Információs hajtóművek
6.1.1. modulációs technikát kommunikációs rendszerek
Mielőtt rátérnénk a tényleges modulációs technikát kommunikációs rendszerek, úgy az alapvető módjait képviselő távközlési vett jelek leírására modulációs technikákat.
A kommunikációs technika felhasználta ábrázolása jelek az idő (lásd. Ábra. 3.1) mind a frekvencia tartományban. Régen a normál érték az f frekvencia, a mértékegység Hz, és az úgynevezett körfrekvencia # 119; = 2 # 112; f, egység rad / s.
A harmonikus jel formájában képviseli a frekvenciatartományban egy értéket a frekvencia tengelyen. Bármilyen periodikus jel időszakban T0 leírható egy Fourier-sor (harmonikus sor). Frekvencia alkatrész f0 = 1 / T0 az úgynevezett alapvető. Frekvencia-összetevők a típus Nf0. N = 2,3. harmonikusok.
A nagyobb jel eltér a harmonikus, annál több a frekvencia-összetevők a spektrális ábrázolását, és a kisebb távolság (frekvenciatartománybeli szétválasztást) közöttük, azaz szélesebb spektrumát egy ilyen jelet. A véletlenszerű folyamatok, amelyek szinte minden primer jelek végtelen folytonos spektrumú. Azonban, általában az ömlesztett véletlenszerű jelteljesítmény koncentrálódik egy adott frekvenciasávban. Ez a tulajdonság lehetővé teszi, hogy a valódi jelek átviteli csatornák, amelyek a korlátozott sávszélesség.
Együtt a ideje és gyakorisága ábrázolásai a jel reprezentációja gyakran használják formájában egy forgó vektor (ábra. 6.1). Ebben a reprezentáció, a jel lehet bontani (képviseli összegeként vektorok) fázisban levő (Re) és kvadratúra (Im) komponenseket. A hossza a vektor megfelel az amplitúdó a harmonikus jel fázisú komponense képest szög - a kezdeti szakaszban. Ezután ezen úgynevezett amplitúdó-fázis síkban jel leírható mint egy megfelelő pontban a végén a vektor. Az ilyen ábrázolás gyakran használják, hogy leírják a fajta moduláció modern modemek.
Ábra. 6.1. Bevezetés a forgó vektor jel
Összességében printsipmodulyatsii hogy változtatni egy vagy több paraméter a hordozó hullám (hordozó) f (a, b. T) összhangban továbbított üzenetet. Például, ha a hordozó a harmonikus rezgés, akkor lehetséges, hogy három típusú modulációs: amplitúdó (AM), frekvencia (FM) és fázis (FM).
Ha egy hordozó egy periodikus sorozata impulzusok, amikor egy előre meghatározott impulzus alakja f0 (t) is kialakíthatjuk, négy fő típusa van az impulzus moduláció: pulzus amplitúdó (PAM), impulzus szélessége (PWM), impulzusidő (PPM) és a pulzus frekvencia (PFM ). A rádiós impulzusok előállítását teszi lehetővé kétféle modulációs még: frekvencia és magas frekvenciájú hordozó fázisban.
Ha a modulációs jel diszkrét, mint egy modulációs típus az úgynevezett manipuláció.
Moduláció, hogy az átalakítás a középfokú távközlési jelek és fordítva (lásd. § 3.4). Ha ez megtörtént jelátviteli vonal vagy kommunikációs csatorna frekvencia sávszélesség nem nulla alsó és felső határait - az úgynevezett csatorna ténylegesen átvitt frekvenciasáv (EPPCH).
A spektrum az eredeti jel (a felső és alsó frekvenciák) általában nem esik egybe a csatorna sávszélesség (ábra. 6.2), úgy, hogy a jel spektrumának kell mozgatni, hogy a csatorna sávszélesség.
Ábra. 6.2. A spektrum az eredeti jel és a kommunikációs csatorna sávszélesség / p>
A legtöbb egyszerűen által leírt matematikai (és gyakorlatban megvalósított) az amplitúdó moduláció. Tekintsük a példát AM amikor a szerepre, amelyet a hordozó és a magas frekvenciájú harmonikus rezgés moduláló jel is harmonikus rezgés, de csak alacsony frekvenciájú (ábra. 6.3).
m £ 1 - modulációs tényező. Ennek eredményeként az úgynevezett AM kialakított kombinációs frekvenciák vagy oldalsávot (ha a modulációs jel eltér a harmonikus) - a felső és az alsó.
Ábra. 6.3. Idő és frekvencia ábrázolásának AM jelek
AM egyfajta kiegyensúlyozott moduláció (AM elnyomott hordozót). A vivőfrekvencia nem hordozza az információs jelet, de ez okozza a jelentős részét az AM jel teljesítményét. Ezért bizonyos esetekben a hordozó elnyomott. Kiegyensúlyozott modulációs jel van kialakítva, hogy megszorozzuk a hordozó és a moduláló jel.
