28 Формирование и прием сигналов с многократной фазовой и амплитудно-фазовой манипуляцией.

Важным параметром на выходе модулятора является число значений модулируемого параметра   выходного сигнала. Это число называется позиционностью сигнала или способа модуляции. Так,  -позиционная фазовая модуляция означает, что каждый элемент сигнала на выходе модулятора имеет одну из   выбранных начальных фаз. Если все   вариантов сигнала равновероятны, то производительность модулятора как источника информации на входе непрерывного канала связи прямо пропорционально двоичному логарифму числа  :  . Эту величину называют кратностью модуляции: 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. Наиболее часто позиционность выбирают так, чтобы она равнялась целой степени числа два, тогда кратность   – целое число.

Например,  -кратная фазовая манипуляция означает, что в каждом элементарном сигнале на выходе модулятора содержится   бит информации, а фаза сигнала на входе непрерывного канал имеет   допустимых значений. Если длительность элементарного сигнала в модуляторе равна  , то скорость формирования элементов (скорость модуляции) составляет   элементов. Количество кодовых символов в единицу времени В показывает скорость формирования информации на выходе модулятора. При равновероятных сигналах

[бит/с].

(2.30)

В зависимости от числа уровней модулирующего сигнала различают двухуровневую и многоуровневую манипуляции. Четырехпозиционная (двухуровневая) модуляция ФМн (ДФМн) предполагает передачу двух двоичных символов одновременно (рис. 2.26). В табл. 2.1 приведены допустимые значения начальных фаз для ФМн-2 и ФМн-4.

Таблица 2.1. Допустимые значения начальных фаз для ФМн-2 и ФМн-4

ФМн-2	ФМн-4
	, или

Ширина спектра ОФМн-  радиосигнала, определяемая длительностью радиоимпульса   зависит от скорости передачи информации   и числа уровней манипуляции  :

.

(2.31)

Очевидно, при увеличении числа уровней манипуляции полоса частот необходимая для ОФМн радиосигнала уменьшается. Так, при ОФМн-4 полоса частот вдвое меньше, чем при ОФМн-2 при одинаковой скорости передачи информации. Для двоичных сигналов   длительность радиоимпульса   равна длительности единичного элемента ПЭС  , а ширина спектра радиосигнала ОФМн-2 пропорциональна скорости передачи цифровой информации:   [бод].

В случае многоуровневой манипуляции ( ) длительность   сигнала оказывается равной  , что приводит к соответствующему сокращению в   полосы занимаемых частот при передаче одного и того же объема данных.

Амплитудно-фазовая манипуляция

Изменяющимся параметром является комплексная амплитуда радиосигнала. Применение многоуровневой АФМ позволяет обеспечить высокую эффективность использования полосы частот.

Формирование М-уровневого АФМ радиосигнала может быть реализовано путем М - уровневой балансной амплитудной манипуляции квадратурных колебаний одной частоты и сложение полученных АМ радиосигналов. По этой причине АФМ часто называют квадратурной амплитудной манипуляцией КАМ. Наиболее распространена 16-уровневая АФМ или КАМ-16.

Возможные варианты КАМ-16 при τ=4Т приведены на рис.41.

Из рис. видно число возможных значений амплитуды радиосигнала АФМ-16 равно 3, а фазы 12. АФМ позволяет максимально эффективно использовать полосу частот.