Квадратурно-фазовый модулятор

При ФМ-2 один канальный символ переносит один передаваемый бит. Однако, один канальный символ может переносить большее число информационных бит. Например, пара следующих друг за другом битов может принимать четыре значения {0 0}, {0 1}, {1 0}, {1 1}.

Если для передачи каждой пары использовать один канальный символ, то потребуется четыре канальных символа, скажем {s0(t), s1(t), s2(t), s3(t)}, так что М = 4. При этом скорость передачи символов в канале связи оказывается в два раза ниже, чем скорость поступления информационных битов на входе модулятора и, следовательно, каждый канальный символ теперь может занимать временной интервал длительностью ТКС = 2ТС. В частности, при фазовой модуляции в качестве канальных символов можно выбрать следующие радиосигналы:

si(t)=s[t, φi(t)]=A cos[2πf0t + φi(t)]=Re[A exp{jφi(t)}exp{j2πf0t}], 0≤ t ≤2TC.

где φi(t)≡π(2j+1)/4 - отклонение фазы радиосигнала с номером i от фазы немодулированного несущего колебания; Aj(t)=A exp{j φi(t)} - комплексная амплитуда этого сигнала на интервале времени [0, 2TC] для i = 0, 1, 2, 3.

В дальнейшем вместо четырех канальных символов или четырех радиосигналов будем говорить о единственном радиосигнале, комплексная амплитуда которого может принимать четыре указанных значения, представляемых на рисунке 3.3 в виде сигнального созвездия.

Каждая группа из двух битов представляется соответствующими фазовыми углами, все фазовые углы отстоят друг от друга на 90°. Можно отметить, что каждая сигнальная точка отстоит от действительной или мнимой оси на 45°.

Данный способ модуляции может быть реализован следующим образом. Последовательность передаваемых битов 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0, … разбивается на две подпоследовательности нечетных 0, 1, 0, 0, 1, 0, … и четных 1, 0, 1, 1, 1, 0, … битов.

Рис. 3.3 - Сигнальное созвездие ФМ-4 радиосигнала

Биты с одинаковыми номерами в этих подпоследовательностях образуют пары, которые удобно рассматривать как комплексные биты; действительная часть комплексного бита есть бит нечетной подпоследовательности, а мнимая часть - бит четной подпоследовательности. Полученные таким образом комплексные биты преобразуются в комплексную последовательность прямоугольных электрических импульсов длительностью 2ТС со значениями +1 или -1 их действительной и мнимой частей, которые используются для модуляции несущего колебания exp{j2πf0t}. В результате получается ФМ-4 радиосигнал.

Рассмотрим один комплексный бит. Обозначим символом I значение электрического импульса, полученное из действительной части этого бита (это значение бита нечетной подпоследовательности), а символом Q - значение электрического импульса, полученное из мнимой части этого же комплексного бита (это значение соответствующего бита четной подпоследовательности). Отметим, что можно записать I и Q могут принимать значения +1 или -1. Очевидно, что можно записать следующие равенства:

Тогда можно сформировать сигнал

Если теперь ввести обозначения

Еще статьи по технике и технологиям

Расчёт элементов и узлов аппаратуры связи
Цель данной работы заключается в разработке генератора сетки частот, состоящего из автогенератора, вырабатывающего колебание заданной частоты и нелинейного преобразователя, формирующего из него импульсы тока, состоящие из суммы гармони ...

Анализ прохождения радиосигнала через линейный резонансный усилительный каскад
Исходная схема приведена на рисунке 1. Рисунок 1 - Исходная схема Исходные данные: R1=82 кОм C1=9100 пФ C2=910 пФ C4=3,3 мкФ L1=600 мкГн L2=800 мкГн M=200 мкГн Rн=47 кОм Сн=80пФ QL= ...