Másfelől, a AM variációs hordozó nélkül egy oldalsávos moduláció (OM), vagy amplitúdómodulációját egy oldalsávos (AM-SSB). Az ilyen moduláció alkalmazásával állíthatjuk elő lineáris modulátor (ábra. 6.4).
Ábra. 6.4. lineáris modulátor
A hátrányok AM és különösen a lineáris modulátor:
Ezek a hátrányok lényegében alkalmazásával kiküszöbölhetők fáziskülönbség rendszer (ábra. 6.5). A fáziskülönbség modulátor áramkör elnyomott oldalsávos audio, és a teljesítmény a másik oldalon sávot megduplázódik. A hátránya ennek a rendszernek a komplexitását fázistoló (EF) az egész sávszélességet a moduláló jel.
Ábra. 6.5. Fáziskülönbség egyensúlyban modulátor
Tekintsük a demoduláló folyamatot. Gyakran nevezik a demodulációs folyamat kimutatására.
Minden módszer a fogadó (demoduláció), amelynek megvalósításához pontos a priori ismerete kezdeti szakaszában a bejövő jelek, azt mondta, hogy koherens. Azokban az esetekben, ahol az adatok a kezdeti szakaszában a várható jelek kivonjuk a vett jel maga, az úgynevezett kvázi-koherens vétel. Ha az információkat a kezdeti fázisban a bejövő jelek hiányoznak, vagy valamilyen okból nem használja, a technika az úgynevezett inkoherens (ábra. 6.6).
Ábra. 6.6. Következetlen és kvázi-koherens vétel
A referencia jelnek a koherens vétel egyeznie kell a kiindulási fázisban, mint a bejövő jeleket, vagyis Ez összhangban kell lennie a beérkező jeleket. Ez a követelmény rendszerint nehéz és végrehajtásának demodulátor bevezetésének további eszközök (például vevő órajel MSS ábrán. 6.6), amely egy a fázis beállítás a referencia jelet.
Zavarvédettséget különböző modulációs típusok különböző. Ceteris paribus FM zavarvédettséget magasabb, mint az AM és FM zajvédettség magasabb FM. Végrehajtása azonban összetettsége adatok fogadása modulációs eszközök azonos arányban.
Frekvencia és fázismoduláció, úgy a példa a harmonikus jel modulációs (a hordozó) diszkrét (bináris) jel, azaz esetek frekvencia és fázis billentyűzés.
A frekvencia Shift Keying gyakoriságát a hordozó hullám diszkréten változik értékének megfelelően a moduláló jel. A gyakorlatban ez nem csak bináris világbajnokság, de a 4 (ábra. 6.7) és a 8-szintű FM. Ha többszintű FM eredeti bináris sorozat van osztva megfelelő számú bit (dibit, dörzsfeltöltéses stb) meghatározására az egyik lehetséges vivőfrekvenciákhoz továbbított megadva.
Ábra. 6.7. Négy szinten frekvenciaeltolásos választás
A nagy érdeklődés van a frekvencia minimális billentyűzés (CHMMS), amelynél a manipulált rádiójel nincs fázis ugrik, ha változik az aktuális érték a vivőfrekvencia. Ebből a célból a távolságot a frekvenciákat úgy választjuk meg, hogy időtartama alatt az egyik fázis a hordozó elem változtatható pontosan # 112; / 2. Ha CHMMS sávszélesség nagyobb, mint a normál FM.
Fázismodulációt tiszta formájában nem talált gyakorlati alkalmazása miatt az úgynevezett „fordított művelet”, amikor a vételi hiba egyetlen kicsit később kerülne sor fordított utána. Gyakorlatilag alkalmazandó relatív fázismoduláció (RPM), amelynél az információ képviseli nem az abszolút értéke a fázis és a hordozóanyag fáziskülönbség két szomszédos időközönként. Alkalmazott nem csak egy két-szintű, hanem egy többszintű (4, 8, stb), az FM (ábra. 6.8).
Ábra. 6.8. fázis eltolásos billentyűzés
Minden típus FM jel felhasználásával kapunk kiegyensúlyozott áramkörök (QAM modulátor) (ábra. 6.9), az RPM érjük nyújt megfelelő változást a kódoló bitfolyam C.
Ábra. 6.9. QAM modulátor
Széles körben használják kvadratúra amplitúdó moduláció (QAM). Ez a fajta manipuláció lényegében kombinációját képviseli AM és az FM, és ezért ez az úgynevezett egy amplitúdó-fázis-billentyűzés (AFM). Abban az esetben, CWA, és változik a fázis és amplitúdó a hordozó. Alkalmazni QAM szinten 4 vagy magasabb (QAM-4, QAM-16 (ábra. 6.10), QAM-64, stb), és a QAM-4 egybeesik a RPM a 4. szint.
Ábra. 6.10. QAM-16 példákkal jel pont kvadribitov 1110, 1000, 0111, 0001