Зміст (стр. 3 )

Прийом сигналу А1А звичайно здійснюється на слух, тому швидкість передачі складає 20 ... 25 Бод, тобто частота маніпуляції буде:

Fм = В/2 = (10 ... 12,5) Гц.

Тоді DFс = 100 ... 125 Гц.

В наслідок своєї вузькосмужності сигнал А1А використовується у КХ діапазоні.

Сигнал А2А утворюється шляхом модуляції несучого коливання звуковим коливанням Fзв = (800 ... 1000) Гц відповідно з літерами коду “Морзе” При цьому спектр сигналу подібний спектру АЗЕ при модуляції одним тоном (рис. 4) і займає достатньо значну смугу частот DF = 2Fзв = 1,6 … 2,0 кГц, тому сигнал А2А використовується рідко.

Рис. 4

Радіосигнали з частотною маніпуляцією(ЧМн).

Клас випромінювань F1B(F1), F7B(F6) - FSK

Сигнали використовуються для передачі телеграфних (фототелеграфних) повідомлень за допомогою літеродрукуючої апаратури.

Сигнал F1B – одноканальний радіосигнал, який утворюється шляхом дискретної зміни частоти несучого коливання. Несуча частота приймає два значення “fБ “ і “fВ“, які відповідають “0” або “1” первинного телеграфного сигналу (рис.5).

 

На рис.7 представлений спектр частотно маніпульованого сигналу з розривом фази. Спектр сигналу на частоті fВ (натиску) або частоті fБ (відпускання) подібний спектру сигналу А1А. Смуга частот, яку займає сигнал, залежить від частотного зсуву Dfзс і визначається формулою:

DFс = Dfзс + 2n Fм, де n = 3; 5 (6)

В професійному літеродрукуючому зв’язку найбільш широко використовуються частотні зсуви від десятків до 1000 Гц при швидкості маніпуляції від 50 до 500 Бод. При цьому максимальна смуга частот сигналу буде досягати декількох кГц. Тому у КХ діапазоні використовуються частотні зсуви до 500 Гц при швидкості передачі до 150 Бод.

Сигнал F7B – двоканальний радіосигнал, який передається з використанням чотирьох частот, кожна з котрих відповідає однієї комбінації посилок в телеграфному каналі.

Смуга частот, яку займає сигнал, визначається наступним виразом:

DFс = 3 D fзс + 2nFм, де n = 3; 5 (7)

Радіосигнали з відносно фазовою маніпуляцією(ВФМн).

Клас випромінювань G1B (А9 ) – PSK

Спектр сигналу подібний спектру сигналу А1А, але він не містить несучого коливання.

DFс = 2nFм, (8)

Fм = В/2; n = 3; 5; В = 300; 500 Бод

Розглянуті дискретні сигнали відносяться до вузькосмугових радіосигналів, у яких

DFс /fн < 0,1. Тому вони використовуються в основному у КХ діапазоні.

В цифрових системах зв’язку використовують багатопозиційні маніпульовані сигнали (Приклади: π/4 DQPSK, 8 PSK, QAM-16, …).

Л 3 1/3. Цифрові методи модуляції радіосигналів

Класифікація методів модуляції в системах радіодоступу. Диференційна квадратурна фазова маніпуляція зі зсувом π/4 (π/4 DQPSK). Маніпуляція з мінімальним зсувом(MSK).

Сучасні системи радіодоступу для передачі інформації використовують широкий спектр аналогових і цифрових методів модуляції.

В загальному випадку модульований сигнал може бути представлений у вигляді наступної функціональної залежності:

Us(t)=f(t, A, ω, φ, T, τ),

де один або декілька параметрів сигналу змінюються згідно із законом первинного сигналу S(t), що передається. Варіанти класифікації методів модуляції, що використовуються в системах радіодоступу, представлені на рис.1.

Рис.1. Методи модуляції в системах радіодоступу

2.  Диференційна квадратурна фазова маніпуляція зі зсувом p/4 (p/4 DQPSK)

Як відомо, існує три основних види модуляції:

- амплітудна модуляція – АМ (АМ);

- частотна модуляція – ЧМ (FM); ü

ý кутова модуляція

- фазова модуляція – ФМ (PM). þ

В аналогових системах рухомого зв'язку в діапазонах метрових і дециметрових хвиль (f>30Мгц) використовується частотна модуляція.

