Соответственно различаются амплитудная модуляция, частотная модуляция и фазовая модуляция (рис. 1). Скорость изменения амплитуды, частоты или фазы должна быть достаточно малой, чтобы за период колебания модулируемый параметр почти не изменился. Для разных видов манипуляции существуют методы, позволяющие передавать не только 0 и 1 в рамках одного сигнала, такие методы получили название многопозиционные. Суть этих методов в том, что один элемент линейного сигнала несет информацию о большем числе битов, чем в обычных двухпозиционных методах. Например, в многопозиционной амплитудной манипуляции зададим не 2 амплитуды, которые будут кодировать 0 или 1, а 4, которые будут соответствовать 00, 01, 10, 11 по мере увеличения амплитуды.
С выхода детектора сигналы выдаются в декодирующее устройство, которое формирует пару двоичных разрядов, соответствующих частоте принятого сигнала. Фазовая модуляция - один из видов модуляции, при которой фаза несущего колебания управляется информационным сигналом. Ошибки передачи при АИМ снижаются с уменьшением периода следования импульсов. При ШИМ точность фильтрации улучшается с уменьшением периода следования импульсов, с повышением степени прямоугольности импульсов. При ФИМ ошибки фильтрации тем менее, чем меньше длительность фронта импульса и больше период их следования.
Частота несущей несущественно превосходит частоту модуляции. Поэтому перед модуляцией спектр сигнала преобразуют в область частот более высоких, чем несущая частота. При приеме сигнала исключают влияние квадратурной составляющей, что равносильно восстановлению двухполосного спектра сигнала. Это обеспечивается за счет синхронного детектирования, когда опорное колебание строго согласовано с синфазной составляющей.
Статическая модель характеризуется отсутствием амплитудных и фазовых искажений сигнала. Первые три параметра характеризуют возможность работы приемника вблизи мощных источников помех. Очевидно, что они наиболее важны для базовых станций, которые весьма часто устанавливают рядом с другими радиостанциями. При подстройке мощность радиостанции любого типа меняется от минимального уровня - 15 дБм до номинального, определяемого типом и классом радиостанции. Стандарт TETRA предусматривает адаптивное дискретное изменение уровня мощности в процессе сеанса связи абонентов.
Сущность Импульсных Методов Модуляции
Режимы согласованной между собой перестройки приемников и передатчиков задаются генераторами псевдослучайных последовательностей (ПСП), например М-последовательностей. Генераторы ПСП системы взаимодействующих радиостанций периодически перезапускаются и перезагружаются начальными последовательностями, что обеспечивает синхронизацию и повышает скрытность переключения частот. Номера частот определяются при этом генераторами ПСП и так называемыми ключами.
В цифровой сотовой связи известна также квадратурная фазовая манипуляция (Quadrature Phase Shift Keying - QPSK), минимальная манипуляция (Minimum Shift Keying – MSK) и т.п. Трехсигнальная избирательностьхарактеризует качество приемника при воздействии на него двух и более помех с определенным соотношением несущих частот относительно частоты настройки. Трехсигнальная избирательность радиоприемника стандарта TETRA должна быть не хуже -47 дБм. Двухсигнальная избирательностьзадает максимально допустимую мощность помехи, расположенной на соседних каналах приема, которая не приводит к существенному ухудшению чувствительности приемника.
- С 1920 года вместо альтернаторов стали использоваться генераторы на электронных лампах.
- Результаты для двух значений обеспеченностью связью по месту 50% и 90% представлены в таблице 11.
- Поэтому однополсный сигнал будет достаточен для передачи полноценной звуковой информации.
- Значение i зависит от соотношения полосы фильтра и скорости передачи.
- В соответствии с приведенной методикой оценим дальности связи для сельских и городских условий распространения сигнала при исходных данных, представленных в таблице 10.
Спектральная модуляция используется в военной технике и пакетных радиосетях. Импульсно-кодовая модуляция - модуляция, в которой аналоговый сигнал кодируется сериями импульсов. Импульсно-кодовая модуляция используется в устройствах кодирования-декодирования, а также в телефонных сетях. В системах связи используются электрооптические модуляторы, т.е. Такие, в которых показатель преломления меняется под действием электрического поля. До 31 декабря 2021 года на радиочастотные генераторы сигналов Актаком ADG-4522, ADG-4512, ADG-4502 действуют специальные цены.
Модуляция – это процесс изменения каких-либо параметров несущего сигнала под действием информационного потока. Применительно к цифровым сигналам существует другой термин "манипуляция", однако его часто заменяют все тем же словом "модуляция" подразумевая, что речь идет о цифровых сигналах. Теоретически заданным уровням вероятности ошибки соответствуют значения отношения сигнал/шум 8 дБ и 17 дБ для соответствующих условий распространения сигнала. Таким образом, потери при реализации алгоритмов приема сигнала не должны превышать 2 дБ. Внеполосные излученияопределяются как мощность нежелательных излучений вблизи несущей частоты (в соседних каналах связи). Уровень этих излучений, в основном, определяется видом модуляции, формой радиоимпульса, линейностью передатчика и другими параметрами.
