 |
Заключение. 2.8 Факторы, влияющие на ширину канала. Введение. Области применения. Скорость передачи символов
|
|
|
|
Заключение
Как показывает данная демонстрация, восстановление несущей является важным аспектом цифровых коммуникационных систем. Более того, фазовая автоподстройка частоты играет важную роль, позволяя приёмнику точно определять фазу и частоту несущего сигнала. Наконец, мы увидели, что шум в канале является одной из самых больших проблем при восстановлении несущей, и что значительный шум может помешать успешному захвату несущей.
Литература:
1) C. Richard Johnson and William A. Sethares, Telecommunications Breakdown.
2) Simon Haykin, Communications Systems.
3) B. P. Lathi, Modern Digital and analog Communications Systems.
4) John G. Proakis, Digital Communications.
2. 8 Факторы, влияющие на ширину канала
Введение
Данная демонстрация разработана с целью изучения взаимосвязи и компромиссов при выборе ширины канала и скорости передачи символов. Для передачи информации по каналу связи используется модуляция, которая является процессом изменения характеристик несущего сигнала. Например, процесс цифровой модуляции состоит из группировки потоков бит, по несколько бит в группе, и представление определённого символа каждой отдельной группой. Кроме того, каждый символ может быть представлен с помощью изменения таких основных характеристик несущего сигнала как: фаза, амплитуда, частота. В данном упражнении мы будем изучать взаимосвязь между скоростью передачи символов и шириной полосы пропускания канала. Кроме этого, будет изучаться влияние фильтрации на ширину канала.
Области применения
Всем коммуникационным протоколам назначают специальные частотные диапазоны для передачи информации. Причем ширина этих диапазонов (полос) может зависеть от множества факторов, некоторые из которых мы рассмотрим, а именно: скорость передачи символов и фильтрацию.
|
|
|
Рассмотрим более детально один из протоколов – HSDPA/HSUPA (High Speed Downlink Packet Access/High Speed Uplink Packet Access). HSDPA/HSUPA использует 16-QAM модуляцию и работает в различных полосах. Например, в полосе Band VII диапазон 890-915 МГц отводится на каналы передачи от абонентов к базовой станции (uplink), а диапазон 925–960 МГц – на обратную передачу (downlink). При использовании этого протокола каждому каналу выделяется полоса 5 МГц. Это означает, что Band VII содержит ровно пять каналов, которые мультиплексируются между пользователями. Приведённый ниже рисунок показывает uplink полосу протокола HSUPA, где каждый канал расположен в диапазоне 5 МГц с указанными центральными частотами.
Конкурентом данной технологии является стандарт W-CDMA (Code Division Multiple Access), однако скорость передачи символов при реализации последнего ниже. Это обусловлено тем, что W-CDMA использует QPSK модуляцию (Квадратурная Фазовая Манипуляция), которая дает возможность передачи 2 битов на символ (log2 (4)). HSDPA, в свою очередь, использует 16-QAM модуляцию и может передавать 4 бита на символ. Итак, более высокая скорость передачи данных может быть достигнута при передаче большего количества бит на символ. Как мы увидим из следующего упражнения, имеется определённая взаимосвязь между скоростью передачи символов и шириной полосы канала. Мы рассмотрим компромиссы между максимальной скоростью передачи символов, скоростью передачи данных и итоговой шириной полосы канала.
Скорость передачи символов
Модуляция представляет собой процесс изменения фазы, амплитуды и частоты синусоидальной несущей волны. Однако чтобы спектр модулированного сигнала не выходил за пределы соответствующего канала, эти изменения должны происходить плавно. Рассмотрим, например, 16-QAM модуляцию. При использовании данной схемы появляются 16 отдельных комбинаций фазы и амплитуды, которые могут быть применены к несущему сигналу. На диаграмме, приведённой внизу, показан сигнал во временной области, который был модулирован с использованием 16-QAM модуляции. В данном случае частота передачи символов и частота несущей совпадают. Итак, как можно видеть, что фаза и амплитуда изменяются на каждом периоде несущего сигнала. Для иллюстрации мы отключили фильтрацию, так что переходы более заметны.
|
|
|
|
| |
На рисунке внизу скорость передачи символов равна половине частоты несущего сигнала. В результате, изменение фазы и амплитуды несущего сигнала происходит на каждом из двух периодов вместо одного.
|
|
В общем случае, фактическая скорость передачи символов на несколько порядков меньше частоты несущей. Например, в стандарте GSM скорость передачи равна 270833 символов в секунду. Это сделано с целью уменьшения полосы канала, о чем мы поговорим позднее.
|
|
|
