50295 (666511), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Квадратурна амплітудна модуляція.

Зростаючі вимоги до скорочення смуги частот, яку займають високо-швидкісні цифрові сигнали, обумовили використання багатопозиційних способів амплітудно-фазової модуляції, яка передбачає амплітудну модуляцію синфазної та квадратурної складових. Якщо у формулі (1) модулюючі сигнали приймають значення ±1, маємо ФМ-4. Якщо ж для модуляції використовуються чотирирівневі сигнали , виходить 4-рівнева (16-позиційна) КАМ, сигнал з якою можна записати у вигляді:

.

В результаті вихідний сигнал квадратурної схеми змінюється не тільки за фазою, але і за амплітудою. Оскільки в кожному каналі здійснюється амплітудна маніпуляція, цей вид модуляції називають квадратурною маніпуляцією із зміною амплітуди (QASK – Quadrature Amplitude Shift Keying) або просто квадратурною амплітудною модуляцією КАМ.

Користуючись геометричним трактуванням, кожний сигнал КАМ можна зобразити вектором в сигнальному (амплитудно-фазовому) просторі (рис.8). Позначаючи тільки кінці векторів, отримуємо зображення у вигляді сигнальної точки, координати якої визначаються значеннями ; .

Сукупність сигнальних точок утворює так зване сигнальне сузір'я (signal constellation). Сузір'я на рис.8 містить 16 сигнальних точок, кожна з яких відповідає чотирьом інформаційним бітам, що передаються.

Існує декілька способів практичної реалізації КАМ-16, найпоширенішим з яких є спосіб модуляції накладанням (SPM – Supersposed Modulation). У схемі, що реалізовує даний спосіб, використовуються два однакових модулятора ФМ-4 (рис.6). Структурна схема модулятора SPM і діаграми, що пояснюють його роботу, зображені на рис.9.

Розглянемо основні протоколи, які використовують ВФМ і КАМ.

Протоколи V.22, V.22bis

Протокол V.22 є дуплексним протоколом модуляції, що передбачає використання ВФМ при частотному розділенні каналів передачі взаємодіючих модемів. Модем, що передає, використовує носійну частоту 1200 Гц; відповідаючий модем – частоту 2400 Гц.

Протокол передбачає два режими модуляції – ВФМ і ФМ-4. У першому випадку швидкість передачі – 600 біт/с, у другому – 1200 біт/с.

V.22bis збігається з V.22 за значеннями носійних частот і швидкості модуляції. Передбачаються два режими модуляції – ФМ-4 і КАМ-16 з швидкістю передачі 1200 або 2400 біт/с відповідно.

Рисунок 9 – Схема модулятора КАМ-16

Протокол V.32, V.32bis.

Протокол V.32 базується на модифікованій КАМ (швидкості передачі 9600, 4800, 2400 біт/с) і передбачає повнодуплексну передачу по двопровідних телефонних каналах (з реалізацією ехо-компенсації). Підтримує КАМ-16; КАМ-32 із застосуванням треліс-кодування (СКК-32).

Протокол модуляції V.32bis забезпечує передачу даних зі швидкістю до 14400 біт/с.

3. Сигнально-кодові конструкції, інші види модуляції

Багатопозиційна КАМ у чистому вигляді недостатньо завадостійка. Тому в усіх сучасних високошвидкісних протоколах КАМ використовують спільно з решітковим кодуванням – спеціальним видом згорткового кодування.

У результаті з'явився новий спосіб модуляції, званий треліс-модуляцією (ТСМ – Trellis Coded Modulation).

Комбінація конкретної КАМ і завадостійкого коду називається сигнально-кодовою конструкцією (СКК). СКК дозволяють підвищити завадостійкість передачі інформації поряд зі зниженням вимог до відношення сигнал/шум у каналі на 3-6 дБ.

