2.3.8 Фазовая манипуляция m-psk

При использовании фазовой манипуляции в соответствии с символами передаваемого сообщения изменяется фаза гармонического колебания, поэтому передаваемый сигнал можно записать в следующем виде:

,

где

;

;

A – амплитуда сигнала; T_S – длительность реализации; φ_k принимает значения из множества ; φ₀ – произвольная начальная фаза.

Сигналы с двоичной фазовой манипуляцией (BPSK)

Рассмотрим сигнал b(t) в виде последовательности импульсов цифровой информации, как это показано на рис.2.12.

Рис. 2.11 ‑ Униполярный и биполярный цифровой сигнал

На верхнем графике показан униполярный цифровой сигнал, в котором информационном логическому нулю соответствует b(t) = 0, а на нижнем графике биполярный цифровой сигнал b₀(t), в котором информационном логическому нулю соответствует b₀(t)= ‑1 .

Подадим биполярный цифровой сигнал в качестве модулирующего сигнала b₀(t) = s_m(t) на фазовый модулятор, как это показано на рис. 2.13 с девиацией фазы равной рад.

Рис.2.12 - Формирование BPSK сигнала на основе фазового модулятора

Поскольку b₀(t) принимает только значения равные , то синфазная I(t) и квадратурная Q(t) компоненты комплексной огибающей BPSK сигнала равны:

Тогда BPSK сигнал можно записать:

А структурную схему модулятора можно упростить, как это показано на рис.2.14.

Рис.2.13. Упрощенная структурная схема BPSK модулятора

Рис.2.14 - Графики, поясняющие BPSK модулятора

Информация передается со скоростью бит/c, длительность одного импульса цифровой информации равна . Исходный модулирующий сигнал умножается на несущее колебание ( на рисунке ) и получаем фазоманипулированный сигнал со скачком фазы на рад. Таким образом, BPSK модуляция – вырожденный тип фазовой манипуляции, который совпадает с балансной амплитудной модуляцией при биполярном цифровом модулирующем сигнале.

Рассмотрим векторную диаграмму BPSK сигнала. Согласно выражению (1) синфазная компонента I(t) комплексной огибающей BPSK сигнала равна , а квадратурная компонента Q(t)=0. При этом принимает значения , тогда векторная диаграмма BPSK сигнала показана на Рис. 2.16.

Рис. 2.15 - Векторная диаграмма BPSK сигнала

Вектор комплексной огибающей может принимать одно из двух значений I(t)=1 (при передаче информационного нуля) и I(t)= ‑1 при передаче информационной единицы.

2.4 Выводы

В данной главе было рассмотрена самая главная задача в когнитивной сети беспроводного доступа, это задача сканирование спектра. Сканирование спектра позволяет определить свободные полосы частот спектра. Тоже было рассмотрено все виды сканирования спектра, их достоинства и недостатки.

Тоже в этой главе рассмотрели модель канала когнитивной сети беспроводного доступа и факторы, влияющие на распространение радиосигнала, методы адаптивной модуляции и спектральная плотность мощности.

Можем сказать, что процесс сканирование спектра должен происходит быстро и эффективно, чтобы не вносило помехи на лицензированные пользователи. На практике самый популярный метод сканирования спектра энергетический метод благодаря легкость его реализации. В когнитивной сети беспроводного доступа используют разные схемы модуляции в зависимости от окружающей среды.

Адаптивная модуляция позволяет адаптировать схему передачи с текущими характеристиками канала. Она изменяет такие параметры как мощность, скорость передачи данных, кодирования и схемы модуляции.