Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Эл.коснпект по вопросам к экзамену.docx
Скачиваний:
505
Добавлен:
13.02.2016
Размер:
20.73 Mб
Скачать

3.3) Типы цифровой модуляции, применяемые в подвижной связи (подробное описание в 3.4-3.6)

MSK,GMSK,BPSK,QPSK,OQPSK+многочастотная модуляция

3.4) Модулятор fsk. Гауссовская манипуляция с минимальным частотным сдвигом – gmsk.

Модулятор FSKреализуется в виде двух несинхронизироваиных синусоидальных генераторов с номинальными частотамиfc±Δf, за которыми следует управляемая текущим информационным символом цепь переключения между выходными сигналами генераторов. Генерируемый таким модулятором сигнал обладает плохими спектральными свойствами.

Выбор частотного импульса или, что то же самое, фазового импульса и значения индекса модуляции h оказывает существенное влияние на спектральные свойства модулируемого сигнала. Модуляция с частотным импульсом, изображенным на рис. 1.27, приh = 1/2 является частным случаемFSK. Этот вид модуляции получил название –манипуляция с минимальным частотным сдвигом (англ.Minimum Shift Keying MSK).

MSKможно рассматривать как линейную модуляцию, в отличие от частотных манипуляций с индексомh, не равным 1/2.

Необходимо, чтобы последовательности элементарных сигналов, обусловленные различными входными информационными последовательностями, максимально отличались друг от друга в формате выбранной меры расстояния. Это достижимо при выборе длины частотного импульса больше периода модуляции Т. Это существенно усложняет структуру приемника, поскольку для детектирования такого сигнала придется реализовать алгоритм Витерби.

Одна из лучших двоичных модуляций, обладающая отличными спектральными свойствами, получается при использовании частотного импульса, который определяется формулой

(1.31)

где * обозначает свертку, а функция rect(t/T) описывает прямоугольный импульс (логическую функцию) единичной высоты и длиной от -1/2Tдо 1/2T.

Частотная манипуляция с частотным импульсом (1.31) и с индексом модуляции h= 1/2 называетсягауссовой манипуляцией с минимальным частотным сдвигом (англ.GaussianMinimumShiftKeying GMSK). В модуляторе сGMSKсдвигом частотный импульс прямоугольной формы проходит через фильтр с гауссовой характеристикой.

В выражении (1.31) параметр , гдеВ– полоса пропускания фильтра с гауссовой характеристикой по уровню 3дБ.

Импульс g(t) обычно длится в течение нескольких периодов модуляции, так что следующие друг за другом и соответствующие информационным символам импульсы перекрываются, и для детектирования последовательности применяется алгоритм Витерби.

GMSKприменяется вGSMи некоторых других системах благодаря относительно хорошим спектральным свойствам, выражающимся в очень узком главном лепестке спектральной огибающей и очень низких, резко уменьшающихся уровнях боковых лепестков.

Постоянную огибающую сигналов с FSK- (MSK-,GMSK-) модуляцией можно легко изобразить на комплексной плоскости.

Из формул (1.25) и (1.26) следует, что для перечисленных модуляций огибающая сигнала определяется выражением

(1.32)

Огибающая будет постоянна при любых углах φ(t).

На рис. 1.28 изображена огибающая сигнала с MSK-модуляцией. В этом случае уголφ(t) за один период модуляции меняет свое значение на ±/2, а конечное значение угла зависит не только от текущего информационного символа, но и от фазы, заданной последовательностью данных и переданной в предшествующий период модуляции. В этом смыслеMSK-модулятор обладает памятью.

Равномерность огибающей обычно не сохраняется, если сигналы, модулирующие синфазные и квадратурные компоненты, формируются в результате линейной фильтрации информационных сигналов. Рассмотрим этот случай более подробно (рис. 1.29).

Рис. 1.28. Огибающая MSK-модулированного сигнала в синфазно-квадратурной плоскости

Двоичный поток данных (приходящий, как правило, с выхода кодера коррекции или детектирования ошибок или с выхода перемежителя) направляется на вход преобразователя, который преобразует блоки двоичной информации в пары информационных символов -dIn иdQn. Эти информационные символы направляются на фильтры модулирующего сигнала с импульсной характеристикойp(t) иq(t). Сигналы, модулирующие синфазную и квадратурную составляющие, описываются формулами

(1.33)

Рис. 1.29. Линейный модулятор для двумерной модуляции

При помощи формул (1.33) можно описать различные типы линейных модуляций.

При выборе значений q(t) = 0, dIn =±1 иp(t) =rect(t/T) мы получим двухуровневую фазовую модуляцию, называемуюдвоичной фазовой манипуляцией (англ.Binary Phase Shift Keying BPSK).