через супутник сигнал повинен бути промодулирован. Модуляція виробляється на земної станції. Модульований сигнал посилюється, переноситься на потрібну частоту і надходить на передавальну антену. Метод модуляції М-КАМ розглядається в розділі 3.
3 Принципи квадратурної амплітудної модуляції
Широке поширення в області передачі цифрової інформації отримав комбінаційна модуляція, що отримала назву квадратурної амплітудної модуляції.
Більшої спектральної ефективністю володіють багатопозиційні сигнали, з яких найбільш часто використовують чотирипозиційну фазову модуляцію (QPSK) і шестнадцатіпозіціонную квадратурну амплітудну модуляцію (16-КАМ).
Квадратурна амплітудна модуляція є різновидом багатопозиційної амплітудно-фазової модуляції, крім фази амплітуда сигналу при заданому вигляді модуляції також буде нести в собі інформацію. Це призводить до того, що при заданій смузі частот зростає кількість переданої інформації.
При використанні даного алгоритму переданий сигнал кодується одночасними змінами амплітуди синфазної (I) і квадратурної (Q) компонент несучого гармонійного коливання, які зміщені по фазі один щодо одного на. Результуючий сигнал S формується при підсумовуванні цих коливань. Квадратурна подання сигналів є зручним і досить універсальним засобом їх опису.
(3.1)
, - модулирующие сигнали, - сигнал несучої частоти.
Цей же сигнал може бути представлений у комплексному вигляді:
(3.2)
(3.3)
де - алгоритм зміни амплітуди модульованого сигналу;
алгоритм зміни фази модульованого сигналу.
На малюнку 3.1 представлений принцип формування результуючого коливання S шляхом підсумовування вектора квадратурної складової Q з вектором синфазної складової I. Амплітуда вектора S визначається співвідношенням Аm, а кут, який цей вектор утворює з віссю абсцис, визначається співвідношенням.
Для даного алгоритму істотно, що при модулюванні синфазної і квадратурної складової несучого коливання використовується одне і те ж значення дискрета зміни амплітуди. Тому закінчення векторів модульованого коливання утворюють прямокутну сітку на фазовій площині дійсної -Re {S} та уявної складової вектора модульованого сигналу - Im {S}.
Схему розташування вузлів на фазовій площині модульованого КАМ коливання прийнято називати сузір'ям. Для вказівки типу алгоритму КАМ прийнята наступна схема позначення:
КАМ - lt; M gt;
lt; M gt; звичайно являє собою значення виду 2N і відповідає кількості вузлів на фазовій сітці, а також максимальній кількості різних значень вектора модульованого сигналу.
Слід зазначити, що в даному випадку значення N відповідає показнику спектральної ефективності використовуваного алгоритму. Число бітів в цьому символі дорівнює значенню N (для алгоритму КАМ - 16 N == 4).
Квадратурна амплітудна модуляція володіє наступними важливими властивостями:
· Ширина спектра КАМ модульованого коливання не перевищує ширину спектра модулюючого сигналу;
· Положення спектра КАМ модульованого коливання в частотній області визначається номіналом частоти несучого коливання.
Найбільш зручним методом аналізу завадостійкості прийнятого сигналу є вивчення та використання сузір'я сигналу на фазоамплітудной площині.
Завадостійкість алгоритму КАМ обернено пропорційна його спектральної ефективності. Вплив перешкод призводить до виникнення що не контролюються зміні амплітуди і фази переданого лінією сигналу. При збільшенні числа кодових точок на фазовій площині відстань між ними Р зменшується і, отже, зростає ймовірність помилкового розпізнавання спотвореного прийнятого вектора Sm * на приймальній стороні. Граничний рівень допустимих амплітудних і фазових спотворень модульованого QAM сигналу являє собою коло діаметром Р. Центр цього кола збігається з вузлом квадратурної сітки на фазовій площині. Заштриховані області на малюнку 3.2 відповідають координатам спотвореного вектора модульованого КАМ - коливання при впливі на корисний сигнал перешкоди.
Структурна схема модулятора 16-КАМ наведена на малюнку 3.3, а временн и е діаграми його роботи на малюнку 3.4.
На вхід модулятора надходить цифровий потік біт зі швидкістю біт/с і параметрами, де - тактова частота проходження біт, - тривалість біта. Цей цифровий потік розділяється на потоку символів
, (3.4)
де - позиційні модуляції, - тактова частота і тривалість символу, відповідно.
Далі необхідно зробити розподіл довічних потоків символів в сигнальних то...
