Radiotoʻlqinlar, Chiziq to'lqini

4-Mavzu. Kvadrat fazali siljish kaliti
Reja.

1. 
   Ikkilik fazali siljish kaliti,
   
2. 
   Ikkilik fazali o'tish kaliti,
   
3. 
   Kogerent aniqlash.
   

Ikkilik fazali siljish kaliti.
V raqamli tizimlar mobil aloqa Ko'pincha ikkilik yoki M-fazali o'zgartirish tugmalari qo'llaniladi. Ulardan eng oddiyi VRBK
Modulyatsiyalangan signal faqat ikkita qiymatni qabul qilganda M = 2 da amalga oshiriladigan (Bipolyar Phase Shift Keyg) ikkilik fazani almashtirish tugmasi xi (t) yoki X2 (t)
Ikkala holatni tavsiflovchi (10.32) ifodalar sifatida ifodalanishi mumkin
qayerda u m (t)- tasodifiy ikkilik signal bit tezligida bazaviy diapazonda 1 yoki -1 darajalari bilan fb = 1 / Th, a (p (t) 0 yoki qiymatlarini oladi Kimga.
Ifodalar (10.33) ko'paytirish natijasi sifatida talqin qilinishi mumkin b (t) bilan garmonik signal bu an'anaviy bostirilgan tashuvchining amplitudali modulyatsiyasiga (BPSK AM-PN) teng.
Shubhasiz, BPSKni aniqlash faqat kogerent fazali detektordan foydalangan holda mumkin bo'ladi, u mos ravishda kirish harakatining chastotasi va fazasiga teng chastota va fazaga ega bo'lgan mos yozuvlar osilatoridan keladigan kuchlanish bilan kirish signali kuchlanishini ko'paytiradi.
Ikkilik fazali siljishli tashuvchining fazali portreti shaklga ega.



Ikkilik fazali o'tish kaliti quyidagilarni anglatadi antipodal modulyatsiya, ikkita vaqtga bog'liqlik bir-biriga to'g'ri kelganda, fazalarni belgilash qonuni qarama-qarshi bo'lishi sharti bilan.
Ketma-ketlik yordamida FREK signalini shakllantirish to'rtburchak impulslar BVN, raqamli ketma-ketlikning holati 0 * -> 1 raqamli yo'lning cheksiz keng tarmoqli kengligi bilan o'zgarganda fazaning keskin o'zgarishiga olib keladi. Modulyatorning kirish qismida yoqilgan Nyquist yoki Gauss past o'tkazuvchan filtri asosiy yo'lning (BB) o'tkazish qobiliyatini, shuningdek, transmitterning radio yo'lining o'tkazish qobiliyatining chegaralanganligini pasaytiradi, bu esa o'tish jarayonining kechikishiga olib keladi. Ularning ta'siri nafaqat modulyatorning chiqishida fazani almashtirish momentining kechikishiga, balki amplituda-faza konvertatsiyasi mexanizmining ta'siri tufayli konvertning amplitudasining o'zgarishiga ham olib keladi (10.26-rasm).


Guruch. 10.26
Bir lahzada T' modulyatorning kirishidagi raqamli ketma-ketlik (bc) mantiqiy nol qiymatini oladi. Modulyatorning chiqishidagi signal fazani bir zumda o'zgartirishi kerak, ammo kanalning tor diapazoni tufayli ta'sir qiluvchi signal asta-sekin kamayadi va hozirgi vaqtda yangi fazali signal. G = Th asta-sekin qurila boshlaydi. Ularning fazalari qarama-qarshi va chastotalar bir xil bo'lganligi sababli, ular ayiriladi va vaqtning bir nuqtasida. men -T + t 3 tenglashadi, natijada paydo bo'lgan jarayonning konverti (qalin chiziqli chiziq) nolga etadi va asta-sekin o'sishni boshlaydi. Shunday qilib, BP8K signalini shakllantirish jarayonida, ORBK kabi, modulyatorning chiqishidagi amplitudaning o'zgarishi 100% ga etadi, bu esa signalning shovqin immunitetini keskin kamaytiradi.


