
ТСиТ / 8_l_otn_modulyatsia
.pdf
Способы относительной манипуляции
1.Относительная фазовая манипуляция.
2.Принцип формирования сигнала с многократной относительной фазовой манипуляцией.
3.Квадратурная относительная фазовая манипуляция.

Относительная фазовая манипуляция
|
scn t |
|
Gscn F |
|
|
|
|
|
а) |
0 |
t |
0 |
1 |
|
|
F |
|
sотн t |
|
|
|
И |
|
|||
|
Gsотнn F |
|
|
|
|
|
||
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
б) |
0 |
t |
0 |
1 |
И |
F |
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Sн t |
|
GSн f |
|
|
|
|
|
в) |
0 |
t |
0 |
|
|
|
fн |
f |
SОФМн t |
GSОФМн f |
|
|
|
|
|
||
г) |
0 |
t |
0 |
|
|
|
fн |
f |
Рис. Временные и спектральные диаграммы формирования сигналов ОФМн

Относительно-фазовой манипуляцией (ОФМн) называется процесс изменения фазы несущего колебания в соответствии с законом изменения амплитуды дискретного информационного сигнала, предварительно перекодированного относительным кодом.
Процесс формирование сигнала с ОФМн можно свести к случаю формирования сигнала с ФМн путем перекодирования
передаваемой двоичной |
последовательности |
относительным |
||
кодом. |
|
|
sn |
1 |
Алгоритм перекодировки прост: если обозначить |
как |
|||
|
|
|
c |
|
информационный символ |
подлежащей передаче |
на |
n-ом |
единичном элементе сигнала, то перекодированный в |
||||
соответствии с правилами ОФМн символ |
|
n на n-ом единичном |
||
|
|
|
sот н |
|
элементе сигнала определяется следующим рекуррентным |
||||
правилом: |
t sn t sn 1 |
|
t |
|
sn |
|
|||
от н |
c |
от н |
|

Принцип формирования сигнала с многократной относительной фазовой манипуляцией
Важным параметром на выходе модулятора является число вариантов модулируемого параметра (m) выходного сигнала. Это число называется позиционностью сигнала или способа модуляции.
Когда говорят: m-позиционная фазовая модуляция, это означает, что каждый элемент сигнала на выходе модулятора имеет одну из m допустимых начальных фаз. Если все m вариантов сигнала равновероятны, то производительность модулятора как источника информации на входе непрерывного канала связи прямо пропорционально двоичному логарифму числа m:
N log 2 m
Величину N называют кратностью модуляции, ибо она показывает, сколько двоичных единиц информации содержится в каждом элементе сигнала при данном способе модуляции или во сколько раз (крат) увеличится информационная емкость данной системы по сравнению с двухпозиционной (однократной) системой при той же длительности элементарного сигнала.

Четырехпозиционная (двухуровневая) модуляция ФМн (ДФМн) предполагает передачу двух двоичных символов одновременно, в таблице приведены допустимые значения начальных фаз для
ФМн-2 и ФМн-4. |
ФМн-2 |
|
|
|
|
|
ФМн-4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
1 |
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
01 |
|
||||||
|
|
|
|
|
0 |
|
1 0 |
|
10 |
|
|
01 0 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
m 2 |
|
|
|
|
|
|
m 4 |
|
|
|
00 |
|
3 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
N 1 |
|
|
|
|
|
|
N 2 |
|
00 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Рис. Векторное представление ФМн-m |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сигналов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
ФМн-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ФМн-4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
i |
0; |
|
|
i |
0; |
2 |
; ; 3 |
или |
;3 |
;5 |
4 |
; |
7 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
4 |
4 |
|
|
|
|
4 |
|
В случае многоуровневой манипуляции (m>2) длительность |
|
сигнала оказывается равной T Tc log 2 |
m , что приводит к |
соответствующему сокращению в log 2 m |
полосы занимаемых |
частот. |
|

Квадратурная относительная фазовая |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
манипуляция |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Исходная |
|
|
|
|
x t |
|
|
Tc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
последовательность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
t/Tc |
|||
двоичных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
информационных |
|
|
x |
2k t |
|
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
|
|
|
|
|
|
||
символов |
|
|
б) |
|
|
|
|
|
|
|
+1 |
|
|||||
|
|
|
|
-1 |
|
-1 |
|
|
|
|
|
-1 |
|
-1 |
|
t/Tc |
|
(длительность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
элементов |
Tc) |
с x2k 1 t Tc |
|
+1 |
+1 |
|
|
|
|
|
|
+1 |
|
||||
помощью |
кодера в) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
-1 |
-1 |
|
-1 |
|
-1 |
|
t/Tc |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
модулятора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
разделяется |
|
на SКОФМ(t) |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||||
последовательности |
г) |
U0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
четных , и |
нечетных |
|
|
-U0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t/Tc |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
(по |
порядку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
скачок фазы 180о |
|||
следования) |
символов |
|
x2k 1 t |
+1 |
+1 |
|
|
|
|
|
|
+1 |
+1 |
|
|||
д) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
преобразуется |
в |
|
|
|
|
-1 |
-1 |
-1 |
|
-1 |
|
|
|
t/Tc |
|||
совокупность |
2-х S |
КОФМС |
(t) |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|||
последовательностей |
|
|
2 |
|
2 |
|
2 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
U0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
двоичных |
элементов е) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t/Tc |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
длительностью |
|
|
|
-U0 |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
T=2Tc. |
|
|
|
Рис. Диаграммы формирования сигналов: КОФМ и КОФМС |
|||||||||||||
|
|
|
|

