Лекция 3

3.1 Диаграмма рассеяния.

Рассмотрим структурную схему квадратурной амплитудной модуляции (QAM), изображенную на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1. Модулятор QAM

Сигнал в квадратурной модуляции состоит из двух независимых потоков. Один поток модулирует амплитуду косинусоидальной функции несущей на уровни +1 и -1, а другой – аналогичным образом синусоидальную функцию. Затем оба сигнала суммируются и передаются по одному каналу в целях экономии полосы и повышения скорости передачи. Всего в такой схеме можно передать 4 сигнальных вектора. В приемнике оба сигнала обнаруживаются независимо с помощью согласованных фильтров. Сигналы в модуляции QAM передаются в виде пары (х,у). На рисунке 3.2 показано двумерное пространство этих сигналов в виде точек прямоугольной совокупности – диаграммы рассеяния. Видно, что в передатчике она имеет упорядоченную структуру, которая после передачи по каналу может нарушаться. Нарушения в диаграмме рассеяния характеризуют качество приема.

Рисунок 3.2. Диаграмма рассеяния для четверичной QAM

3.2 Глазковая диаграмма

Глазковая диаграмма – это изображение, полученное в результате измерения отклика системы на заданные узкополосные сигналы. На вертикальные пластины осциллографа подается отклик приемника на случайную последовательность импульса, а на горизонтальные – пилообразный сигнал сигнальной частоты, т.е. горизонтальная развертка осциллографа устанавливается равной длительности символа (импульса). Это удобный критерий, который показывает влияние линии передачи и связанных с ней шумов и помех. Принятый сигнал может выглядеть, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3.3. Типичный принятый цифровой сигнал

Если синхронизировать осциллограф с частотой передачи символов так, что каждый след на экране осциллографа будет соответствовать одному символу, то эти следы наложатся друг на друга, как показано на рисунке 4. Для удобства символы цифрового сигнала пронумерованы в той последовательности, как они приходят на приемник. Диаграмма на рисунке 3.4 по форме напоминает глаз, откуда и происходит ее название. В приемнике происходит периодическая выборка сигнала в центре каждого символа. Этот момент называют моментом принятия решения. Из индикаторной диаграммы хорошо видно, что амплитуда сигнала в момент принятия решения варьируется. Это говорит о наличии межсимвольной интерференции. Обобщенная глазковая диаграмма изображена на рисунке 3.5. Рассмотрим ее параметры. Диапазон амплитуд шума обозначен через D_A. Диапазон разностей времен перехода через нуль J_T есть мера неустойчивой синхронизации, а чувствительность к ошибкам синхронизации ( время, в пределах которого синхронизация может сбиваться) обозначена через S_T. Мера запаса помехоустойчивости M_N показывает амплитуду, до которой могут возрастать шумы, пока не произойдет полное смыкание «глаза» и станет невозможно принять решение о характере символа.

Рисунок 3.4. Индикаторная диаграмма на приемнике.

Рисунок 3.5. Глазковая диаграмма и ее параметры