1. Miért válasszuk a digitális modulációt?




старонка1/8
Дата канвертавання19.04.2016
Памер148.64 Kb.
  1   2   3   4   5   6   7   8



Fordítás:Honfy Ágnes

Lektor:Honfy József

2005

1. Miért válasszuk a digitális modulációt?


A digitális modulációra való átváltás nagyobb információ kapacitást biztosít, kompatibilitást a digitális adatszolgáltatásokkal, magasabb adatvédelmet, jobb kommunikációs minőséget és gyorsabb rendszerelérhetőséget. A kommunikációs rendszerek tervezői a következő korlátokkal szembesülnek:

az elérhető sávszélesség

a megengedett teljesítmény

a rendszerre jellemző zajszint.

Az RF spektrumot meg kell osztani, mivel nap mint nap egye több felhasználó kíván hozzáférni ehhez a spektrumhoz és kívánja igénybe venni a kommunikációs rendszerek szolgáltatásait. A digitális modulációs módszerek nagyobb kapacitást biztosítanak nagy adatmennyiségek továbbítására, mint az analóg módszerek.

1.1 Az egyszerűség és a sávszélesség kompromisszumot köt


A kommunikációs rendszerek egy alapvető komprumisszumra épülnek. Egyszerű hardver is használható az adókban és a vevőkben az információ továbbítására, de ez akkora spektrumot használ fel, amely nagy mértékben leszűkíti a lehetséges felhasználók számát. Az alternatíva az, hogy sokkal összetettebb adókkal és vevőkkel továbbítsuk ugyanazt az adathalmazt, azonban sokkal kisebb sávszélesség mellett. A spektrális hatékonyság növelése egyre összetettebb hardvert kíván meg. Az összetett hardvert pedig nehezebb megtervezni, tesztelni és elkészíteni. Ezt a kompromisszumot meg kell kötni, legyen az sugárzott, vagy vezetékes átvitel, analóg, vagy a digitális modulációval.(F.1.)

1.2 Ipari irányvonalak


Az elmúlt néhány évben a legfőbb váltás az egyszerű analóg AM-ről és FM/PM-ről az újfajta digitális modulációs technológiára való átállás volt. Digitális moduláció például:

QPSK (kvadratúra-fázisbillentyűzés)

FSK (frekvencia-billentyűzés)

MSK (minimális változású billentyűzés)

QAM (kvadratúra amplitúdómoduláció)

A komplexitás egy újabb rétege számos rendszerben a multiplexálás. Ennek két alapvető típusa a TDMA (Time Division Multiple Acces) és a CDMA (Code Division Multiple Acces) Ez két különböző módszer, amely a jelátviteli utak többszörös kihasználására szolgál, azaz több különböző, egymástól valamilyen módon megkülönböztetett jelet küldhetünk egyszerre(F.2.).




2. I/Q moduláció használata az adattovábbításban

2.1 Adatsugárzás


A rádiócsatornában az adatátvitel három lépésben történik:

Az adó generál egy egyszerű vivőt.

A vivőt moduláljuk a továbbítandó adattal. Minden észlelhető változás a jel jellemzőiben hordozhat információt.

A vevő a jelben történt változásokat felismeri és demodulálja.


2.2 A jel változtatható jellemzői


Egy jelnek csupán három olyan jellemzője van, melyet időben változtathatunk:

amplitúdó,

fázis,

frekvencia.



Mindazonáltal a fázis és a frekvencia nem más, mint ugyanannak a jelbeli változásnak a kétféle módon való megközelítése és mérése (F.3.)

AM esetén egy nagyfrekvenciás vivő a moduláló adatjel pillanatnyi amplitúdójával arányosan változik.

Az FM a legkedveltebb analóg modulációs technika, amelyet a mobil kommunikációs rendszerekben használnak. FM esetén a vivő amplitúdója állandó marad, míg annak frekvenciáját változtatja meg a moduláló adatjel.

Az amplitúdó és a fázis egyszerre, vagy külön is változtatható, de ezt nehéz generálni és különösképp nehéz detektálni. Ehelyett a gyakorlatban a jelet független komponensekre bontják:

I (In phase), vagyis azonos fázisú ill.

Q (Qudrature), azaz kvadratúra komponensekre.

Ezek ortogonálisak egymással, így nem kerülnek interferenciába egymással.


2.3 A poláris megjelenítés–együtt ábrázolja az amplitúdót és a fázist


Az amplitúdó és a fázis ábrázolásának egyszerű módja a poláris-diagram. Itt a vivő frekvencia- és fázis-referenciaként jelenik meg, a jelet a vivőhöz való viszonyával adjuk meg. A jelet poláris alakban amplitúdójával és fázisával adjuk meg.

A fázis egy referencia-jelhez viszonyul, amely a legtöbb rendszerben maga a vivő. Az amplitúdó vagy abszolút vagy relatív érték, mindkét forma használatos a digitális kommunikációs rendszerekben. A polár-diagram az alapja számos megjelenítési formának a digitális kommunikációban, bár megszokott dolog a jelvektor leírása az azonos fázisú (I) és a kvadratúra (Q) komponensek derékszögű koordinátáinak megadásával is (F.5.).



2.4 A jel változása a sugárzási jelleggörbén


Az F.6. ábra a különböző modulációs módok leírását mutatja be a poláris diagram segítségével. Az amplitúdót a középponttól való távolság, a fázist a szög adja meg.

Az amplitúdómoduláció (AM) csak a jel amplitúdóját változtatja meg. A fázismoduláció (PM) csak a jel fázisát. Ezt a kettőt egyszerre is alkalmazhatjuk. A frekvenciamoduláció (FM) hasonlít a fázismodulációhoz, bár a frekvencia gyakrabban az ellenőrzött paraméter, mint a relatív fázis.

AZ RF tervezés nehézségét jól példázza az egyszerű amplitúdómoduláció. AM generálásakor, ha nem kapcsolunk hozzá szögmodulációt, egy egyenes vonalat kaphatunk a polárdiagramon, amely vonal az origótól az amplitúdó csúcsértékig nyúlhat. A gyakorlatban azonban ez a vonal nem egyenes. Az amplitúdómoduláció önmagában gyakran okozhat némi véletlen fázismodulációt. Ennek eredménye hullámos vonal. Hurokká is válhat, ha a rendszer átviteli függvényében bárminemű hiszterézis előfordul. Az ilyen kismértékű zavar elkerülhetetlen akármilyen rendszerben, ahol a moduláció amplitúdóváltozásokkal jár. Ezért a rendszer effektív amplitúdó modulációjának foka néhány torzítási paraméterre is kihat.

  1   2   3   4   5   6   7   8


База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка