Феер К. Беспроводная цифровая связь (2000) (1151861), страница 29
Текст из файла (страница 29)
(4.3.1?) 1 1 э 2 = — С [1+ сов(2ые?+ 2 180')) =- -С [1+ соз2ые1). 2 Из (4.3.1б) и (43 1?) можно сделать вывод, что в точке В, на рис. 4.3.4 фазовая модуляция (О' и 180') устранена. Устранена и по.); стоянная составляющая, а спектр на выходе ФАПЧ или следящего ПФ -".;.; представляет собои дискретную спектральную линию с частотой 2,?е. После деления частоты на 2 и компенсации статическои задержки ты немодулированное синусоидальное колебание 1созые1 с подстроенной фазои подается на когерентный фазовыи демодулятор 157 1Ы к ! ! 1 1 ! 3— х х ГО а ха х "О Х а х с а» х х ю с» Я М о О Ю О»»с х х Ю ьь О Х О.
О Х О ч ч О с О О. х Г з » » О» е .О х в 3 О О. с х 188 189 у й » Ю ь о О х У О» ОХ О» х ОО т ы О» 3 О е х О О О х О х х О» с» а й л х х х х ь О х Ю О О 3 ч х х О а х х с с Ю Ю О. в х а Оз а х Ирнмвчзнив. При 0РБК, 0РБК со сдвигом 10-0Р5К) и ЩР5К ;,:для восстановления несущей вместо возведения сигнала в квадрат исьнользуется возведение в четвертую степень, т е. «учетверение» часто".'"'.ты Оно устраняет фззовую модуляцию, так кзк 4 - О' = 4 90' '= 4 1ЯО' = 4 .
270' = 0' Процессы умножения и деления частоты приводят к фа»азой не:;однозначности, равной 180» По истечении переходных процессов такая ' схема мо»кет обеспечить или абсолютно точное восстановление несущей, :.:или со сдвигом фазы, равным 180'. Такая неопределенность может ,.":привести к появлению ошибок с вероятностью, близкои к 100 %, что ',=::недопустимо Для устранения фазовои неодназнзчности, вносимой схе,:мой восстановления, во многих применениях используется относитель; ное кодирование и декодирование При реализации схем восстановления тактовой частоты использу;::ются аналогичные принципы, что и в СВН В точке В на рис 4 3 4 имеем ...глазковую диаграмму демодулированного сигнала с ограниченной поло!„'сой. Сигнал с такой глазковой диаграммой имеет непрерывныи спектр ;;"орЩ.
Простой пороговым детектор (без тзктированмя) обеспечивает ;;, выходной широкополосный спектр бе(1) сигнала ВВН. Линия задерж; —; ки на т = Х~~/2 = Т,/2 смещает во времени входную последовательность .;;--'данных На выходе двоичного перемножителя получается сигнал с воз",'вращением к нулю такого же вида, какой показан на рис 4 2.3,« Его :;спектр ВгЩ содержит дискретную спектральную линию. ФАПЧ или следящий ПФ с центральной частотои ~, =. 1а обеспечивает аосстано- '~О аленке спектральной составляющеи с тактовой частотой Д. Сигнал так,'!:.товаи (или символьнои Я частоты подается на триггер, обеспечиваю',,'щий функцию стробирования с запоминанием и регенерирует выходную последовательность данных 1»га) 4.3.4. Необкодиваость относительного кодирования и декодирования Простые схемы восстановления несущеи на основе удвоения и уче'-!;, тверения частоты 1используемь»е для С)РБК), а также болылинстао дру- '„:О'гмх практически используемых схем, приводят к фазавой неоднознач».:ности восстановленной несущей.
В демодуляторах сигналов с двоич"" нои Р5К возможна постоянная фазовая ошибка, равная 180' в воста!.„, новленной несущеи Эта фазовая ошибка инвертирует (умножает на :;Я.сох180' = — 1) демодулированный цифровои поток и приводит к по'! .явлению 100 % ошибок К счастью, включение в состав передатчика ';:: простого относительного кодера, а в приемник — относительного дека,'; —;"дера предотвращает появление ошибок которые могли бы возникнуть ',::::, из-за фазовой неоднозначности. Теперь опишем основные принципы "; работы таких кодеров Процесс относительного кодирования иллюстрируехся на ,"; рис. 4 3.5 При формировании относительно кодируемого Бита Аа ко',; дированной последовательности 1г1ь) сравниваются текущий бит 4 инО1-формационной последовательности 16е) и предыдущий бит Ие» При х о Г з я а л х х о и г1ь = 6з гб г1е 1 — — Ьас1а 1 + 6ас1з ай 2 з х х я ь я но х а о, „*о о" и „ О.
