Задание 2
Зафиксируйте схему модулятора для получения сигналов с ФМ-4 со сдвигом (ОQPSK). Наблюдайте и зафиксируйте осциллограммы и спектрограммы сигналов в разных точках модулятора при использовании кода (7, 4) в следующем порядке по каналам:
1) на входе модулятора (т. 3),
2) на выходе x(t) регистра-делителя дибит (т. 4),
3) на выходе y(t) регистра-делителя дибит (т. 5),
4) на выходе сумматора (т. 10).
Обратите внимание на связи этих сигналов между собой и сформулируйте правило формирования сигналов с ФМ-4 со сдвигом (QPSK). Определите ширину спектров сигналов по первым «нулям» их огибающих.
Комментарии и выводы
Отличие ФМ-4 со сдвигом (ОQPSK – Offset Quadrature Phase Shift Keying) от ФМ-4 без сдвига (QPSK) состоит в том, что перезапись значений битов из регистра сдвига в ячейки памяти «x(t)» и «y(t)» производят не одновременно, а в разных тактах (со сдвигом на длительность такта Т). Это никак не влияет на энергетический спектр модулированного сигнала и, соответственно, на частотную или скоростную эффективность ОQPSK по сравнению с QPSK. Некоторые положительный свойства ОQPSK исследуются в задании 5.
Задание 3
Наблюдайте и зафиксируйте осциллограммы сигналов и сигнальные созвездия в разных точках модулятора при использовании кода (7, 4) в следующем порядке по каналам:
1) на выходе генератора (6),
2) на выходе фазовращателя (–π/2) (7),
3) на выходе перемножителя 1 (8),
4) на выходе перемножителя 2 (9).
Комментарии и выводы
Сигнальное созвездие ФМ-4 формируется путем суперпозиции (сложения) двух сигнальных созвездий двукратной ФМ, отличающихся фазовым сдвигом 90° несущих колебаний. Это прямо следует из использования квадратурного балансного модулятора для получения ФМ-4.
Задание 4
Наблюдайте и зафиксируйте осциллограммы сигналов и сигнальные созвездия в разных точках модулятора при использовании кода (7, 4) в следующем порядке по каналам:
при модуляторе OQPSK:
1) на выходе сумматора (10),
2) на выходе фазовращателя (Ф = 45°) (14);
после смены модулятора OQPSK на QPSK:
3) на выходе фазовращателя (Ф = 45°) (14),
4) на выходе фазовращателя (Ф = 90°) (14).
Измерьте расстояния между сигнальными точками на выходе модулятора (сумматора т.10) для сравнения другими видами модуляции.
Комментарии и выводы
Сигнальное созвездие ФМ-4 формируется путем суперпозиции (сложения) двух сигнальных созвездий двукратной ФМ, отличающихся фазовым сдвигом 90° несущих колебаний и содержит 4 сигнальные точки равномерно распределенные на окружности радиусом R.
Минимальное расстояние между сигнальными точками
,
где Pс – мощность сигнала. Оно в 1,41 раз меньше расстояния между сигналами ФМ при равной их мощности, что приводит к снижению помехоустойчивости. Для сохранения помехоустойчивости при переходе от ФМ к ФМ-4 следует увеличить мощность сигналов в 2 раза. Таким образом, частотный (или скоростной) выигрыш ФМ-4 перед ФМ сопровождается энергетическим проигрышем в 2 раза при равной помехоустойчивости.