Комбинации |
двоичных |
элементов |
полученных |
последовательностей x2k и x2k+1 используются при кодировании фазового сдвига при ОФМн. Значения начальной фазы при различных сочетаниях передаваемых символов x2k и x2k+1 приведены в таблице.
|
Значения начальной фазы |
|
||||
x2k |
|
+1 |
|
+1 |
|
-1 |
-1 |
|
|
||||
x2k 1 |
+1 |
+1 |
|
-1 |
|
-1 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |

При |
|
одновременной |
x t |
|
|
Tc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
смене |
символов |
в |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
8 |
t/Tc |
||||
обоих |
|
|
каналах |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
модулятора в сигнале |
x2k t |
|
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
КОФМ |
|
происходят |
б) |
|
|
|
|
|
|
+1 |
|
||||||||
|
-1 |
-1 |
|
|
|
|
|
-1 |
|
|
-1 |
|
t/Tc |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
скачки |
|
|
начальной |
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
фазы |
на |
180°. |
|
При |
x2k 1 t Tc |
+1 |
+1 |
|
|
|
|
|
|
|
+1 |
|
|||
прохождении |
|
|
в) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
-1 |
-1 |
|
-1 |
|
|
-1 |
|
t/Tc |
|||||
последовательности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||||||||
таких сигналов через |
SКОФМ(t) |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|||||||||
узкополосные |
|
|
U0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
г) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
фильтры |
в |
моменты |
-U0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t/Tc |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
скачков |
|
|
фазы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
скачок фазы 180о |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
колебания |
|
на |
180° |
x2k 1 t |
+1 |
+1 |
|
|
|
|
|
|
|
+1 |
+1 |
|
|||
|
д) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
возникает |
|
глубокая |
|
|
|
-1 |
-1 |
-1 |
|
-1 |
|
|
|
|
t/Tc |
||||
паразитная |
|
|
|
SКОФМС(t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|||
|
|
|
2 |
|
2 |
|
2 |
|
|
||||||||||
амплитудная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
U0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
модуляция |
|
|
|
е) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t/Tc |
||||
огибающей |
сигнала |
-U0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
8 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
(в |
ней |
появляются |
Рис. Диаграммы формирования сигналов: КОФМ и КОФМС |
||||||||||||||||
провалы |
огибающей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
до нуля). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|

Для снижения уровня |
x t |
|
|
Tc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
паразитной |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
8 |
t/Tc |
|
модуляции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
разработана |
|
x2k t |
|
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
квадратурная |
|
б) |
|
|
|
|
|
|
+1 |
|
|||||
|
-1 |
-1 |
|
|
|
|
|
-1 |
|
|
-1 |
|
t/Tc |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
относительная |
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
фазовая |
модуляция |
x2k 1 t Tc |
|
+1 |
+1 |
|
|
|
|
|
|
|
+1 |
|
|
со сдвигом (КОФМС). |
в) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
-1 |
-1 |
|
-1 |
|
|
-1 |
|
t/Tc |
|||
Знак функций |
может |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||||
меняться |
лишь в те |
SКОФМ(t) |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||
моменты, |
|
когда |
U0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
значение |
|
другой |
-U0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t/Tc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
функции |
сохраняется |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
скачок фазы 180о |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
неизменным, |
что |
x2k 1 t |
+1 |
+1 |
|
|
|
|
|
|
|
+1 |
+1 |
|
|
д) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
приводит |
|
к |
|
|
|
-1 |
-1 |
-1 |
|
-1 |
|
|
|
|
t/Tc |
существенному |
|
SКОФМС(t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
2 |
|
|
||||||||
отличию |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
U0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
результирующего |
е) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t/Tc |
|||
колебания |
при |
-U0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
КОФМС по сравнению |
Рис. Диаграммы формирования сигналов: КОФМ и КОФМС |
||||||||||||||
с КОФМ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|

ПЭС Нес1
Нес2
ASK
FSK
BPSK
DPSK
dI
dQ
QPSK
t
t
t ASK – (Amplitude Shift Keying)
амплитудная манипуляция.
t FSK – (Frequency Shift Keying)
частотная манипуляция.
t |
PSK – (Phase Shift Keying) фазовая |
|||
|
манипуляция. |
|
|
|
t |
BPSK – (Binary Phase Shift Keying) |
|||
|
двухфазная (двоичная) фазовая |
|||
t |
манипуляция. |
|
|
|
DPSK – (Differential Phase Shift |
||||
t |
Keying) |
дифференциальная |
||
(относительная) |
фазовая |
|||
|
||||
|
манипуляция. |
|
|
|
t |
QPSK – (Quadrature Phase Shift |
|||
|
Keying) |
|
квадратурная |
t(четырехпозиционная) фазовая манипуляция.