Многоуровневая фазовая манипуляция. Квадратурная амплитудная модуляция.

Фазовая манипуляция относится, как и ЧМ, к угловой модуляции. Широкое применение Ч ФМ модуляция. Общее выражение для n-уровневой фазовой манипуляции:

, (8.16)

где - сдвиг между соседними фазами сигнала. Уровень «n» равен 1, 3 …

Квадратурное представление ФМ сигналов является удобным и мощным средством представления и других модулированных цифровых сигналов. В этом случае используется представление сигнала с нечетной фазой в виде:

. (4.17)

Обычно косинусный сигнал называют сигналом «в фазе» или «В - сигналом», а синусный – сигналом «в квадратуре» или «К - сигналом».

Для многоуровневых ФМ систем переходы сигналов в квадратурных каналах обязательно совпадают. Но в системах с КАМ модуляция в квадратурных каналах осуществляется независимо и в них не обязательно подравнивать тактовые интервалы в обоих каналах. Если тактовые интервалы перекрываются на 50%, то этот тип работы называется манипуляцией со сдвигом. Эта манипулция обычно используется в системах типа 4-КАМ. Основное преимущество манипуляции со сдвигом – возможность синхронизации цепи восстановления опорного колебания от принятой несущей при отношениях С/ш, пониженных по сравнению с их значениями в обычных системах с КАМ или квадратурной ФМ.

Применяемые методы цифровой модуляции: 2-ФМ, 4-ФМ, 4-КАМ, 8-ФМ, 16-КАМ, 32-КАМ, 64-КАМ.

Для 16-КАМ плотность передачи 4 бит/с/Гц, отношение С/ш при Р_о=10^-6 равно в стволе 14, 5дБ, отношение Р_п/ Р_ср =2, 25 дБ.

16-ФМ: 4 бит/с/Гц, С/ш в стволе – 18, 3 дБ, отношение Р_п/ Р_ср = 0 дБ.

64-КАМ: 6 бит/с/Гц, С/ш в стволе – 18, 8 дБ, отношение Р_п/ Р_ср = 3, 68 дБ.

Квадратурная амплитудная модуляция.

Использование квадратурных сигналов является удобным средством для представления фазовой манипуляции с четырьмя и большим числом фаз. После того как сигналы в виде импульсов постоянного тока уже сформированы, процессы модуляции и демодуляции квадратурных каналов становятся независимыми для всех ФМ - систем. Обобщенная структурная схема ФМ -модулятора представлена на рис. 4.18.

 

 

Формирование сигналов в виде импульсов постоянного тока

~

Фазовращатель на 900

Цифровой сигнал

ФМ сигнал с

постоянной амплитудой

Сигнал К, модулированный по амплитуде

Сигнал В, модулированный по амплитуде

 

Рис. 4.18.

Квадратурная амплитудная модуляция (КАМ) может рассматриваться как развитие многоуровневой ФМ, где два сигнала в виде импульсов постоянного тока получаются независимо друг от друга. В результате создаются два квадратурных канала с учетом процессов преобразования импульсов постоянного тока и детектирования. В случае, когда число уровней в каждом канале равно 2 ( 1) эта система идентична системе 4-ФМ. Однако система КАМ с повышенным числом уровней существенно отличается от систем с ФМ. На рис 4.19 представлено пространство сигналов системы 16-КАМ, полученное при четырех уровнях в каждом из квадратурных каналов.

Точки соответствуют составному сигналу, а штрихи на осях представляют уровни амплитуды в каждом из квадратурных каналов.

В

К

 

Рис. 4.19

 

На рис.4.20 показаны структурные схемы модулятора и демодулятора сигналов 16-КАМ.

~

ФВ 900

~

ФВ 900

Источник когерентных опорных колебаний

 

 

Рис. 8.20

В отличие от сигнала с ФМ, сигналы с КАМ не имеют постоянной огибающей. При ФМ постоянная огибающая поддерживается за счет введения ограничений на комбинации уровней в квадратурных каналах. В системе с КАМ комбинации не ограничиваются, т.к. уровни в каждом канале выбираются независимо. Спектр сигнала КАМ определяется спектрами сигналов в виде импульсов постоянного тока, поступающих в каналы. Т.к. сигналы импульсов в системах ФМ и КАМ имеют туже структуру, то спектр сигналов КАМ идентичен спектру с ФМ при равном числе точек сигнала на диаграмме.

Общее выражение для расстояния между соседними точками сигнала в системе с КАМ с пиковой амплитудой, равной 1, и L уровнями на каждой из осей имеет вид:

. (4.18)

 

А для ФМ многоуровневой:

, (4.19)

где N – число фаз.

Т.е. система с КАМ (n - уровневая) имеет преимущество перед n – уровневой системой ФМ при одном и том же уровне пиковой мощности. Выражение для отношения пиковой мощности к средней системы с КАМ:

. (4.20)

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Квадратурная амплитудная модуляция (QAM)
2. МНОГОУРОВНЕВАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРИНЦИП ЭКОНОМИИ
3. Обращенно-фазовая хроматография