой модуляции, является конечный набор вариантов на входе модулятора (в нашем случае всего два варианта и при передаче и соответственно). Это обстоятельство существенно меняет задачу приема таких сигналов. При приеме сигналов с аналоговой модуляцией главным является воспроизведение формы модулирующего сигнала с минимальной погрешностью в результате его детектирования (непрерывного измерения информационного параметра). В случае приема сигналов с ЦМ решается задача различения (обнаружения) вариантов сигнала с минимальной вероятностью ошибок.

Описание сигналов с ЦМ во временной и спектральной областях можно рассматривать как частный случай аналогичного описания сигналов с аналоговой модуляцией, соответствующей конкретной форме модулирующего сигнала.

Математическое описание сигналов с ЦМ:
ЦАМ
	(2.1)
ЦФМ
	(2.2)
ЦЧМ
	(2.3)

Девиацию частоты выбирают из условия обеспечения ортогональности сигналов и .

На рис №1 полученные сигналы изображены в виде векторов в пространстве сигналов. Из него видно, что расстояние между сигналами и с ЦМ.

( при равных ):
(2.4)	(2.5)	(2.6)
S1 ЦАМ ЦЧМ ЦФМ S 0 S1 0 S0 S1 S0 0 0
Рис.1 Векторы S0 и S1 при цифровой модуляции.

Очевидно, что чем больше расстояние между сигналами, тем они надежнее различаются при приеме на фоне помех. Следовательно, наибольшей помехоустойчивостью обладают сигналы ЦФМ, а наименьшей ЦАМ. На практике вместо ФМ используют ОФМ.

Практически во всех современных системах связи с подвижными объектами используются методы цифровой модуляции и цифровая обработка сигналов при демодуляции. Такие системы принято называть цифровыми системами передачи в отличие от аналоговых систем, в которых реализована аналоговая модуляция и демодуляция. Современные достижения радиоэлектроники обеспечивают возможность реализовать в передатчике и приемнике сложные алгоритмы цифровой обработки электрических сигналов. В результате качество передачи практически любых сообщений в цифровых системах оказывается выше, чем качество передачи этих сообщений с помощью аналоговых систем связи.

Цифровые системы передачи обладают двумя важнейшими особенностями: