Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
007.docx
Скачиваний:
104
Добавлен:
13.03.2016
Размер:
7.55 Mб
Скачать

7.5. Багатократні та комбіновані методи модуляції.

Многократные методы модуляции

Эффективными средствами повышения пропускной способности каналов является передача сигналов с использованием многократной модуляции. В этих системах модулируемый параметр, (например, амплитуда, фаза, частота) переносчика может принимать не два (как при однократной модуляции), а больше двух разнообразных значений. В результате этого каждая передаваемая посылка переносит большее количество информации, чем при однократной модуляции, что позволяет увеличить скорость передачи информации, не изменяя длительности посылки.

В современных системах передачи дискретной информации наиболее широко применяется двукратная частотная модуляция (ДЧМ), двукратная ФМ (квадратная ФМ) и двукратная относительная фазовая модуляция (ДОФМ). Кроме этих видов модуляции, практическое применение находят амплитудно-относительная фазовая модуляция (АОФМ) и трехкратная относительная фазовая модуляция (ТОФМ), квадратурная амплитудная модуляция, которая представляет собой комбинацию двухуровневой АМ с ДОФМ.

При передаче двоичных сигналов методом ДЧМ (QFSK) модулируемый параметр, (частота передатчика) может принимать четыре значения: f1, f2, f3, f4

Модуляционный код приведен в табл. 1.

Таблица 1

Элемент 1-го канала (нечетный разряд)

Элемент 2-го канала (четный разряд)

Частота

0

0

f1

0

1

f2

1

0

f3

1

1

f4

При передаче сообщений кодовыми комбинациями двоичного кода 1-элементами 1-го и 2-го каналов является соответственно нечетные и четные разряды этих кодовых комбинаций. Для формирования ДЧМ сигналов в этом случае необходимо:

  • поделить разряды передаваемой кодовой комбинации на два канала: 1-й канал - последовательность нечетных разрядов и 2-й канал - последовательность четных разрядов;

  • анализировать значение соседних нечетных и четных разрядов и формировать управляющие сигналы на смену частоты передатчика в зависимости от содержания каждой пары разрядов.

Принятые колебания ограничиваются и через полосовые фильтры, каждый из которых настроен на одну из частот f1, f2, f3, f4, поступают на соответствующие детекторы. C выходов детекторов сигналы поступают в декодирующее устройство, которое обеспечивает выдачу получателю разрядов, соответствующих частоте принятого сигнала.

Комбинированные методы модуляции.

Наряду с многократными методами модуляции широкое применение находят комбинированные методы. В этом случае модуляции подлежит не один, а несколько параметров несущего колебания. Такими параметрами могут быть амплитуда и фаза. Относительная амплитудно-фазовая модуляция (АОФМ) представляет собой комбинации ОФМ с многоуровневой (чаще двухуровневой) AM. При передаче сигналов средством АОФМ информация заключена не только в соотношении фаз соседних посылок (как при ОФМ), а и в амплитуде сигнала (как при AM). В общем случае амплитуда сигнала может принимать η значений. На рис.1 показанная векторная диаграмма, которая объясняет принцип АОФМ при η=2.

Рис.1 К пояснению АОФМ

Модулированное колебание при АОФМ состоит из отдельных посылок вида:

,

где Uk - амплитуда огибающей посылки, к = 1,2,..., .

С целью повышения помехоустойчивости модуляционный код (таблица соответствия передаваемой последовательности 1 и 0 амплитуде и фазе сигнала) строится таким образом, чтобы при переходе под влиянием помех в наиболее вероятный соседний уровень сигнала искажался один двоичный разряд.

Для обеспечения одинаковой помехоустойчивости при передаче любой последовательности 1 и 0 необходимо обеспечить равенство расстояний между концами векторов, отображающих сигналы.

Определим расстояние между концами векторов - 2х, при амплитуде сигнала . Тогда в соответствии с рис.1 будет справедливо выражение:

.

Откуда:

.

Указанным требованиям удовлетворяет модуляционный код (для = 2), приведенный в табл.2

1-й подканал

2-й подканал

Величина скачка фазы

Значение амплитуды

0

0

180

0

1

180

1

0

0

1

1

0

Использование такого вида модуляции обеспечивает увеличение скорости передачи в раз. Однако вероятность ошибки возрастает.

Увеличить скорость передачи можно, если модулировать не одно, а два несущих колебания, сдвинутых относительно друг друга на 90° Такой вид модуляции получил название квадратурной амплитудной модуляции. При квадратурной амплитудной модуляции (КАМ) два колебания, сдвинутых относительно друг друга на 90°, модулируется по фазе со скачком 180° и по амплитуде. Число градаций амплитуды может быть различно. В результате, например, при двух значениях амплитуды число возможных значений сигнала 4x4=16 Ансамбль сигналов удобно отображать с помощью пространственной точечной решетки (сигнального созвездия). Каждой точке сигнального созвездия, обозначающей конец вектора сигнала, соответствует А разрядов двоичного кода. На рис.2-изображены примеры сигнального созвездия для различных скоростей модуляции.

Так как с увеличением скорости ухудшается устойчивость, при больших скоростях передачи применяется помехоустойчивое кодирование. Широкое применение при этом находит исправляющий ошибки код. Вид модуляции, при котором используется квадратурная AM совместно с исправляющим ошибки кодом, получил название треллис-модуляции (ТСМ).

Рис. 2 Сигнальное созвездие

Рис. 2 Сигнальное созвездие

Вероятность ошибки при КАМ:

,

где - число уровней амплитуды;

;

, .

КАМ-16: М=16, k = 4, =4.