1.1.2 Формирование многомерного сигнала общего вида

Функциональная схема формирования многомерного сигнала общего вида показана на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 Функциональная схема многомерного сигнала общего вида

В соответствии со схемой и определением многомерного сигнала, исходное бинарное цифровое сообщение со скоростью передачи информации (1.1) поступает на устройство преобразования последовательного кода в параллельный. Это устройство разделяет входной цифровой поток на параллельных потоков, где - количество частных частотных каналов многомерного сигнала. На выходе устройства преобразования имеет место цифровых бинарных сообщений, каждое со скоростью (1.2).

, в которое входят символы исходного сообщения, имеющие номера для . Во втором канале формируется сообщение , в которое входят символы исходного сообщения, имеющие номера и т.д. Каждое из частных сообщений имеет скорость передачи данных, в четыре раза меньшую скорости передачи данных в исходном сообщении. Частные цифровые сообщения отображается на частные цифровые модулирующие сигналы согласно с выбранным типом цифрового сигнала (полярный/униполярный, бинарный/многоуровневый и т.д.) и типом модуляции. В общем случае каждый частный цифровой сигнал представляет собой последовательность импульсов прямоугольной формы с длительностью символьного интервала :

где -количество каналов, -длительность исходного двоичного импульса, -количество уровней модуляции. зависит от количества частных каналов и количества уровней модулированного сигнала . В каждом частном канале для модуляции несущей частоты используется одна и та же модуляция линейного типа. Соответственно, по цифровым сигналам и выбранном типе модуляции формируется комплексная огибающая .

При - уровневой амплитудной модуляции комплексная огибающая каждого частного –го канала совпадает с точностью до размерного множителя с цифровым сигналом и на –ом символьном интервале определяется выражением:

где номер символьного интервала, – амплитуда - уровневого цифрового сигнала; (t)-прямоугольная функция, - длительность символьного интервала.

При -уровневой фазовой модуляции комплексная огибающая каждого частного -го канала характеризуется квадратурными компонентами и на –ом символьном интервале имеет вид:

где -количество уровней фазовой модуляции – амплитуда - уровневого цифрового сигнала, (t)- прямоугольная функция, - номер символьного интервала, - длительность символьного интервала

Для ограничения ширины спектра исходной комплексной огибающей при любом линейном типе модуляции в каждом -м канале используется формирующий фильтр (на рис. 1.2 не показан), выходной сигнал которого есть комплексная огибающая с ограниченным спектром и импульсами неограниченной длительности:

где -номер символьного интервала, - номер канала, -синфазная составляющая , -квадратурная составляющая , - длительность символьного интервала, - номер символьного интервала

Каждая частная комплексная огибающая (1.12) есть модулированный сигнал в baseband-диапазоне, который используется для переноса на собственную несущую частоту в соответствие с определением многомерного сигнала. Очевидно, что формирование сетки несущих частот на высокой частоте с небольшим произвольным, хотя н постоянным шагом является достаточно трудной задачей. Если к этому добавить естественное требование возможности формирования многомерного сигнала в различных участках высокочастотного спектра для организации многоканальной работы радиостанции, то задача становится практически невыполнимой. Однако по логике построения модулированного сигнала нет никакой необходимости в прямом переносе спектра комплексных огибающих сразу на высокую частоту. Всегда эту операцию можно выполнить на промежуточной частоте (которая в частном случае может быть и нулевой), а затем перенести модулированный сигнал в заданную высокочастотную область. При формировании многомерных сигналов и используется модуляция непосредственно в процессоре на нулевой промежуточной частоте; в результате модуляции получается так называемым комплексный модулированный сигнал (не путать с комплексной огибающей):

где -частная комплексная огибающая, -номер поднесущей, –несущая частота в baseband-диапазоне для -го частного канала.

Полный многомерный сигнал в baseband-диапазоне является суммой частных модулированных сигналов (1.13) всех N каналов:

где = -частота -й поднесущей, - расстояние между соседними частотами многомерного сигнала, = 0,1,... - целое число.

Для преобразования комплексного модулированного сигнала (1.14) в высокочастотную область используется типовой квадратурный модулятор, который осуществляет умножение квадратурных компонент комплексного модулированного сигнала (1.14) на квадратурные компоненты высокочастотного монохроматического колебания:

где -количество поднесущих, -комплексная огибающая -й поднесущей на -ом символьном интервале, -номер поднесущей, -растояние между поднесущими, -центральная несущая частота модулированного сигнала, -частота -й поднесущей, -номер символьного интервала, -длительность символьного интервала

Выражение (1.15) описывает в высокочастотной области многомерный модулированный сигнал, составляющие которого расположены на частотах

, а закон модуляции определяется суммарной комплексной огибающей ( ).