Доклад по дисциплине СЦЗВ

на Тему:

Дифференциальная (Относительная) фазовая модуляция

Относительная фазовая модуляция.

Относительная фазовая (или фазоразностная) модуляция ( ОФМ или ФРМ) является практическим методом реализации приема сигналов с фазовой модуляцией. Перекодировка модулирующего сигнала данных из абсолютного в относительный код позволяет учитывать при декодировании не абсолютные значения фазы сигнала ,а ее относительные сдвиги , что устраняет неопределенность решения о значении символа.

Благодаря своей простоте и эффективности ОФМ получила широкое распространение в цифровых системах передачи. Этому способствовали такие ее свойства ,как в 4 раза более высокая скорость, по сравнению с ЧМ при равной помехоустойчивости в канале с АБГШ, а при равной скорости передачи информации вдвое большая помехоустойчивость ,чем у ЧМ и в четверо большая ,чем у АМ.

Относительная фазовая модуляция является двоичной или двухпозиционной модуляцией , в которой используются два значения фазового сдвига , отличающиеся на 180 градусов. Модуляция 2-ОФМ тождественная балансной 2-АМ и имеет тоже самое сигнальное созвездие ,с которым совпадает и диаграмма состояний. В современных цифровых системах передачи применяют сигналы многопозиционной М-ОФМ, т.е. модуляции с повышенной кратностью К (М=2 в степени К) по отношению к ОФМ, кратность которой принята за единицу. Обычно используют наборы символов 4-, 8- , 16 - ОФМ созвездия которых показаны на рис 3.4б. Но 8- и 16-ОФМ проигрывают 2-ОФМ и 4-ОФМ по энергетической эффективности, требуя значительно более высокой мощности передатчика для достижения тех же характеристик.

В цифровом телевидении для передачи по спутниковым трактам и в наземном вещании при тяжелых условиях приёма используется двукратная или четырехфазовая модуляция 4-ОФМ, обеспечивающая наилучший компромисс по соотношению мощность-полоса. Другое название этого вида модуляции ,связанное с методом получения модулированного колебания , - квадратурная относительная фазовая модуляция (КОФМ) . В англоязычной литературе КОФМ называется QPSK (Quadrature или Quaternary Phase Shift Keying).

Модуляция QPSK предоставляет необходимый компромисс между скоростью передачи и помехоустойчивостью и применяется как самостоятельно, так и в комбинациях с другими методами Диаграммы состояний модуляции QPSK и офсетной дифференциальной QPSK ( SD-QPSK) показаны ниже

При реализации дифференциального кодирования в сочетании со сдвигом несущей на ?\4 ,сигнальное созвездие формируется двумя четырехточечными созвездиями QPSK , наложенными со сдвигом 45 градусов. В результате в сигнале присутствуют 8 фазовых сдвигов ,причем фазы символов выбираются поочередно , то из созвездия QPSK , то из другого. Последовательные символы имеют относительно фазовые сдвиги ,соответствующие одному из четырех углов ±?/4 и ± 3?/4.

п/4-квадратурная относительная фазовая модуляция.

При квадратурной QPSK и QPSK со смещением максимальное изменение мгновенной фазы радиосигнала равно 180° и 90° соответственно. В настоящее время достаточно широко используется л/4-квадратурная относительная фазовая модуляция, при которой максимальный скачок фазы равен 135°, а все возможные значения мгновенной фазы радиосигнала кратны значению л/4. Ни одна траектория фазовых переходов для этого способа модуляции не проходит через начало координат. В результате огибающая радиосигнала имеет меньшие провалы по сравнению с квадратурной фазовой модуляцией. Последовательность информационных битов {аj, j = 1,2...} разбивается на две под последовательности: нечетных и четных битов, из которых биты выбираются парами. Каждая новая пара таких битов определяет приращение фазы несущего колебания на величину , в соответствии с таблицей ниже:

На рис. 3.14,а изображено созвездие возможных сигнальных точек для интервала с номером i, если ; аналогичное созвездие для случая, когда , представлено на рис.3.14,6. Общее созвездие сигнальных точек для данного способа модуляции изображено на рис. 3.14,6 и получается путем наложения рис. 3.14,а и рис. 3.14,6 друг на друга. На рис.3.14,в не указаны стрелками направления переходов, поскольку для каждого перехода возможны направления в обе стороны.

Передача и прием сигналов с ОФМ

Система передачи данных с ФМ сигналами, как и другие системы с противоположными сигналами обеспечивает максимальную для двоичной системы потенциальную помехоустойчивость. Однако реализация демодулятора для когерентного приема ФМ сигналов связана с определенными трудностями и, прежде всего, с получением когерентного колебания с частотой, совпадающей с несущей частотой сигнала. В качестве такого напряжения можно использовать:

) напряжение высокостабильного генератора;