Феер К. Беспроводная цифровая связь (2000) (1151861), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Один из выходных потоков преобразователя — поток (6 для случая, показанного на рис. 4.3.г,о — вмещается вп времени относительно другого с ;,=" ' помощью линии задержки на величину, равную длительности бита входного сигнала 7» —— У„,у2 Результиру»ощие фаэовые состояния сигнала на выходе модулятора такие же, как и у сигнала С)Р5К. Однако, поскольку переходы в обоих потоках данных, подаваемых на перемножители, никогда не происходят одновременно, то в каждый из конкретных моментов времени меняется только один иэ векторов, образующих еыходнои сигнал О с)Р5К В результате в выходных сигналах модулятора присутствуют только фазовые переходы на 90' Аналогично сигналу ~.',';.
ЯР5К, нсфнльтрованный сигнал О ОР5К имеет огибающую с постоян- „~'.;., ным уровнем. Однако, для фильтрованных сигнапое О-ЯР5К имеются изменения уровня огибающей на 3 дБ (30 %), в отличие от измене. ния амплитуды на 100 % в обычных сигналах ЯР5К В последующих з: разделах будет показано, что такое уменьшение изменения уровня огибающеи приводит к значительным преимуществам О-ОР5К перед ОР5К В энергетически эффективных сотовых системах связи с нелинейным ,:,::;-..
усилением, а также в других системах беспроводном связи Например, Рис. 4. З.В. (продолжение) потоком б„~ воссоздается исходный поток ввходных данных» При восстановлении возникают ошибки из-за влияния шумов и фильтрации Более подробно подсистемы относительного кодирования и декодирования в модемах ОР5К и О-ОР5К описаны в 1111). Демодуляция сигналов с относительной ОРЗК. Построение когерентных демодуляторов сигналов ОР5К и О-ОР5К является трудной задачеи., особенно если требуется очень быстрая их синхронизация Чтобы избежать необходимости в сложной схеме восстановления несущей и сократить время синхронизации демодулятора вместо когерентной демодуляции может применяться относительная ЯР5К (0ЯР5К) в сочетании с автокорреляционнои демодуляцией.
Схема автокорреляционного ,! демодулятора ОЯР5К приведена на рис. 4.3.б,в. Она является прямым обобщением ранее описаннои схемы демодулятора ОВР5К 6) Рис. 4.З.В. Измеренные векторные диаграммы в пространстве сигналов для ОР5К, О ОР5К я РОР5К 1. а — обычная ЯРВК! 6 — О.ОР5К, в — запатентованная Фяеро!я ЕОР5К-1 когда сигнал О-(еР5К после ограничения полосы передается через амплитудный ограничитель, то происходит только частичная регенерация амплитудного спектра с тем уровнем боковых лепестков, который был до фильтрации Для сигналов тя!Р5К в тех же условиях происходит почти полное восстановление исходного спектра (рис 4 3 8).
Приемник сигналов О-ЯР5К, приведенный на рис 4 3 б,б; идентичен приемнику обычных сигналов ЯР5К, за исключением того, что регенерированный лоток данных канала 1 задерживается на длительность одного бита 7е = Т,~2 так, что при объединении с регенерированным 4.3.В. Модемы к/4-ОО1»ЗК в американских и японских стандаРтах цифровых сотовых систем Метод модуляции, известныи как ЯР5К с относительным кодированием и фазовым сдвигом к/4 (к/4-0ЯР5К), принят в качестве стандарта для американских и японских цифровых сотовых систем связи с многостанционным доступом на основе временного разделения каналов (МДВРК), подробнее см т(б, 75, 175, 207) Данныи метод модуляции был предложен в 1962 г.
Бейкером из А77 Ве8 Сабогатопея !114). Метод модуляции х/4-ОЯР5К является компромиссным решением между обычной ЯР5К и ОР5К со сдвигом (табл 4.3 2). Мгновенные фазовые переходы для различных разновидностеи С)Р5К могут быть следующими ОР5К. 0', ~90', +180', О.ЯР5К и ГЯР5К 0', +90'; л74 0ЯР5К. Оо +45Я +135о — 10 — 15 — 30 -40 -45 169 'Таблица 4.3.2, Приращения фазы у!и в система» к/4 ВЦР5К. Выходные сигналы блока относительного фазового кодирования ггь, 22е могут принимать однс из следующих 5 значений: О, ~1, ф1/ /2 для сигнального созвездия без фильтрации Наличие резких фазовых переходов на 180", характерных для обы гной ()Р5К в энергетически эффективных подвиткных сотовых системах с нелинеиным усилением, режимом полного насыщения, усилением в классе С или жестким ограничением приведет к значительному расширению спектра, т.е. к низкой спектральной эффективности (рис 4 3 9) В [94) показано, что обычные усилители класса С и усилители с жестким ограничением или предусилители на практике приводят к одинаковому расширению спектра и ухудшению характеристики вероятности ошибки на бит Для сигналов к/4-Об)Р5К расширение спектра несколько уменьшается, так как фаэавые переходы ограничены значениями +136' (рис 4 3 9) В семеистве модемов О-6)Р5К мгновенные фазовые переходы ограничены только значениями 690'.
Модемы ()Р5К со сдвигом, особенно модемы ЩР5К со сдвигом. описанные в равд. 4 3.9, обеспе чиватот наименьшее расширение спектра 4.3.6.1. Почему модуляция з/4-ООРБК отеле американским и японским стандартами? Энергетическая и спектральная эффективность являются наиболее важными требованиями к подвижным сотовым системам персональнои радиосвязи.