Qabul qilingan signalni izchil aniqlash uchun unga ega bo'lish kerak qabul qiluvchi tomon aynan ma'lum qiymat har doim ham mumkin bo'lmagan dastlabki bosqich. Shu bilan birga, uzatish jarayonida signalning fazasi shovqin ta'sirida tasodifiy ravishda qarama-qarshi qiymatlarni olishi mumkin, bu esa keyingi fazaning ishdan chiqishigacha bo'lgan vaqt oralig'ida qabul qilishda xatolikka olib keladi.
Kogerent BPSK demodulyatorining konfiguratsiyasi rasmda ko'rsatilgan. Qabul qilingan signal r $) signaldan farq qiladi NS(1 ), muvozanatli modulyatorda hosil bo'ladi, bu radiokanal va radio yo'lidagi shovqinlarning ta'siridan kelib chiqadi. Kogerent demodulyatsiya bilan NS(1 ) bir xil chastota va fazaning mos yozuvlar osilatori bilan aralashtiriladi. Yo'naltiruvchi osilator signaliga bunday parametrlarni taqdim etadigan sxema tashuvchini tiklash davri (CARR) deb ataladi.
Modulyatsiyalangan signal demodulyator kirishida ishlaydi qayerda II qabul qilingan signalning amplitudasi, av, (7) esa fazadir uzatilgan signal 0 ° yoki 180 ° qiymatlarni olish. Yo'naltiruvchi generatorning kuchlanishini ko'paytirish (soooo?) eng oddiy holatda birlik amplitudasi (heterodin) va nol faza, shuningdek, qabul qilingan signal, biz olamiz tashuvchining tebranishi va doimiy komponentni chiqaradi uning qiymati qabul qilingan signalning fazasi bilan belgilanadi (aniqrog'i, qabul qilingan signal va mos yozuvlar osilator o'rtasidagi fazalar farqi bilan). #> uchun (7 ) = 0°, b, (1) = +1, bu ikkilikga mos keladi va uchun (R (7) = 180 °, b, - (7) = - 1 (ikkilik nol). Shunday qilib, demodulyator nolga qaytmasdan asl ikkilik ketma-ketlikni tiklaydi. 
Yechimchi Qabul qilingan signalning doimiy komponentining qiymatini ikkilik ADC ning chegara qiymati bilan solishtirganda kuzatib boradi. o'rtasi portlashning davomiyligi, shu bilan signal-to-shovqin nisbatining eng yaxshi qiymatini va shunga mos ravishda xatolik ehtimolining minimal qiymatini ta'minlaydi.