сз с ьз я ! Х Ез И 5 с1 ь яз зз х х з а н О д» х х ч х х— я з с ха я х оаа с о ч ч о х х О х о Ю х о я х х а с о зхл ххс я з я о я Охс о с о з х я я 3 о о я ад хе О о с 7 х ь я 11 в х я ч н с ха я о о х 1 х О ч о я а с х ю х х Я 11 х е х Ю л з ч а х в з х а а а 5 х х л х О аа а аб о я х у х о о с с ь «\ ~- о х н х о „„ О ':уотсутствии различия 6е и гба 1 формируется 0а — — 1, в противном случае '. сба = 0 Это можно выразить следующеи логическои функцией (4 3 18) !!.где СВ обозначает операцию «исключающее ИЛИз Значение началь';::.
ного опорного бита последовательности (с1е) может быть любым из двух возможных Оба относительных демодуляторз, изображенные на рис 4 3.3 ре';. ализуют функцию, обратную по отношению к кодеру При демодуляции :,1,. :сигналов ВЕВРБК относительное декодирование выполняется посред,;;:.:ством логическои схемы В демодуляторе сигналов ОВРБК сравнивают- "!~.".' ся фазы принимаемого сигнала (которые могут быть искажены действи!:, ем шумов) и его задержанной на 1 бит версии 4.3.5. Квадратуриая ФМ: обвачная и со одвигоаа Модемы с 4-позиционной или квадратурнои ФМ (ЯР5К) используются в системах, в которых теоретическая спектральная эффективность ;"::; модемов ВРБК (1 бит/(с Гц)) недостаточна при имеющеися в наличии '': полосе частот.
Различные методы демодуляции, используемые в си'!,.', стемах ВР5К применяются также и в системах ЯР5К Кроме прямого распространения методов двоичнои модуляции на случай ЯР5К исполь.:: . зуется такзке 4-позиционная модуляция со сдвигом 1'смещеннемй обозначаемая как О-63Р5К или 5ЯР5К (отгзец зтадкегес1) Структурные схемы модемов ЯРБК и ВРБК имеют много обсцего, и ик злементы одинаково обозначены Некоторые разновидности ЯР5К и ВР5К приведены в таБл 4,3 1 В системах ЯР5К модулированный сигнал имеет четыре различ.
ных фазовых состояния (рис 4 3 б) Эти состояния формируются специальной схемои преобразования последовательных дибитов (пар битов) в символы Соответствующие фазовые состояния сохраняются в течение Таблица а.злц Краткое описание разновядностеи чРЬК я ВРВК, В когерент ных демодуляторах используется схема восстановления несущей (СВН) Вх да «одные ные Азтокарреляцианный демодулятор канала ! Немодулираяанная несущая Рвтокарреляционный демодулятор канала Сз Рис. 4.3.6. (пподалжение) )62 а) -135'+225' -45 +515 (ОО) (10] Рнс.
4.З.О. Структурные схемы модемов ЯР5К и 0-1зР5К' а — модуля та сигн*лоз ПяР5К О-ор ' р Пя и -ор5К и векторная диаграмма; отметим, чта кодер с последовательна.параллельным преабрззазанием обеспечивает независимые (т.е неяоррелирозанные) сигналы синфазнога (!) и явадратурного (12) «аналоя: 6 — яоге рентный демодулятор, я — азтояорреляционный демодулятор ЧР5К сигнального интервала Т„которыи равен длительности двух битов, т е Т, = 2Ты Эти четыре возможных дибита часто преобразуются в соответствии с кодом !рея. Важное свойство данного кода состоит в том, что соседние символы (фазовые состояния) различаются только в одном бите.
В с т ис емах передачи, подверженных воздействию шума или помех, наиболее вероятными являются ошибки при принятии решения в пользу соседнего состояния. В таких случаях код ! рея обеспечивает трансформацию одной символьной ошибки в одну битовую ошибку. Такие коды Грея имеют преимущество перед другими кодами, особенно в тех системах ЯР5К, после которых используются декодеры, исправляющие с|дну ошибку.
