А какая модуляция в вашем мобильнике?

Цифровые типы модуляции, рассмотренные в предыдущих статьях, используются во многих системах связи. Но чаще всего используются в основном три разновидности:

  • модуляция IQ сдвига
  • дифференциальная модуляция
  • модуляция с постоянной амплитудой

Первая разновидность – это модуляция сдвига. Один из ее примеров – OQPSK (Offset QPSK). Она используется в сотовой системе CDMA для обратной связи (от мобильника к базовой станции).

qpsk

В QPSK поток битов I и Q переключается в одно и то же время. Такты символов, или такты цифровых сигналов I и Q, синхронизированы. В OQPSK битовые потоки I и Q сдвинуты относительно друг друга на один битовый период (то есть на половину символьного периода). Это показано на диаграмме. Поскольку передачи I и Q сдвинуты, в любой момент времени только один из двух битовых потоков может изменять свое значение. Это дает нам ощутимо разные созвездия при имеющихся только двух значениях I и Q. Такой процесс имеет преимущество по энергетической эффективности. В OQPSK траектория сигнала изменяется со сдвигом такта символа, так что мгновенная амплитуда не проходит через ноль или около нуля (т.е. нет пересечения с центром созвездия). Спектральная эффективность осталась такой же с двумя положениями I и с двумя положениями Q. Уменьшенные амплитудные изменения (возможно до 3 дБ для OQPSK, в то время как для простого QPSK – 30…40 дБ) дают более серьезную энергетическую эффективность, при этом в системе можно использовать меньшее количество линейных ВЧ усилителей.

Вторая разновидность – это дифференциальная модуляция. К ней относятся такие типы модуляции, как дифференциальная QPSK (DQPSK) и дифференциальная 16QAM. Дифференциальной она называется потому, что информация переносится не абсолютными состояниями, а только при переходе между состояниями (позициями). В некоторых случаях существуют также ограничения на возможные переходы. Это имеет место в пи/4 DQPSK-модуляции, где мгновенная траектория не проходит через нуль. Обычная система DQPSK может переходить из любого символьного состояния в любое символьное состояние. Формат пи/4DQPSK широко используется во многих системах:

v  Сотовые

  • NADC –IS 54 (северо-американская цифровая сотовая связь)
  • PDC (тихоокеанская цифровая сотовая связь)

v  Безпроводные

  • PHS (персональная мобильная система)

v  Магистральная связь

  • TETRA (транс – европейская магистральная связь)

Формат модуляции пи/4DQPSK использует два созвездия, сдвинутых друг относительно друга на 45 градусов (пи/4 радиан). Передача должна происходить от одного созвездия к другому. Это гарантия того, что в каждом символе всегда будет присутствовать изменение фазы, делая восстановление такта более легким. Данные закодированы в магнитуде и направлении фазового сдвига, а не в абсолютном положении в созвездии. Одно из преимуществ модуляции пи/4 DQPSK заключается в том, что траектория сигнала не проходит через ноль, таким образом упрощая структуру передатчика. Во вторых, модуляция пи/4 DQPSK в сочетании с фильтром типа приподнятого косинуса (sync фильтр) имеет лучшую спектральную эффективность, чем GMSK, и также является общим типом модуляции для сотовых систем.

dqpsk

Третья разновидность – это модуляция с постоянной амплитудой. GSM использует разновидность модуляции с постоянной огибающей, называемый 0,3 GMSK (гауссовская модуляция с минимальным сдвигом).

В модуляции с постоянной огибающей амплитуда несущей постоянна, независимо от изменения модулирующего сигнала. Такая модуляция является энергетически эффективной, что позволяет использовать эффективные усилители в режиме С без внесения искажений в спектр передаваемого сигнала. Однако, метод модуляции с постоянной огибающей занимает большую полосу, чем линейные схемы. В линейных схемах модуляции амплитуда передаваемого сигнала изменяется вместе с модулирующим цифровым сигналом, как например BPSK и QPSK. В системах, где полосовая эффективность более важна, чем энергетическая, типы модуляции с постоянной огибающей не подходят.

gmsk

Об авторе admin

Инженер. Окончил НГТУ по специальности "Радиосвязь, телевидение и радиовещание". С 2003 г. занимаюсь разработкой электронной начинки различных радиотехнических устройств и приборов.
Запись опубликована в рубрике Все статьи, Цифровая модуляция - это просто!. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Оставить комментарий