НОУ ІНТУЇТ | лекція | цифрова модуляція

1. Відомості про системи модуляції
2. Багаторівнева передача сигналів
3. Фазові методи модуляції
4. фазова маніпуляція

Наши партнеры ArtmMisto

Анотація: В лекції розглядаються методи модуляції, застосовувані при передачі широкосмугового інформації - фазова маніпуляція, квадратурного-амплітудна модуляція, амплітудно фазову модуляція з придушенням несучої, згорткові і гратчасті коди, турбо кодування, цифровий багатотональний сигнал

Відомості про системи модуляції

В даний час все абонентські термінали перетворять сигнали в цифрову форму. Одна з найважливіших проблем, як на абонентському ділянці, так і ділянці сполучних ліній забезпечити максимальну швидкість передачі цифрової інформації.

Існуюча абонентська дротова мережа має величезний обсяг. Заміна її на більш швидкісну середу передачі, наприклад, на оптоволоконну середу, подібна заміні піску на всіх пляжах світу і не завжди можлива з економічних причин.

Тому основне завдання, яке успішно вирішують зв'язківці світу збільшення пропускної спроможності існуючої.

Завжди виникає основне питання, телефонний зв'язок вже існує понад 150 років. Ця провідна мережа розрахована на діапазон людського голосу або точніше на пропускання аналогової частоти в діапазоні від 0,3 до 3,4 кГц.

Як же вдалося сьогодні багаторазово збільшити цей діапазон і зробити можливим передачу інформації, яка вимагає ресурс в більш ніж 100 раз. Це досягнуто різними способами, але в основному завдяки розробці способів модуляції.

Найбільш застосовуваний в даний час клас модуляції фазовий. Ми поступово розглянемо цей вид. Починаючи від найпростіших видів такої модуляції, а потім розглянемо найбільш застосовувані методи.

Багаторівнева передача сигналів

Цифрове перетворення сигналів на увазі двійкове кодування сигналів. Коли ж потрібно отримати високу швидкість передачі даних в умовах обмеженої смуги вдаються до методів підвищення інформаційної ємності переданих символів. Одним з таких методів є багаторівнева система, коли кожен сигнал може приймати кілька рівнів амплітуди в залежності від значення вихідного символу. Швидкість передачі даних в багаторівневій системі передачі дорівнює.

де

Швидкість передачі сигналу, що дорівнює зазвичай називається швидкістю передачі символів і вимірюється в бодах. На практиці поняття "бод" зазвичай розуміють як синонім швидкості в бітах. Однак, строго кажучи, швидкість передавання даних дорівнює швидкості передачі в бодах тільки в разі двійковій передачі (один біт за один інтервал сигналу).

на рис.4.1 показаний приклад восьмирівневого сигналу. Це дозволяє збільшити швидкість передачі 3 біта на сигнальний інтервал (тобто 3 біта на бод).

Багаторівнева передача з трьома бітами на сигнальний інтервал

Багаторівневі передають системи збільшують швидкість передачі даних в межах заданої смуги частот, але вимагають значного збільшення рівня сигнал шум. Відомо, що при великому рівні перешкод найбільш вразлива амплітуда сигналу. Тому така система не набула поширення.

У сучасних системах прикладом застосування такої системи може служити організація цифрової абонентської лінії в системі ISDN (Integrated Services Digital Network), в якій для досягнення швидкості 160 кбіт / с. використовується четирехуровневая передача [2]

Фазові методи модуляції

Фазові методи модуляції XE "фазові методи модуляції" є, в якій - то ступеня аналогами багаторівневої передачі сигналів, оскільки теж дозволяють збільшити інформаційну ємність переданого символу.

фазова маніпуляція

Фазова модуляція пов'язана з маніпуляцією фази. При такій маніпуляції для одержання бінарного сигналу в кожному тактовом інтервалі використовується одна з фаз, що відрізняється на 180 градусів.

Можлива також багаторівнева ФМ. Фазова маніпуляція XE "Фазовая маніпуляція" в даний час - найбільш поширена форма модуляції.

Популярність цього типу модуляції визначається, перш за все, наявністю постійної огинає, що забезпечує те, що вона нечутлива до змін рівня сигналу, впливу загасання і характеристикам апаратури посилення і забезпечує хорошу характеристику. З точки зору ставлення сигнал шум ( ) Системи фазової модуляції забезпечують оптимальні (теоретично) значення характеристик помилок.

Загальний вигляд n-рівневої фазової маніпуляції відображається формулою

де

Рис.4.2.

Фазові маніпуляції: а - 2ФМ; б - 4ФМ

на рис.4. 2 показані приклади типових 2-ФМ і 4-ФМ - сигналів. На малюнку швидкість передачі при 4-ФМ, в два рази менше, ніж 2-ФМ, що забезпечує однакову швидкість передачі даних (через збільшення інформаційної ємності). На цьому малюнку приведені фазові діаграми для косинусоїдального сигналу (див. Формулу 4.1).