Для получения дешевых малогабаритных технических решений используются нелинеиные усилители Из рис 4 3.8 и 4 3.9 следует, что расширение спектра из-за нелинеи. ности усилителя для сигналов я/4- ОЕ)Р5К значительно больше, чем для О-ЯР5К Для снижения уровня вредных помех по соседнему каналу из за расширения Спектра, т.е. мощности, попадающей в соседние каналы необходимо увеличивать частотныи разнос радиоканалов Однако увеличение разноса каналов означает снижение спектральной эффективности Для увеличения спектральной эффективности сигналое к/4- ОЯР5К нужен линеиный усилитель В 90-х годах такое увеличение было достигнуто путем смещения рабочей точки РЧ усилителеи на 6...
9 дБ (табл 4 3 3) Другими словами, мощность усилителя РЧ, равная 4 Вт в режиме насыщения должна быть сггижена до 1 Вт (Г)рнмвчанне Ь дБ —. 4 раза, 4 Вт 4 = 1 Вт) Увеличение спектральнои эффективности таким способом приводит к значительному снижению энергетической эффективности и сокращению срока действия батарей портативных устройств Измеренные спек тры на выходе нелинейных усилителей, приведенные на рис 4 3 9, показывают по запатентованные модемы РОР5К, являющиеся подклассом модемов О ЯР5К (описаны в равд 4 3 9), имеют спектральную эффек тивность на 60...90 % выше, чем модемы х/4-ЩР5К с нелинеиным .0,5/7; 1/Тг 1,5/Т, 2/Т, 2 5/!; 5/7 / — /о о) Риг.
4.3.9. Спектральная плотность модулированного сигнала после нели нейного усиления и жесткого ограничения а — - сигналы обычнои 42РЕК, МЕК, 0- Г)РЕК и ЕГ)Р5К 1 (компьютерное моделирование с помощью программы ЕВЕАТЕ). 5 — сигнал Е()Р'. К-1 на выхгде усилителя, работающего в режиме насыщения нз частоте 014,9 МГц (усилители М;югггсщт), е -- сигнал ЕЯР5К-1 на выходе утили теля, работающего в режиме, згыотения нв частоте 2,452 ГГц и моцв ог тью +28 дбм (интегрвльная схема модели ТЕЕ 1050 Теыдупе) для обоих измерений сигнала ГГ)Р5К-1 скорость передачи резня 1 Мбит/с Опорный уровень - 4,3 дб 10 дб дттенюагор 10 дб Центральная частота 2,45212 ГГц Полоса анализа 2,50 Мгц Измерительная полоса М хГц УБЬУ 1 хГц Длительность развертки 250 мс е) Рис. 4.3.9 (продолжение) ТаБлица 4.3.3.
Требования х снижению выходного уровня при линейном усилении сигналов я(4-ООРЗК з системах радиосвязи, работающих на частоте 2,5 ГГц Значение, дб 1,5...2,5 2...4 е, необходимое для исключения регенерации спектра анных сигналаз ОЯРБК, в предположении, что усилит характеристику идеального сглаженного ограничителя ельное снижение, необходимое из-за неидеальности (не- характеристики сглаженного ограничителя) усилите- 1,5...2,5 ельное снижение„необходимое из-за нестабильности изменения урозн» установки усиления и колебаний внешности е снижение выходного уровня 170 усилением.
В разд. 4.6 будет дано подробное определение спектральнои эффективности. В гл. 9 будет рассмотрено влияние спектральной эффективности и помех соседнему каналу на характеристики и емкость сотовых и персональных систем связи. Преимущество сигнала я,14-06)Р5К заключается в том, что его можно легко демодулироьать с помощью автокорреляционного демодулятора, в то время как для сигналоь О-ЦР5К и ЕС)Р5К со сдвигом эта сделать трудна. В ВО-х годах некоторые члены американской и японской комиссий по стандартизации цифровых сотовых систем связи решили, что в сотовых системах связи с относительно высоким доплеровским смещением частоты и быстрыми релеевскими замираниями может потребоваться автокорреляционная демодуляция. В 90-х годах было обнаружено, что устоичивость к временному рассеянию и соотношение несущая/шум у когерентных систем выше, чем у систем с автокорреляционной демодуляциеи По этим причинам компании-производители выпускают когерентные 1не относительно когерентные) демодуляторы Таким образом, решение комиссий по стандартизации в пользу моду- Рис.
4.3ЛО. Структурная схема модулятора я/4-ООРБК и яУ4-ОРБК 6 ляции вида я/4-11ЯР5К, которая является обычнои, а не со сдвигом и ,: относительной, привело к созданию спецификаций и систем, которые г, имеют не такую высокую энергетическую эффективность, какую можно ,.* было бы получить при модуляции вида ЕС)Р5К с нелинейным усиле нием По-видимому, модемы и системы з/4-1)ЯР5К будут продолжать использоваться по меньшей мере до конца этого столетия Американскии и японский стандарты предусматривают передачу линейно усили завмага относительного кодируемого сигнала ЯР5К с фазовым сдвигом :"' яу4, В приемнике реализуется когерентный относительный декодер со схемой восстановления несущеи 1см рис 4 3.6, Г и ри ..6, б с 4 10 1) или относительная структура 1рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