Основные Методы Цифровой Модуляции
Амплитудная модуляция (AM, анг. AM - amplitude modulation) является наиболее простым и распространенным способом изменения параметров носителя информации. При амплитудной модуляции амплитуда гармонического колебания (несущего сигнала) изменяется по закону изменения передаваемого информационного сигнала. В радиотехнике амплитудную модуляцию применяют для передачи информации на расстояние в радиовещании, акустической локации и др. Например, в радиовещании звуковые колебания преобразуются в электрический сигнал низкой частоты (модулирующий сигнал), который и изменяет (модулирует) амплитуду сигнала высокой (несущей) частоты. У полученного в результате модулированного радиосигнала амплитуда изменяется в соответствии с силой звукового сигнала.
Импульсная модуляция - изменение параметров импульсных сигналов во времени или в пространстве. Обычно импульсная модуляция представляет собой разновидность модулированных колебаний, где в качестве "переносчика" информации используется последовательность импульсов. Вид импульсной модуляции определяется законом изменения параметров (амплитуды, длительности, фазы, частоты следования) импульсных сигналов.
Основными характеристиками радиосигнала при его передаче по эфиру являются частотный спектр и огибающая амплитуды. Рассмотрим эти характеристики для π/4-DQPSK сигнала с параметрами, определенными стандартом TETRA. Из этого рисунка видно, что один фильтр не устраняет межсимвольные искажения, однако с учетом второго фильтра в демодуляторе импульсная характеристика приобретает вид, представленный на рис. Из рисунка видно, что в моменты времени, кратные длительности дибита, импульсная характеристика фильтра проходит через 0, и значение демодулированного сигнала определяется только одним принимаемым в данный момент дибитом. Система тактовой синхронизации должна обеспечивать считывание информации из демодулятора в эти моменты времени.
Частотная Модуляция
Небольшая разница между двумя частотами является причиной несовпадения частот, что присуще телефонным цепям. Комбинированная модуляция - модуляция, при которой одновременно модулируется несколько параметров сигнала (амплитуда, частота, фаза). В результате получают амплитудно-фазовую (АФМ), частотно-фазовую (ЧФМ) и другие виды модуляции (манипуляции), позволяющие существенно повысить пропускную способность канала передачи двоичных сигналов.
Результаты для двух значений обеспеченностью связью по месту 50% и 90% представлены в таблице 11. Из рисунке видно, что спектр π/4-DQPSK сигнала весьма компактен. При принятых в стандарте TETRA значениях параметров сигнала полоса цифрового сигнала в эфире менее 20 кГц, при этом уровень излучений на границе с соседним каналом (Δf≈ 12,5 кГц) приблизительно равен -60 дБ. При реализации устройства неизбежны аппаратные погрешности, связанные с неидеальностью отдельных звеньев тракта, поэтому реальный спектр несколько отличается от теоретического. Требования к спектру сигнала в эфире с позиции электромагнитной совместимости рассмотрены ниже.
Модуляция
Максимальное отклонение фазы модулированного сигнала относительно среднего значения называется девиацией фазы , задается в угловых единицах (градус, радиан). Тот самый вид модуляции, который используется для передачи данных в компьютерных сетях. При ФИМ амплитуда полезной составляющей мала и зависит от частоты.
Модуляция Сигнала
Условием корректного преобразования считается удвоенное значение несущей частоты в сравнении с максимальным значением полосы модулирующего сигнала. Данный тип модуляции достаточно прост в исполнении, но отличается невысокой помехоустойчивостью. В устройстве преобразования сигналов (УПС) передатчика содержится генератор (Г) колебаний несущей частоты, частотный манипулятор (ЧМ) и полосовой фильтр (ПФ). Под действием модулирующего напряжения осуществляется изменение реактивного параметра контура (емкости), а значит и частоты выходного напряжения. Побочные излучения характеризуют уровень помех, создаваемых передатчиком, вдали от рабочего канала.
Напомню, что это комбинация амплитудной и фазовой манипуляций. QAM-16 использует 16 комбинаций амплитудных и фазовых сдвигов, которые позволяют передавать 4 бита информации за 1 сигнал, а с помощью QAM-64, который использует 64 комбинации, можно передать целых 6 бит за сигнал. Каждая комбинация задается углом, который соответствует фазе и расстоянием от начала координат, которое показывает величину амплитуды. Ниже показана симуляция принципа работы квадратурной амплитудной манипуляции на примере QAM-16 и расположение точек для QAM-16 и QAM-64 соответственно. Модуляцией называют процесс преобразования одной либо нескольких характеристик модулирующего высокочастотного колебания при воздействии управляющего низкочастотного сигнала. В итоге спектр управляющего сигнала перемещается в высокочастотную область, где передача высоких частот является более эффективной.
