15-ma’ruza: raqamli modulyatsiyalangan signallar

Kirish kvadrobitlari va modulyatsiyalovchi signal sinfaz va kvadraturali tashkil etuvchilarining qiymatlari orasidagi bog‘liqlik

№	Kvadrobitlar	I	Q	K	θ , grad
1	0000	-3	3	4,243	-45
2	0001	-3	1	3,162	-18,43
3	0010	-3	-3	4,243	45
4	0011	-3	-1	3,162	18,43
5	0100	-1	3	3,162	-71,56
6	0101	-1	1	1,414	-45
7	0110	-1	-3	3,162	71,56
8	0111	-1	-1	1,414	45
9	1000	3	3	4,243	45
10	1001	3	1	3,162	18,43
11	1010	3	-3	4,243	-45
12	1011	3	1	3,162	18,43
13	1100	1	3	3,162	71,56
14	1101	1	1	1,414	45
15	1110	1	-3	3,162	-71,56
16	1111	1	-1	3,162	-45

15.12-rasmda QAM-16 modulyatorining strukturaviy sxemasi keltirilgan. Kvadraturali amplituda modulyatsiyasini amalga oshirishda kirish bitlari oqimi chiziqli koder (ChK) yordamida kodlovchi ketma-ketlik ga shunday aylantiriladiki, bunda mantiqiy nolga –1 kodlovchi bit, mantiqiy birga esa +1 kodlovchi bit mos keladi.

15.12-rasm. QAM-16 modulyatorining strukturaviy sxemasi

Hosil qilingan kirish ikkilik ketma-ketligi kirish raqamli signalini o‘zgartirgich (KRSO‘) yordamida modulyatsiyalovchi signalning sinfaz va kvadraturali tashkil etuvchilari qiymatlarni qabul qiluvchi kvadrobitlarga ajratiladi (15.13-rasm). Undan so‘ng modulyatsiyalovchi signalning sinfaz va kvadraturali tashkil etuvchilari har biri o‘zining ko‘paytiruvchi qurilmasiga beriladi va kosinusoidal va sinusoidal tashuvchilarni modulyatsiyalaydi. Sinfaz va kvadraturali tarmoqlarda hosil bo‘lgan modulyatsiyalangan signallar summatorga beriladi va natijada uning chiqishida QAM-16 signal hosil bo‘ladi.

15.13-rasm. QAM-16 signalni shakllantirish vaqt diagrammalari


15.7. Amplituda-faza modulyatsiyasi (APK).

Turli telekommunikatsiya kanallari orqali uzatiluvchi axborotlar oqimining oshib borishi signallarni shakllantirishning turli samarali usullarini topish va uni amalga oshirishga zaruriyat tug‘diradi. Xususan, bunday usullarga ajratilgan chastotalar polosasidan oqilona foydalanish darajasini oshiruvchi ko‘p holatli diskret faza manipulyatsiyasi, shuningdek kvadraturaviy amplituda modulyatsiyasi misol bo‘la oladi.

Axborot uzatish samaradorligini oshirishning navbatdagi yo‘nalishlaridan biri yuqorida ko‘rsatilgan ikkita modulyatsiya usullarini birlashtirish, ya’ni amplituda-faza modulyatsiyasi (AFM) dan foydalanish hisoblanadi.
Amplituda-faza modulyatsiyasi (inglizcha Amplitude Phase Keying – APK) deb shunday garmonik modulyatsiya turiga aytiladiki, bunda natijaviy signal tashuvchi tebranish amplitudasi va fazasi o‘zgirishining kombinatsiyasi asosida shakllantiriladi. AFM signallar avval ko‘rib chiqilgan signallar kabi bazis funksiyalar yordamida garmonik tebranishning kesimlari shaklida (ko‘rinishida) beriladi. Xususiy holda bazis funksiyalar sifatida quyidagi funksiyalar bo‘lishi mumkin:

bunda, – signal energiyasi; – signal posilkasining davomiyligi.
Sodda AFM signallardan biri sifatida to‘rtta realizatsiyaga ega bo‘lgan signalni keltirish mumkin, bunda bazif funksiyalar quyidagicha ifodalanadi:


15.14a-rasmda to‘rt holatli AFM signal 1...4 ta nuqta orqali tasvirlangan bo‘lib, undan uchtasi radiusli aylanada teng taqsimlangan va to‘rtinchisi esa ushbu aylana markazida (koordinatalar boshida) joylashgan. Ushbu signal (1,3) ko‘rinishida belgilanadi.
Sakkiz holatli AFM signalning signal yulduzchalari turkumida tasviri 1...8 ta nuqtadan bittasi radiusli aylana markazida, qolgan yettitasi esa aylanining o‘zida teng (bir xil) oraliqlarda joylashgan bo‘ladi (15.14b-rasm).

а)

b)

15.14-rasm. AFM signalni ikki o‘lchamli fazoda nuqtalar orqali tasvirlanishi: a) – AFM-4; b) – AFM-8.

Nuqtalar orasidagi masofani uchburchaklar uchun sinuslar teoremasidan foydalanib topish mumkin:

Ushbu tuzilish sakkiz holatli diskret faza modulyatsiyalangan signalning tuzilishiga qaraganda samaraliroq hisoblanadi, sakkiz holatli DFM signal uchun signal nuqtalari orasidagi masofa ga teng.
Shuning bilan birga AFM signallar muhim kamchilikka ham ega bo‘lib, bu signallarning turli realizatsiyalari har xil energiya qiymatlariga ega bo‘lishadi, bu esa AFM signallar demodulyatorining realizatsiyasini bir muncha murakkablashtiradi. Ammo ushbu kamchilikka qaramasdan bu signallar raqamli aloqa tizimlarida, xususan sun’iy yo‘ldoshli tizimlarda qo‘llaniladi, chunki DFM signallar holatligining soni oshishi bilan AFM signallarga nisbatan samaradorligi pasayadi.
AFM signal bir-biriga bog‘liq bo‘lmagan holda shakllantirilgan bir nechta mos holda tanlangan amplituda va fazali FM signallarning yig‘indisi natijasida hosil qilinadi. Buning uchun tashuvchi chastotali tebranish har biri to‘g‘ri to‘rtburchakli videoimpulslarning turlicha ketma-ketligi bilan boshqariluvchi bir xil ikkita faza modulyatoriga beriladi va ushbu modulyatorlarning chiqish signallari qo‘shiladi. Bunda ulardan birining sathi attenyuator yordamida ikki marta pasaytiriladi, bu amplituda modulyatsiyasiga mos keluvchi jarayon hisoblanadi. Natijada signal yulduzchalari turkumi har bir kanalning signal vektorlarini yig‘ish natijasini ifodalaydi.