Ратынский М.В. Основы сотовой связи (1998) (1151876), страница 26
Текст из файла (страница 26)
В стандарте 0-АМРВ используется дифференциальная квадратурная фазавая манипуляция со сдвигом к/4 (л/4 Отегепда( Оиаг)га(иге РЛазе $ЛЛГ Кеутд — к/4 ООРВК). По сути это — дискретная фазовая модуляция, с основным дискретом коммутации Принципы ноетроення и текнитеекне проблемы 119 фазы л/2 (как при обычной квадратурной фазовой манипуляции), но с дополнительным сдвигом по фазе на л/4 при переходе от символа к символу входной модулирующей последовательности импульсов. Слово дифференциальная в названии метода означает, что очередное изменение фазы отсчитывается не по отношению к фазе некоторого опорного сигнала, а по отношению к фазе предыдущего дискрета. При объяснении метода л/4 ООРЗК часто предварительно описывают методы бинарной фазовой манипуляции (В(лагу Рпазе ЗЫ(1 Кеу(пд — ВРЗК), т.е, фазовой манипуляции с дискретом я, и квадратурной фазовой манипуляции (Ооаг(га(иге Р)тазе ЗЫ(( Кеу!пд — ОРЗК) — фазовой манипуляции с дискретом л/2, а также метод квадратурной фазовой манипуляции со смещением (01(ве1 Очаг)га(цге Р)тазе ЗЫВ Кеу(пд — ООРЗК).
Ограничимся приведенным выше перечислением названий и перейдем непосредственно к методу л/4 ООРЗК. В этом методе все импульсы входной информационной последовательности Ьк модулятора разбиваются на пары — на 2-битовые символы, и при переходе от символа к символу начальная фаза СВЧ сигнала изменяется на величину ле, которая определяется битами символа в соответствии с алгоритмом, приведенным в табл. 2.11. Таблица 2.11.
Закон фазоной манипуляции метода л/4 00РЗК Фазовая диаграмма, соответствующая этому методу, представлена на рис. 4.47. Кружочками обозначены дискретные значения, которые может принимать фаза несущей, отсчитываемая от некоторого начально~о значения. Стрелками указаны возможные переходы между разрешенными значениями фазы. Оси координат соответствуют синфазной ((прг1азе — 1) и квздратурной (ОцаФа1цге — О) составляющим сигнала.
Эта фазовая диаграмма состоит фактически из двух диаграмм обычной каадратурной фазовой манипуляции: фазовые состояния одной из них помечены значком ф, а Глава 2 (+) ~+) Рис.2.47. Фазовая диаграмма! фазовое созвездие — р)тазе соплтеяаяоп), соответствующая методу р/4 00РЯК другой — значком З, и диаграммь< сдвинуты одна относительно другой на угол л/4. При переходе от одного символа к другому происходит изменение фазы от одного из состояний первой диаграммы к одному из состояний второй, а при переходе к следующему символу — возврат к предыдущей диаграмме, хотя скорее всего не к прежнему фазовому состоянию.
Результирующий выходной сигнал модулятора (без учета сравнительно тонких аффектов, типа ограниченности полосы пропускания частотно-селективных элементов тракта) может быть представлен в виде зР) = соз)иаГ в о„), где ао несущая частОта, е„= д„, + Ыо„— начальная фаза на интервале )г-го символа. Принципы построения и технические проблема 121 Описанному выше модулятору я/4 ООРЗК соответствует блок-схема, приведенная на рис.
2.48. Пожалуй, единственное по- яснение, которое может быть сделано к этой схеме, относится к работе блока дифференциального кодирования фазы. Последний осуществляет формирование амплитуд )„, О„квадратурнык состав- ляющих очередного дискрета (символа) модулированного сигнала в соответствии с алгоритмом )„= сез ар„= совари и + лр„) = сов<а„, соз Л р„— з/пв„, ап в р, !и „!Х„У„)) — О„,з)п(/кРл/ХюУлн, О„= зт р„= з/и( р„, + йр„) = з!и р„, соз л р„+ соз в,, з)п пэ, = а„, [ь,„!Х„, у„п+ )„, з!и/ь,„(Х„, у, И, )„созе !+С~аль,р=созрлсозе р+агкр„апд,)=сов(а !+е!л)=з(!). Заметим, что приведенная схема — лишь иллюстрация принципа работы модулятора, а вариантов ее практической реализации, как говорят, существует па меньшей мере столько же, сколько радиоинженеров на свете.
В стандарте ВЗМ используется гауссовская манипуляция с минимальным сдвигом (Оаизз)ап )и)п)тит БЬ/! Кеу!пд — ОМЯК). Этот метод представляет собой частотную манипуляцию, при которой несущая частота дискретно — через интервалы времени, кратные периоду Т битовой модулирующей последовательности,— принимает значения !, = !о — Г/4 "е = !о + Р/4 или где !о — центральная частота используемого частотного канала, а Г = 1/Т вЂ” часто~а битовой последовательности. Разнос частот л! = !, — !„= Г/2 — минимально возможный, при котором обеспечивается ортогональность колебаний частот р„и р, на интервале Т длительности одного бита; при этом за время Т между колебаниями часто~ !„и р, набегает разность фаз, равная и. Таким образом, термин "минимальный сдвиг" в названии метода модуляции относится, в указанном выше смысле, к сдвигу частоты.
