 |
2.7 Восстановление Несущей. Введение. Основные Принципы Восстановления Несущей. Методы Восстановления Несущей. Определение Частоты
|
|
|
|
2. 7 Восстановление Несущей
Введение
В цифровой системе связи информация может быть передана посредством изменения характеристик несущего сигнала. Эти характеристики – фаза, частота и амплитуда – изменяются передатчиком и должны быть распознаны приёмником. Таким образом, для приёмника существенно важно восстановить частоту и фазу несущего сигнала. Этот процесс называется восстановлением несущей и может быть осуществлён различными способами. В данной демонстрации мы оценим влияние частотного сдвига и шума в канале на восстановление несущей.
Основные Принципы Восстановления Несущей
Передатчик QAM модулирует несущий сигнал, изменяя его фазу и амплитуду. Приёмник с другой стороны может соответствующим образом детектировать эти передачи, если он способен определить фазу и частоту исходного сигнала. Таким образом, синхронизация между ними необходима. В идеале, оба – и передатчик, и приёмник должны бы быть абсолютно синхронны. Другими словами, они должны одинаково интерпретировать фазу и частоту сигнала. Однако, в реальности технологии не идеальны, и приёмник не может быть точно настроен на ту же фазу и частоту, что и передатчик, даже имея в распоряжении какой-либо механизм корректировки. Для компенсации этих неидеальных характеристик, с целью согласования частот приёмника и передатчика (1), используется фазовая автоподстройка частоты (PLL).
При помощи схемы «созвездие» мы можем представить амплитуду и фазу каждого символа. Кроме того, каждый символ перекрыт другим, чтобы показать последовательность, с которой мы можем восстановить фазу и амплитуду несущей. В идеале, когда схема PLL приёмника может выполнить восстановление несущей, каждый символ может быть чётко показан на схеме «созвездие». Однако когда несущая не может быть восстановлена из-за шума в канале или частотной ошибки, это становится очень заметно на схеме «созвездие».
|
|
|
Справа показана схема «созвездие», где символы имеют правильную амплитуду, однако их фаза постоянно меняется. Так как частота равна производной по времени от фазы, то, если фаза схемы «созвездие» для символа постоянно меняется, мы можем сделать вывод, что частота вычисляется неправильно.
В данном случае мы симулировали частотную ошибку путём добавления достаточного количества шума в систему с целью дезориентировать PLL. Даже после того, как шум удалён, всё ещё можно видеть, что PLL не захватывает правильную частоту.
Методы Восстановления Несущей
Решение проблемы восстановления несущей делится на две части. Это – восстановление частоты и символьной синхронизации (фазы). На первом этапе требуется вычисление частоты для приёмника с целью поиска точной частоты передатчика. На втором - восстановление символьной синхронизации (фазы), что необходимо для захвата приёмником фазы передатчика. Восстановление фазы позволяет приёмнику адекватно восстанавливать каждый сгенерированный символ.
Определение Частоты
В идеальной системе связи оба – и передатчик, и приёмник – действуют на абсолютно одинаковой частоте. Однако, в реальной системе и передатчик, и приёмник восприимчивы к множеству ошибок. Поэтому частоты обеих подсистем должны быть синхронизованы. Процесс синхронизации происходит в приемной части и начинается с определения частоты.
|
|
|
