1.7 Амплитудно-фазовые виды модуляции (qam)
Для кодирования передаваемой информации можно использовать не один параметр несущего колебания, а два одновременно.
Минимальный уровень символьных ошибок может быть достигнут, если расстояние между соседними точками в сигнальном созвездии будет одинаковым. Следовательно, сигнальное созвездие должно иметь решётчатый вид. Такая модуляция называется квадратурной (QAM – Quadrature Amplitude Modulation).
QAM является многопозиционной модуляцией. При M=4 она соответствует QPSK, поэтому формально считается для QAM M ≥ 8. На рис.1.5 приведено сигнальное созвездие 16-QAM.
Рисунок 1.5 – Сигнальное созвездие модуляции 16 –QAM
1.8 Частотные виды модуляции
В случае осуществления частотной модуляции параметром несущего колебания – носителем информации – является несущая частота ω(t) . Модулированный радиосигнал имеет вид:
s(t) = Acos(ω(t)t +φ0 ) = Acos(ωc t +ωd c(t)t +φ0 ) = |
(4) |
|
= Acos(ωc t +φ0 ) cos(ωd c(t)t) − Asin(ωc t+φ0)sin(ωdc(t)t), |
|
|
|
|
где ωc – постоянная центральная частота сигнала, ωd – девиация (изменение) частоты, c(t) – информационный сигнал, φ0 – начальная фаза.
В случае, если информационный сигнал имеет 2 возможных значения, то модуляция называется двоичной (FSK – Frequency Shift Keying). Информационный сигнал в (4) является полярным, т.е. принимает значения {-1,1}, где -1 соответствует значению исходного информационного сигнала 0, а 1 – единице. Таким образом, при двоичной частотной модуляции множеству значений исходного сигнала {0,1} соответствует множество значений частоты модулированного радиосигнала {ωc −ωd ,ωc +ωd } . Вид сигнала FSK изображен на рис.1.6.
Рисунок 1.6 – Сигнал FSK: а – информационное сообщение; б- модулирующий сигнал; в – модулирование ВЧ-колебание
Выводы:
1) Имеющиеся системы передачи данных не достигают нужной скорости передачи при заданном уровне символьных ошибок;
2) В качестве сигнала больше всего подходит сигнал с QPSK модуляцией, так как с помощью него с наибольшей вероятностью можно достигнуть заданной скорости и точности передачи.
2 Выбор и разработка структурных и функциональных схем системы передачи данных.
2.1 Анализ технического задания
В техническом задании указаны конкретные требования и критерии разработки «проводной системы связи с цифровой модуляцией сигналов»
1) Скорость передачи данных – 500 Кбит/с позволяет эффективно и своевременно получать информацию от датчиков.
2) Использование цифровой модуляции QPSK для надёжной передачи данных и защиты от искажений.
3) Величина ошибки на бит 10-3 обеспечивает надёжную передачу сигнала.
4) Возможность смены типа модуляции необходима для возможности уменьшения BER, в случае сильных помех.
Исходя из параметров 1 и 2, система должна иметь ЦАП с параллельным входом для обеспечения необходимой скорости преобразования сигнала.