3. Модулированные сигналы
Общие свойства модулированных сигналов
Цифровой сигнал, сформированный в baseband процессоре и прошедший формирующий фильтр, поступает на модулятор для модуляции. Во временном представлении процесс модуляции заключается в изменении одного или нескольких параметров несущей частоты (амплитуды, фазы, частоты). В спектральной области модуляция означает перенос спектра модулирующего сигнала из baseband диапазона на несущую частоту.
Модуляция несущего частоты является основной функцией передатчика. Существует большое разнообразие типов модуляции и, соответственно, видов модулированных сигналов. К классическим видам модуляции относится узкополосная амплитудная, фазовая и частотная модуляции, а также смешанная амплитудно-фазовая модуляция. В системах связи третьего поколения используется широкополосная модуляция, характеризующаяся шумоподобным модулированным сигналом.
К особым видам модуляции относятся многомерная модуляция, при которой используется одновременно несколько несущих частот, и сверхширокополосная модуляция (сигналы без несущей частоты).
Наиболее употребительные в настоящее время виды модуляции можно классифицировать по следующим признакам:
Виды модулированных колебаний.
Модулированные колебания различаются по виду изменяемого (модулируемого) параметра: амплитудная модуляция (РAM – Pulse Amplitude Modulation), частотная модуляция (FM – Frequency Modulation), фазовая модуляция (PM – Phase Modulation). Сложные виды модуляции характеризуются одновременным изменением нескольких параметров. Например, в квадратурной амплитудно-фазовой модуляция (QAM – Quadrature Amplitude Modulation) одновременно изменяется и амплитуда, и фаза сигнала.
Линейная и нелинейная модуляция
Линейная и нелинейная модуляция различаются по виду математической зависимости спектров модулированного колебания и модулирующего сигнала. При линейной взаимосвязи этих параметров, когда справедлив принцип суперпозиции, модуляция называется линейной. К линейной относятся амплитудная, фазовая и квадратурная фазовая модуляции. К нелинейной – частотная модуляция.
Не следует смешивать линейный и нелинейный тип модуляции с самим процессом модуляции, который в любом случае является нелинейным. Только при нелинейном преобразовании возможна генерация новым комбинационных составляющих, которые и являются модулированным колебанием. Термином «линейная модуляция» пользуются только для обозначения линейной зависимости спектров модулирующего и модулированного колебаний.
Модуляция с памятью и без памяти
Модуляция без
памяти характеризуется тем, что каждый
передаваемый импульс на несущей частоте
зависит только от значения текущего
символа модулирующего сигнала. При
модуляции с памятью (иначе называемой
дифференциальной модуляцией) каждый
передаваемый импульс на несущей частоте
зависит от текущего и предыдущих
значений символов модулирующего
сигнала. Типичными видами модуляции с
памятью являются дифференциальная
бинарная фазовая модуляция (DBPSK
– Differential Binary
Phase
Shift Keying) и
дифференциальная четырехпозиционная
фазовая модуляция (
- Differential Quadrature Phase Modulation),частотная
модуляция
TFM (Timed Frequency Modulation).