При цьому кількість сигнальних точок збільшується удвічі за рахунок додавання до інформаційних біт одного надмірного, утвореного шляхом згорткового кодування. Всі СКК, які застосовуються сьогодні, використовують згорткове кодування зі швидкістю (n1)/n, тобто передаючи один сигнальний елемент, використовують один надмірний двійковий символ.

Розширений у такий спосіб блок бітів модулюють тією самою КАМ. У сучасних високошвидкісних протоколах модуляції (V.32, V.32bis, V.34, V.90 та ін.) обов'язково застосовуються СКК.

Протокол V.34 забезпечує швидкість передачі 28800 біт/с, використовує КАМ-16, 32 і 64 з решітковим кодуванням. У даному протоколі значення носійної частоти не фіксоване і вибирається з ряду 1600, 1646, 1680, 1800, 1829, 1867, 1920, 1959, 2000 Гц. Крім того широко використовуються можливості адаптації:

• передкодування, в якому двовимірне сузір'я розбивається на концент-ричні кільця, які містять рівні кількості сигнальних точок з приблизно однаковою амплітудою;

• амплітудно-фазова предкорекція сигналу передавача для усунення міжсимвольної інтерференції;

• вибір одного із 11 заздалегідь заданих шаблонів для спектра сигналу передавача для підвищення рівня високочастотних складових спектру, що компенсує спотворення сигналу в абонентських і з'єднувальних лініях.

Протокол V.90 використовує 128-рівневу амплітудно-фазову модуляцію (АФМ-128).

Протокол V.90 за наявності цифрової АТС забезпечує асиметричний обмін даними між сервером і користувачем: зі швидкістю 56 кбіт/с з мережі (за рахунок відсутності аналого-цифрового перетворення в цьому напрямі); зі швидкістю 33,6 кбіт/с – до мережі.

Протокол V.92 стандартизує максимальну швидкість на ділянці від абонента до сервера, яка дорівнює 48 кбіт/с. Крім того, забезпечується:

• прискорена процедура з'єднання (Quick Connect) – модем V.92 вимагає менше 10 с для входження в зв'язок, на відміну від типових 20 с для модемів, які застосовувалися раніше;

• можливість прийому і передачі телефонних дзвінків (голосом) без розриву модемного зв'язку (Modem-on-hold).

CAP-модуляція.

Амплітудно-фазова модуляція з придушенням носійної (CAP – Carrierless Amplitude Phase modulation) є одним з найпоширеніших способів модуляції, які використовують в технології DSL. CAP-модуляція є різновидом КАМ, коли із спектра модульованого сигнала, що передається, виключається складова, яка відповідає носійному коливанню. Тому приймач спочатку відновлює частоту носійної, а потім – інформаційний сигнал. Такі маніпуляції зі спектром виконують, щоб зменшити неінформаційну складову спектра, підвищити енергетичний потенціал сигнала, що формується, і зменшити рівень взаємного впливу сусідніх каналів в одному кабелі.

DMT-модуляція.

Багаточастотний спосіб модуляції (DMT – Discrete Multi Tone) має різні технічні модифікації і є одним з основних методів модуляції найперспективніших технологій xDSL – ADSL та VDSL.

На відміну від КАМ, у методі DMT використовується не одна, а група частот носійних коливань. Весь частотний діапазон поділяється на кілька ділянок шириною по 4,3125 кГц, кожна з яких використовується, щоб організувати незалежний канал передачі інформації. Наприклад за стандартом G.DMT у напрямку від мережі до абонента організується 249 частотних каналів (у смузі 20…1120 кГц), у зворотному – 25 (20…140 кГц).

DMT забезпечує оперативну адаптацію приймально-передавальних пристроїв до характеристик конкретної лінії передачі. Так, на етапі входження у зв’язок передавач, виходячи з рівня завад у межах певної частотної ділянки, вибирає для окремих каналів відповідну схему модуляції. На ділянках з низьким рівнем шуму використовують методи з більшими значеннями спектральної густини, наприклад КАМ-16, на ділянках з високим рівнем шуму – простіші методи, наприклад ФМ-4.

Характеристики

Список файлов реферата