Тим часом у цифрових системах радиодоступа (табл. 1) фігурують такі назви, як квадратурна фазова маніпуляція (Quadrature Phase Shift Keying - QPSK), мінімальна маніпуляція (Minimum Shift Keying - MSK) і т. п. Насправді це не що інше, як різновиди кутової модуляції (ФМ і ЧМ), призначені для передачі дискретних (цифрових) сигналів. Англійський же термін “Shift Keying”, перекладний як маніпуляція, у буквальному перекладі означає переключення зрушенням чи переключення стрибком, тобто дискретне переключення.

Таблиця 1

Стандарт системи стільникового зв’язку	GSM	D-AMPS	JDC	CDMA
Метод доступу	TDMA	TDMA	TDMA	CDMA
Вид модуляції	0,3GMSK	DQPSK	DQPSK	QPSK

Основною задачею використання спектрально ефективних методів модуляції є максимізація ефективності використання смуги частот. Збільшення попиту на цифрові канали передачі призвели до дослідження спектрально ефективних методів модуляції, направлених на максимально ефективне використання смуги частот і, відповідно, покликані послабити спектральне перенавантаження каналів зв'язку.

Велике поширення в апаратурі цифрового радиодоступа одержали:

-  диференційна квадратурна фазова маніпуляція зі зсувом p/4 (p/4 DQPSK);

-  мінімальна маніпуляція (MSK).

Розглянемо їх більш докладно. Любий вузькосмуговий високочастотний радіосигнал можна представити наступним виразом:

S(t)=A(t)cos[ω0t+φk(t)],

де під впливом модулюючого первинного сигналу змінюються значення A(t) або φk(t) (при цьому один з параметрів може бути незмінним).

Використовуючи тригонометричні співідношення (при A(t) = const =a), отримаємо:

S'(t) = a cos[ω0t+φk(t)] = a cos φk(t)cos ω0t - a sin φk(t)sin ω0t.

Формування сигналу відбувається в кілька етапів. На першому етапі біти цифрового сигналу, що надходять на вхід модулятора поєднуються попарно в так називані дібіти. У кожному i-му дібіту в дешифраторі ставиться у відповідність приріст фазового кута ∆ji. Така процедура знижує швидкість цифрового потоку в 2 рази тому, що два інформаційних біти кодуються одним значенням фазового кута.

Потім у накопичуючому суматорі, що складається з лінії затримки на тривалість дібіта і сумматора, відбувається підсумовування змін фази, у результаті чого формується фаза сигналу ji. На наступному етапі у функціональних перетворювачах обчислюються квадратурні компоненти комплексної огибаючої сигналу:

Isi = cos (ji) – синфазний компонент;

Qsi = sin(ji) – квадратурний компонент.

Сформований сигнал у точках a і b структурної схеми має вид послідовності дельта-функції з обмеженим набором нормованих значень амплітуди : 0, ±1/Ö2, ±1. Імпульсний сигнал надходить на формуючі фільтри ФНЧ. Ці фільтри призначені для формування спектра радіосигналу і визначеної форми його комплексної огинаючої. Їхні характеристики відповідають визначеним вимогам. На виході ФНЧ квадратурні компоненти здобувають згладжений вид, що відповідає імпульсним характером фільтрів. Згладжені квадратурні компоненти представимо в наступному виді:

Isi (t) = Ac(t)cosji ,

Qsi (t) = As(t)sinji ,

де Ac(t), As(t) – амплітуди компонент.

На рис.3. діаграми c і d(відповідно огинаючи діаграм a і b )показують приблизну форму квадратурних компонентів без обліку затримки сигналу у ФНЧ. Однак принциповим є те, що ці компоненти плавно міняються на інтервалі дібіту.

Генератор і фазообертач формують квадратурні коливання несучої або проміжної частоти ¦0. Після попарного перемножування квадратурних компонент і підсумовування, одержимо p/4 DQPSK сигнал. Математично ці операції можна представити у наступному виді:

де A(t) - огинаюча сигнала;

Сформований сигнал S(t), при необхідності, переноситься на несучу частоту, підсилюється і випромінюється в ефір.

Відзначимо ще одну важливу особливість p/4 DQPSK модуляції. Як було показано вище, обробка кожного дібіта пов'язана з плавною зміною фази сигналу. А як відомо, швидкість зміни фази можна розглядати як частотну модуляцію.

При p/4 DQPSK модуляції можливі дві швидкості зміни фази:

-  велика - при обробці дібітів, що вимагає зміни фази на 3(p/4);

-  менша - при зміні фази на p/4.

Значення девіації частоти можна визначити з вираження: