 |
Многостанционный доступ с частотным разделением каналов
|
|
|
|
Виды модуляции, используемые в системах подвижной связи
Модуляция – это процесс кодирования информации, получаемой от источника информации, в форму, наиболее удобную для передачи по каналу связи.
Цифровая модуляция (манипуляция) - процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного модулируемого колебания в соответствии с модулирующим цифровым сигналом.
Рассмотрим теперь классификацию цифровых методов модуляции.
В зависимости от того, какой из параметров несущего колебания изменяется (амплитуда, частота, фаза или др.) различают следующие основные виды цифровой модуляция:
- амплитудная (АМн или ASK);
- частотная (ЧМн или FSK);
- фазовая (ФМн или PSK);
- амплитудно-фазовая манипуляция (АФМн или APSK).
Амплитудная манипуляция АМн является самым простым видом цифровой модуляции.
Математически сигнал с АМн может быть записан в следующем виде:
ui(t) = Uig(t)×cos(w0t+j0), где i=1, 2, …M, 0 ≤ t ≤ T;
где Ui=(2i-1-M)d - амплитуда АМн сигнала;
2 d - расстояние между ближайшими по уровню амплитудами сигнала;
g(t) – импульсный сигнал, определяющий форму спектра формируемого сигнала.
Частотная манипуляция ЧМн являетсятакже одним из простых видов модуляции.
Математически сигнал с ЧМн может быть записан в следующем виде:
ui(t) = U×cos[(w0+wi) t+j0)], i=1, 2, …M, 0 ≤ t ≤ T;
где wi =(2i-1-M)wd – мгновенная частота сигнала;
2wd - расстояние между ближайшими частотами сигнала;
wd – девиация частоты.
Фазовая манипуляция ФМ обладает боле высокой энергетической эффективностью, чем частотная, и поэтому является в настоящее время самым распространенным видом модуляции.
Математически сигнал с ФМн может быть записан в следующем виде:
ui(t) = Ug(t)× cos[w0 t+ji +j0)], i=1, 2, …M, 0 ≤ t ≤ T;
|
|
|
где ji =2π(i-1)/M – фаза сигнала;
Следует отметить, что кроме классической ФМ-4, существуют следующие разновидности этого вида модуляции:
- ФМ-4 со сдвигом (OQPSK);
Рисунок 2– Сигнальные созвездия ФМ-4
- π /4-дифференциальная ФМ-4 (π /4-DQPSK);
- ФМ-4 с постоянной огибающей (CQPSK или TFM).
АФМ является комбинированным видом модуляции, обеспечивающим более высокую спектральную эффективность передачи информации.
Математически сигнал с АФМ ui(t) = Ui g(t)× cos[w0 t+ji +j0)], i=1, 2, …M, 0 ≤ t ≤ T;
Этот вид модуляции в зависимости от расположения сигнальных точек на фазовой плоскости можно разбить на два подкласса:
- амплитудно-фазовая манипуляция АФМ (APSK) - сигнальные точки на концентрических окружностях. Отличительной особенностью АФМ стандарта DVB-S2 является расположение сигнальных точек на концентрических окружностях, расстояние между которыми определяется скоростью кода.
Рисунок 3– Сигнальные созвездия АФМ-16, АФМ-32 (DVB-S.2)
- квадратурная амплитудная манипуляция КАМ (QAM) - сигнальные точки в узлах квадратной решетки. При квадратурной амплитудной модуляции изменяются значения амплитуды и начальной фазы каждого канального символа. Если число возможных значений этих параметров дискретно и конечно, то этот тип модуляции также является цифровым.
На рис. 3 представлено сигнальное созвездие КАМ-16. Разные канальные символы этого сигнала имеют разную энергию; расстояние между разными сигнальными точками разное. Поэтому вероятность перепутывания символов в приемнике для разных символов будет разной.
Рис. 4. Сигнальное созвездие М-ичного КАМ сигнала (М =16)
Основные принципы многостанционного доступа
Многостанционный доступ с частотным разделением каналов
Системы многостанционного доступа с частотным разделением каналов (МДЧР или FDMA, с) строятся таким образом, что каждому абоненту на время сеанса связи выделяется частотный канал с полосой ∆fa в пределах общего частотного диапазона системы ∆fр, не совпадающий ни с одним из каналов, уже предоставленных активным абонентам. При этом спектры канальных сигналов не перекрываются (рис. 5.1, а), чем и обеспечивается выполнение условия ортогональности.
|
|
|
а б
Рис.1. Спектры канальных сигналов (а)
и распределение частотно-временного ресурса между абонентами (б)
|
|
|