Структурные схемы модуляторов сигналов С)Р5К, обычного и со сдвигом, представлены на рис. 4.3 б,а. Для обычнои ЯРОК линия задержки для сдвига на Та =;. Т„,/2 в квадратурном канале отсугствует Поток данных БВН, поступающии на модулятор, разделяется на два отдельных потока БВН с помощью последовательно-параллельного преобразователя. Один поток (7(1)) синфазный, а другои Я(!)) — квадратурныи, при атом каждый поток имеет символьную скорость, равную по- ловине входной битовои скорости. На рис 4.3 7,а показаны временные диаграммы входного и квадратурных (! и (!) потоков данных.
()отеки ! и 1! порознь подаются на перемножители (Используются также эквивалентные термины бвлвнсный смеситель и перемножвющий модулятор ) На второи вход перемножителя канала ! подается сигнал несущеи созыв!, а на второй вход перемножителя канала Я вЂ” квадратурная несущая, те сигнал. сдвинутый по фазе ровно на 90' (т.е 11пыг1) Выходными сигналами обоих перемножителей являются сигналы ВЕК Выходной сигнал перемножителя ! имеет фазу 0' или 180' относительно несущеи, а перемножителя (~ — 90' или 270' относительно несущей Затем выходные данные суммируются для получения четы рехфазного сигнала Следовательно, ЯРОК может рассматриваться квк две системы ВРВК, работающие в квадратуре Четыре возь1ожных выходных сигнала обычного (без сдвига) злоду лятора ЯРБК и соответствующие им цифровые комбинации 7О предста- з з з в Входные данные Вгззмз Снмзол ~ Ц!) о г: г ! 1 4 О(г) ' о Совпадающие сигнал О(г) Ть Входные 1 данные Время с »(!) О Смещенный сигнал С)(») С)(г) а Сдвиг 6) ~а.з1 +гэззвз — — — г чз зз \ -зззззг - — "- " - г - - -Ъ згз ~о.о] »зд Ряс.
Е.э.т. Возмзн н. по. гозммм н снгнзльнме созвездия длх нгф л гроза~ . нмх снгнзлоз з †-созпзлгннг пзреходоз з качалок ! н СУ прн обьыное ь1одуллцнн, 6 — сммозннз пзреходоз прн модуляции со сдвигом н — снгнальньн созе»злил длз ОР5К, г — О-ЦР5К, — Ь»5К, г — РОР5К елены диаграммой сигнального пространства изображен~ой на рис 4 3 У,е. Отметим, что возможны фаэовые переходы на 90' или 180' ,':; Например, при смене цифровой комбинации Й;) с 11 на 00 проиэои- '~' дет фазовый переход на 180». Дпя нефильтрованного сигнала ЯР5К !!, фаэовые переходы происходят резко, а сигнал имеет огибающую с по- :,''' стоянной амплитудои. Но для огфильпоованных сигналов'ЯР5К фа- ,":",зоеые переходы сопровождаются изменениями уровня огйбающей В г~: час~ности, изменение фазы на 180' приводит к мгновенному изменению до 0 уровня огибающеи.
В последующих разделах будет исследова- ("': но влияние изменений амплитуды на спектр передаваемого РЧ сигнала (т и характеристики вероятности ошибки на бит., Особое внимание будет ь.' уделено изучению энергетически эффективных беспроводных систем с нелинеиным усилением, Сигнал С)Р5К на вьжоде модулятора обычно фильтруется для ограничения ширины полосы излучаемых частот, усиливается и затем пе я': редается по каналу передачи на вход приемника Поскольку модули- :::;."у резонные сигналы ! и С) находятся в квадратуре (ортогональньг), то '(:,.; приемник может демодулировать и регенерировать их независимо друг -'',.".'" от друга. работая фактически как два приемника сигналов ВР5К.
Затем регенерированные последовательности ! и С6 снова объединяются в параллельно-последовательном преобразователе для получения исходнои последовательности данных. Однако она ьгожет содержать ошибки из-эа влияния шумов и фильтрации. На рис. 4.3.б,в показана структурная схема системы (~Р5К со сдвигом (О-ЯР5К). Она похожа на схему обычной ЯР5К. Различие заключа ется в смещении моментов переходов сигналов данных в каналах ! и (» относительно друг друга на входах перемножителей Входной по~ок дан- '!,.' ных подается на последовательно-параллельный преобразователь.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