Поскольку мадулирующая частота в этом случае равна Е72, а деви- где приращение фазы Лил определяется табл. 2.11. Выполнение вычислений упрощается тем, что каждая из величин совсэм з)ларго )„, О„может принимать в соответствии с рис. 2.44 лишь одно из пяти дискретных значений: О, +)2/2, ~1. Сумма модулированных' квадратурных составляющих дает окончательный выходной сигнал: !'хааа 2 Входная битовая последов а тельность ь„ Модулированный — + сигнал з(1) Рис.
2.48. Блок-схема модулятора л/4 ВОРЯК ация частоты Г/4, индекс частотной модуляции составляет гп = (Е/4)/(Р/2) = 0,5. Термин «гауссовская» в названии метода модуляции соответствует дополнительной фильтрации модулирующей битовой последовательности относительно узкополосным гауссовским фильтром; именно зта дополнительная фильтрация отличает метод ЧМЯК от метода МЯК (М~пнпогп ЯЫ(1 Кеу)по — манипуляция с минимальным сдвигам). з(т) = асов(Я(/2т) совевс-> з/п(Я1 /2т) з/лесг = = ~ сев(втв) а Я( / 2Т), (и — 1)Т < ( < пТ. (2.1) Метод МЯК иногда рассматривают как метод квадратурной фазовой манипуляции со смещением (00РЯК), но с заменой прямоугольных модулирующих импульсов длительности 2Т полуволновыми отрезками синусоид или косинусоид.
Ниже мы поясним, в чем заключаются основания для такой интерпретации. Рассмотрим сначала метод МЯК, а потом отметим, к каким отличиям приводит дополнительная гауссовская фильтрация. В методе МЯК входная последовательность битовых импульсов модулятора разбивается на две последовательности, состоящие соответственно из нечетных и четных импульсов, и модулированный сигнал (выходной сигнал модулятора) на протяжении очередного л-го бита определяется выражением, зависящим от состояния текущего и-го и предшествующего (л — 1)-го бита: )Тринпнпы построения н техннческне проблемы 123 Здесь гоо = 2лго — центральная частота канала, а выбор знаков «плюс» или «минус» перед соответствующими членами выражения определяется алгоритмом, приведенным в табл. 2,12. Таблица 2.12. Закон модуляции метода МВК Биты входной последователвности модулятора Значе- ние несу- щей Знаки в первом представлении (2 1) Знаки во втором представлении(2.1) часто- ты четный бит нечетный бит общий знак выражения (505) знак первого слагаемого (соа) знак второго слагаемого [5!и) знак началаной фазы (кГ(27) 1 О О 1 гв Гн гв Подчеркнем, что два бита, используемые в качестве аргументов закона модуляции (два первых столбца в табл.
2.11), выбираются с учетом того, какой бит является текущим: если текущий бит четный, то вторым битом пары является предшествующий ему нечетный; если же текущий бит нечетный, то второй бит пары— предшествующий ему четный. Из выражения (2.1) следует, что текущая фаза модулированного сигнала ф(() = гоо(+л(/2Т, т.е. набег фазы на интервале Т одного бита Лф =За/2, а мгновенная частота, как производная от фазы го(() = гЦгр(Е)) /Я = гоа+я,/2Т = 2ч((а + Г/4), т.е. мгновенная частота принимает одна из двух значений — (, или (н, постоянное на протяжении бита, что и указано в последнем столбце табл.
2.12. Таким образом, изменение знака начальной фазы во второй части выражения (2,1) означает переход от (н к (, или обратно. Изменение же общего знака выражения (2.1), эквивалентное изменению начальной фазы на л, позволяет сохранить непрерывность фазы при изменении частоты. Приведем еще одно пояснение метода МЯК, которое, возможно, будет более наглядным, для чего обратимся к рис.2.49. На первом графике рис.2.49 представлен пример входной битовой последовательности а модулятора.
Глава 2 1) Входная битовая последовательность а 2) Нечетные биты, растянутыв во времени вдвое а~ 3) Четные биты, растянутые во времени вдвое аа 4) Модулирующий сигнал (нечетные биты) Ь! -— а~ сйп(к(/27) 5) Модулирующий сигнал (четные биты) Ьо=ао соз(х1/27) Зя/2 ' Ы2 0 Временные диаграммы сигналов в методе МБК б) Начальная фаза модулированного сигнала в (1) Рис, 2.49 0 Т 2Т 37 4Т 57 ВТ 77 87 97 10 125 Прннпнпы построения н технические пробяены Второй и третий графики дают соответственно последовательности нечетных з~ и четных аа бит входной последовательности, причем длительность каждого бита увеличена вдвое в сторону запаздывания, т.е. каждый бит «растянут«во времени до 2-битового символа, и для удобства последующих рассуждений принято, чта последовательности а, и эа принимают значения +1 и -1 (значение -1 соответствует значению 0 исходной паследовательнасти э).
В результате для каждого битового интервала длительностью Т расположенные одно над другим значения а, и аа дают как раз ту пару четного и нечетного бит, которые являются аргументами закона модуляции (табл. 2Л 2). Четвертый и пятый графики рис. 2.49 показывают форму модулирующих сигналов двух квадратурных каналов Ь, и Ьа, получаемых как произведения функций а~ и аа соответственно на квадратурные низкочастотные сигналы з)п(л(/2Т) и соз(л(/2Т). Обратим внимание на скачкообразные изменения фазы этих сигналов на л в моменты изменений знаков а,, ао . Окончательный модулированный сигнал согласно первой части выражения (2.1) получается как результат перемножения модулирующих сигналов квадратурных каналов с соответствующими несущими з)п(оо( ) и соз(ыо( ) и суммирования полученных произведений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
