28. Цифровые методы модуляции. Фазовая модуляция.
Модуля́ция — процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного модулируемого колебания по закону информационного низкочастотного сообщения (сигнала). В результате спектр управляющего сигнала переносится в область высоких частот, ведь для эффективного вещания в пространство необходимо чтобы все приёмо-передающие устройства работали на разных частотах и «не мешали» друг другу. Это процесс «посадки» информационного колебания на априорно известную несущую. Передаваемая информация заложена в управляющем сигнале. Роль переносчика информации выполняет высокочастотное колебание, называемое несущим. В качестве несущего могут быть использованы колебания различной формы (прямоугольные, треугольные и т. д.), однако чаще всего применяются гармонические колебания. В зависимости от того, какой из параметров несущего колебания изменяется, различают вид модуляции (амплитудная, частотная, фазовая и др.). Модуляция дискретным сигналом называется цифровой модуляцией или манипуляцией.
Обобщенная структурная схема системы связи:
d(t) → преобразователь в двоичное->модулятор->канал связи->демодулятор->преобразователь из двоичного->выход
На модулятор действует .
В системе используется многопользовательская модуляция, предполагается переход от двоичного алфавита символов дискретного сообщения к n-ичному.
; ;
m – длина преобразуемых последовательностей 2-х символов
M – объем алфавита.
Каждый символ алфавита модулирует один или несколько параметров гармонического колебания конечной длительности: амплитуду, частоту, фазу, время запаздывания.
т. е. один из М символов преобразуется в течении времени T3 равное его длительности, то скорость передачи символов Rδ выражена в: (бит/с)
Длительность бита ;
При этом скорость передачи символов Rs будет связанна со скоростью передачи битов Rδ следующим образом:
;
Спектральную эффективность различных видов модуляции принято оценивать удельной скоростью передачи.
;
W – полоса частотности, необходимая для передачи сигнала, с определенным видом модуляции. Таким образом, чем меньше значение W*Tδ, тем выше спектральная эффективность определенного вида модуляции и системы передачи дискретных сообщений в целом.
– принято относить к классу спектрально эффективных модуляций.
Фазовая модуляция — один из видов модуляции колебаний, при которой фаза несущего колебания управляется информационным сигналом. Фазомодулированный сигнал s(t) имеет следующий вид:
,
где g(t) —
огибающая сигнала; 
является
модулирующим сигналом; fc —
частота несущей; t — время.
Фазовая модуляция, не связанная с начальной фазой несущего сигнала, называется относительной фазовой модуляцией (ОФМ).
В случае, когда информационный сигнал является дискретным, то говорят о фазовой манипуляции. Хотя, строго говоря, в реальных изделиях манипуляции не бывает, так как для сокращения занимаемой полосы частот манипуляция производится не прямоугольным импульсом, а колоколообразным (приподнятым косинусом и др.). Несмотря на это, при модуляции дискретным сигналом говорят только о манипуляции.
По характеристикам фазовая модуляция близка к частотной модуляции. В случае синусоидального модулирующего (информационного) сигнала, результаты частотной и фазовой модуляции совпадают.
Способы фазовой модуляции (манипуляции)
Изменение фазы несущего сигнала путем изменения, например, ёмкости колебательного контура.
Изменение фазы несущего сигнала путем переключения генераторов несущего сигнала.
Изменение фазы несущего сигнала путем переключения каналов несущего сигнала. При этом в каждом канале сигнал берется от одного и того же генератора, но с заданным сдвигом по фазе.
Квадратурно-фазовая модуляция несущего сигнала.
Фазовая модуляция получаемая изменением частоты несущего сигнала.
Цифровой синтез фазоманипулированного сигнала без использования фазосдвигающих цепей и изменения реактивных параметров колебательного контура.
=;
;
;
;
В качестве истинного значения фазы последовательностей символов переданного сообщения, принимается то, которое ближе всего расположено к значению фазы сигнального вектора.