Передаваемым сообщением модулируется при этом так называемое поднесущее колебание. Привлекают внимание такие виды двухступенчатой модуляции, как АМ-АМ; АМ-ЧМ; ЧМ-ЧМ; ЧМ-АМ; ФМ-AM; КИМ—ФМ и др. Это процесс выделения полезной составляющей из спектра принимаемых сигналов. Так как в режиме SSB практически не излучается несущая частота, то в во время молчания передатчик практически не потребляет энергии. В УПС приемника содержится входной полосовой фильтр (ПФ), ограничитель амплитуды ОГР, частотный детектор(дискриминатор) и выходной фильтр нижних частот ФНЧ.
Что разрешено, как вид модуляции влияет на дальность связи. Обработка сигналов может осуществляться аналоговыми и дискретными методами. Внутренняя модуляция является по существу разновидностью прямой модуляции. Если есть соответствующий модулятор, то его можно ввести в лазерный резонатор, осуществив таким образом внутреннююмодуляцию.
Индекс модуляции – отношение девиации частоты к частоте модулирующего сигнала. В результате данного типа модуляции сигнал модулирует частоту опорного сигнала, а не мощность. Поэтому если величина сигнала увеличивается, то, соответственно, растет частота. Ввиду того, что полоса получаемого сигнала намного шире исходной величины сигнала. Можно пренебречь из-за их малого вклада в результирующий сигнал).
Модуляция Сигналов
Таким образом, выбор того или иного метода манипуляции обусловлен требованиями по помехозащищенности, пропускной способности канала связи, стоимостью реализации оборудования и т.п. Модель для тестирования эквалайзера применяется только для тестирования аппаратуры класса Е. В данной модели флуктуации сигнала на входе приемника имитируются релеевскими замираниями по четырем лучам с задержкой сигнала в лучах до двух символов.
Затем в накапливающем сумматоре, состоящем из линии задержки на длительность дибита и сумматора, происходит суммирование изменений фазы, в результате чего формируется фаза сигнала φi. 3 показана комплексная плоскость с отображением возможных позиций фазы. Из рисунка видно, что возможны 8 положений вектора с фазовыми углами кратными, π/4. Рабочий частотный диапазон внешнего модулирующего источника сигнала сложной формы от 10 Гц до 20 кГц.
Импульсный сигнал поступает на формирующие фильтры низкой частоты (ФНЧ). Эти фильтры предназначены для формирования спектра радиосигнала и определенной формы его комплексной огибающей. Данные фильтры являются важнейшими элементами модулятора и демодулятора. Их характеристики отвечают определенным требованиям, которые будут рассмотрены ниже, здесь отметим лишь, что на их выходе квадратурные компоненты приобретают сглаженный вид, соответствующий импульсным характеристикам фильтров. Сглаженные квадратурные компоненты представим в следующем виде. Диаграмма, показывающая путь сигнала в протоколе обратной связи, расположенная в конце следующей страницы, иллюстрирует гибкость в определении условий ветвления для соответствий требованиям различных экспериментов.
Данные излучения вызваны, как правило, устройствами формирования сигнала и, в определенной мере, характеризуют качество передатчика. Установленные стандартом нормы на побочные излучения приведены в таблице 5, где fПР- ближайшая частота приема базовой станции. Как отмечалось выше, прием π/4-DQPSK сигнала может осуществляться на демодуляторы различных типов. Наличие в сигнале четырехуровневой частотной модуляции позволяет принимать сигнал на обычный частотный детектор, однако при этом простота реализации детектора обменивается на ухудшение помехоустойчивости приема. Прием на когерентные демодуляторы, обладающие высокими характеристиками по помехоустойчивости, резко усложняет приемник.
Достижение субмикросекундного времени прямой связи важно для некоторых команд секвенсора, а также устраняет необходимости управления низкоуровневой цифровой обработки сигналов. Амплитудная модуляция синусоидальным сигналом, w — несущая частота, W — частота модулирующих колебаний, Амакс и Амин — максимальное и минимальное значения амплитуды. На следующем рисунке приведены временные диаграммы тех же сигналов с коэффициентом амплитудной модуляции 50%. Импульсную модуляцию используют также для идентификации физических параметров (температуры, плотности, степени ионизации и т. д.) различных объектов и сред. Она составлена применительно к передаче кодовых комбинаций двоичного кода.
Комментариев нет:
Отправить комментарий