Виды дискретной модуляции сигналов

С выхода кодера закодированный сигнал поступает на вход модулятора.

Модуляция – это преобразование исходного сигнала посредством изменения параметров сигнала-переносчика в соответствии с преобразуемым (модулируемым) сигналом.

В качестве сигнала-переносчика информации применяется гармоническое высокочастотное колебание или импульсная последовательность.

При использовании в качестве сигнала-переносчика гармонического колебания S (t) =U cos( t + ) возможна реализация 3 видов модуляции:

1.Амплитудная модуляция (АМ);

2.Частотная модуляция (ЧМ);

3.Фазовая модуляция (ФМ).

При использовании в качестве управляющего колебания закодированной последовательности двоичных кодовых символов получим дискретную (цифровую) модуляцию, которую принято называть манипуляцией.

Виды дискретных модуляций представлены на рисунке

При амплитудной модуляции символу «1» соответствует передача колебания на несущей частоте в течение длительности времени посылки, а символу ноль – отсутствие колебания.

При частотной модуляции осуществляется поочередная передача колебаний с частотами f1 (соответствующая двоичному символу «1») и f2 (соответствующая двоичному символу «0»).

При двоичной фазовой модуляции происходит изменение фазы несущего колебания на 180° при каждой смене полярности в управляющей последовательности прямоугольных посылок.

Длительность посылки T управляющего сигнала позволяет определить техническую скорость передачи (скорость манипуляции), которую принято выражать как число посылок, передаваемых в единицу времени, то есть в секунду.

Усиление модулированных сигналов по мощности и вывод их в линию реализуют передатчик.

Основными характеристиками современного передатчика являются:

1.Диапазон применяемых частот

2.Мощность

3.Коэффициент полезного действия

Взависимости от свойств линейной связи и назначения передатчика, его мощность может колебаться от долей до нескольких тысяч ватт. Для сравнения можно сказать о передатчиках сотовых телефонов и широковещательных станций, ведущих радиотрансляцию на сотни и тысячи км.

Диапазоны частот, применяемые в настоящее время, тоже имеют широкие границы от сотен кГц до тысяч МГц.

Поскольку отправитель и получатель сообщений в системе передачи информации находятся в разных точках пространства, то между ними существует некая физическая среда.

В системах проводной связи это будет электрический или оптический кабель. В системах радиосвязи – открытое пространство.

Антенна приемника будет улавливать только определенную долю энергии, которая излучается передающей антенной. Далее происходит усиление принимаемого сигнала и выделение сигнала, несущего информацию, предназначенную для конкретного пользования.

Основными характеристиками приемника являются:

1.Диапазон принимаемых частот

2.Чувствительность – способность выделять полезные сигналы из совокупности передаваемых колебаний и постоянно мешающих воздействий.

Демодуляция – это преобразование модулированного сигнала, искаженного помехами, в модулирующий. Далее этот сигнал поступает в устройство преобразования сигнала в сообщение. Для систем дискретных сообщений в процессе демодуляции элементы сигнала преобразуются в последовательность кодовых символов, которые поступают в декодер.

Декодирование – восстановление дискретного сообщения по выходному сигналу демодулятора, осуществляемое с учетом правил кодирования.

Всистемах передачи дискретных сообщений решение о передаваемом сообщении принимается в 2 этапа: первым будет демодулятор, а вторым – декодер.

Всистемах передачи аналоговых сообщений решения выносятся сразу демодуляторами.

Существует ошибочное мнение, что демодуляция и декодирование это операции обратные модуляции и кодированию, выполняемые с принятым сигналом. На самом деле в результате различных искажений и воздействий помех принятое колебание, может существенно отличаться от переданного. Поэтому данные операции являются наиболее сложными в системе передачи информации. Для принятия решения о переданном сообщении необходимо детально проанализировать принятый сигнал, для чего его подвергают различным преобразованиям, которые называют обработкой сигнала, следовательно, одной из задач теории обработки информации является поиск правил (процедур) оптимальной обработки сигналов, при которых решения о переданных сообщениях являются наиболее достоверными.

Отметим, что качество обработки сигналов существенным образом зависит от точности синхронизации переданных и принятых сигналов.

Внастоящее время существуют следующие виды синхронизации:

1.Тактовая – установление границ посылок.

2.Цикловая, при которой следует различать границы кодовых комбина-

ций.

Неточности синхронизации будут снижать достоверность приема информации. Сбой в системе синхронизации может сделать невозможным прием.

Задача. Определите пропускную способность идеального двоичного канала связи, если средняя длительность передачи одного бита (символа) T = 1 мкс.

Ответ: 106 бит/с.