Modulyatsiya turini tanlashning asosiy talablari signal spektrining kengligini minimallashtirish va turli xil axborot ketma-ketliklarining elementar signallari ketma-ketligini tanlashdir. maksimal farq bir-biridan (tanlangan o'lchov formati uchun) oddiy aniqlash imkoniyati bilan. Shaklda. 10.28 uchun signallarning normallashtirilgan spektral quvvat zichligi ko'rsatilgan turli xil turlari modulyatsiya. Yuqori yon tarmoqli uchun texnik xususiyatlar faqat filtrlanmagan signal bilan modulyatsiyalanganda berilgan.
Modulyatsiyalangan M8K signalining asosiy lobining kengligi ± 3/4 7) va BP8K signali uchun ± . Th. Biroq, M8K signalining tarmoqli kengligi hatto da optimal qiymat modulyatsiya indeksi ?3 = 1/2 ORBK modulyatsiyasi bo'lgan signallardan kattaroq bo'lib chiqadi (10.28-rasm). Filtrlanmagan MBK signalining spektri BPBC spektriga qaraganda 1/3 ga torroq va tezroq tushadi (f "4 ga mutanosib ravishda), ikkilik fazali siljishli signal. f "2.
Spektrning asosiy lobdan tashqaridagi xatti-harakati, to'yinganlik rejimiga yaqin bo'lgan transmitterning quvvat kuchaytirgichining (PA) nochiziqli ishlash rejimidan foydalanganda juda muhimdir. Shunday qilib, GMSK modulyatsiyasi bo'lgan signalning spektri o'chirilganda quvvatning keskin pasayishi bilan tashuvchining yonida to'plangan. Bu PA transmitterining chiqishida GMSK modulyatsiyasi bilan radio signalini yaratishda RF filtrini yoqmaslikka imkon beradi.
Uchun BPSK signal, spektral zichlikning birinchi navbatdagi maksimal qiymati tashuvchi to'lqinning chastotasiga mos keladigan qiymatdan kamroq. Ushbu turdagi manipulyatsiya uchun mashhur qoida: Uzatilgan quvvatning 99% bir xil ma'lumotlar tezligining tarmoqli kengligida. Raqamli ketma-ket filtrlashdan foydalanish uzatiladigan signalning tarmoqli kengligini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. Shu bilan birga, tashuvchi darajasini belgilararo shovqin va spektrni boyitishning oldini olish uchun tanlash kerak. Nazariy jihatdan, BPSK - modulyatsiyaning spektral samaradorligi bir (bit / s) / Gts ni tashkil qiladi, amalda 1,4 (bit / s) / Gts qiymatiga faqat Nyquist oldindan filtrlashni qo'llash orqali erishish mumkin.
Fazali siljishli kalitli signallarni izchil aniqlash mos yozuvlar signalini yaratishni talab qiladi, buning uchun tashuvchini tiklash sxemalari ko'pincha qabul qilingan signalni ikki barobarga yoki to'rt baravar oshirishga asoslangan holda qo'llaniladi. Bu rekonstruksiya qilingan tashuvchining fazaviy noaniqligiga olib keladi. BPSK modulyatsiyasi bo'lgan signallarda signalning boshlang'ich bosqichi haqida ma'lumot yo'qligi "" paydo bo'lishiga olib keladi. teskari ish»Demodulyatsiya qilingan signal uzatilgan signalga teskari bo'lsa, demodulyator 100% xatolikka olib keladi.
Kogerent aniqlash
Bit xatolik ehtimoli(ing. BER - bit Xato darajasi ) qo'shimchali oq Gauss shovqini (AWGN) bo'lgan kanaldagi ikkilik PSK uchun quyidagi formula bo'yicha hisoblash mumkin:
P_b = Q \ chap (\ sqrt (\ frac (2E_b) (N_0)) \ o'ng),
Q (x) = \ frac (1) (\ sqrt (2 \ pi)) \ int \ limits_x ^ \ infty e ^ (- \ frac (t ^ 2) (2)) \, dt.
Har bir belgi uchun 1 bit bo'lganligi sababli, har bir belgi uchun xatolik ehtimoli bir xil formula yordamida hisoblanadi.
Aloqa kanali tomonidan kiritilgan o'zboshimchalik bilan faza o'zgarishi mavjud bo'lganda, demodulyator qaysi yulduz turkumi nuqtasi 1 va 0 ga mos kelishini aniqlay olmaydi. Natijada, modulyatsiyadan oldin ma'lumotlar ko'pincha differentsial tarzda kodlanadi.
Noto'g'ri aniqlash
Noto'g'ri aniqlashda differensial ikkilik fazani almashtirish kaliti qo'llaniladi.
Amalga oshirish
Ikkilik ma'lumotlar ko'pincha dan uzatiladi quyidagi signallar:
s_0 (t) = \ sqrt (\ frac (2E_b) (T_b)) \ ​​cos (2 \ pi f_c t) ikkilik "0" uchun; s_1 (t) = \ sqrt (\ frac (2E_b) (T_b)) \ ​​cos (2 \ pi f_c t + \ pi) = - \ sqrt (\ frac (2E_b) (T_b)) \ ​​cos ( 2 \ pi f_c t) ikkilik "1" uchun
qayerda f_c- tashuvchi to'lqinning chastotasi.
Kvadrat fazali siljish kaliti
p / 4-QPSK
Bu erda bir-biriga nisbatan 45 ° ga aylantirilgan kulrang kodlashdan foydalangan holda ikkita alohida yulduz turkumi ko'rsatilgan. Odatda, mos yulduz turkumining nuqtalarini aniqlash uchun juft va toq bitlardan foydalaniladi. Bu maksimal fazali sakrashning 180 ° dan 135 ° gacha pasayishiga olib keladi.
Boshqa tomondan, p / 4-QPSK dan foydalanish oddiy demodulyatsiyaga olib keladi va shuning uchun tizimlarda qo'llaniladi. uyali kanallarning vaqt bo'linishi bilan.




Yuqori buyurtmalarning PSK
8 dan ortiq buyurtma bilan FMn kamdan-kam qo'llaniladi.



Differensial PSK
PSKni amalga oshirishda yulduz turkumining aylanishi muammosi, masalan, sinxronizatsiyasiz uzluksiz uzatishda paydo bo'lishi mumkin. Yechimlar uchun shunga o'xshash muammo fazaning holatiga emas, balki uning o'zgarishiga qarab kodlashdan foydalanish mumkin.
Masalan, DBPSK uchun faza "1" uzatish uchun 180 ° ga o'zgaradi va "0" uzatish uchun o'zgarishsiz qoladi.