Доповідь з дисципліни СЦЗВ
на Тему:
Диференціальна (Відносна) фазова модуляція
Відносна фазова модуляція.
Відносна фазова (або фазоразностний) модуляція (ОФМ або ФРМ) є практичним методом реалізації прийому сигналів з фазовою модуляцією. Перекодування модулюючого сигналу даних з абсолютного у відносний код дозволяє враховувати при декодуванні чи не абсолютні значення фази сигналу, а її відносні зрушення, що усуває невизначеність рішення про значення символу.
Завдяки своїй простоті й ефективності ОФМ одержала широке поширення в цифрових системах передачі. Цьому сприяли такі її властивості, як в 4 рази більш висока швидкість, в порівнянні з ЧС при рівній завадостійкості в каналі з АБГШ, а при рівній швидкості передачі інформації вдвічі більша завадостійкість, ніж у ЧС і в четвер більша, ніж у АМ.
Відносна фазова модуляція є двійковій або двохпозиційної модуляцією, в якій використовуються два значення фазового зсуву, що відрізняються на 180 градусів. Модуляція 2-ОФМ тотожна балансної 2-АМ і має теж саме сигнальне сузір'я, з яким збігається і діаграма станів. У сучасних цифрових системах передачі застосовують сигнали багатопозиційної М-ОФМ, тобто модуляції з підвищеною кратністю К (М=2 в ступені К) по відношенню до ОФМ, кратність якої прийнята за одиницю. Зазвичай використовують набори символів 4-, 8-, 16 - ОФМ сузір'я яких показані на рис 3.4б. Але 8- і 16-ОФМ програють 2-ОФМ і 4-ОФМ з енергетичної ефективності, вимагаючи значно більш високої потужності передавача для досягнення тих же характеристик.
У цифровому телебаченні для передачі по супутниковим трактах і в наземному мовленні при важких умовах прийому використовується дворазова або четирехфазовая модуляція 4-ОФМ, що забезпечує найкращий компроміс по співвідношенню потужність-смуга. Інша назва цього виду модуляції, пов'язане з методом отримання модульованого коливання, - квадратурная відносна фазова модуляція (Кофмен). В англомовній літературі Кофмен називається QPSK (Quadrature або Quaternary Phase Shift Keying).
Модуляція QPSK надає необхідний компроміс між швидкістю передачі і завадостійкістю і застосовується як самостійно, так і в комбінаціях з іншими методами Діаграми станів модуляції QPSK і офсетного диференціальної QPSK (SD-QPSK) показані нижче
При реалізації диференціального кодування в поєднанні із зсувом несучої на? 4, сигнальне сузір'я формується двома чотирьохточковими сузір'ями QPSK, накладеними зі зрушенням 45 градусів. У результаті в сигналі присутні 8 фазових зрушень, причому фази символів вибираються по черзі, то із сузір'я QPSK, то з іншого. Послідовні символи мають відносно фазові зрушення, відповідні одному з чотирьох кутів ±?/4 і ± 3?/4.
п/4-квадратурная відносна фазова модуляція.
При квадратурної QPSK і QPSK зі зміщенням максимальна зміна миттєвої фази радіосигналу одно 180 ° і 90 ° відповідно. В даний час досить широко використовується л/4-квадратурная відносна фазова модуляція, при якій максимальний стрибок фази дорівнює 135 °, а всі можливі значення миттєвої фази радіосигналу кратні значенням л/4. Жодна траєкторія фазових переходів для цього способу модуляції не проходить через початок координат. У результаті обвідна радіосигналу має менші провали в порівнянні з квадратурної фазової модуляцією. Послідовність інформаційних бітів {аj, j=1,2 ...} розбивається на дві під послідовності: непарних та парних бітів, з яких біти вибираються парами. Кожна нова пара таких бітів визначає прирощення фази несучого коливання на величину, відповідно до таблиці нижче:
На рис. 3.14, а зображене сузір'я можливих сигнальних точок для інтервалу з номером i, якщо; аналогічне сузір'я для випадку, коли, представлено на ріс.3.14,6. Загальна сузір'я сигнальних точок для даного способу модуляції зображено на рис. 3.14,6 і виходить шляхом накладення рис. 3.14, а і рис. 3.14,6 один на одного. На рис.3.14, в не вказані стрілками напрямки переходів, оскільки для кожного переходу можливі напрямки в обидві сторони.
Передача і прийом сигналів з ОФМ
Система передачі даних з ФМ сигналами, як і інші системи з протилежними сигналами забезпечує максимальну для двійкової системи потенційну завадостійкість. Однак реалізація демодулятора для когерентного прийому ФМ сигналів пов'язана з певними труднощами і, насамперед, з отриманням когерентного коливання з частотою, що збігається з несучою частотою сигналу. В якості такої напруги можна використовувати:
