Скачать презентацию ОСНОВНЫЕ ВИДЫ МОДУЛЯЦИИ ОПТИМАЛЬНЫЙ ПРИЁМ  подготовил студент Скачать презентацию ОСНОВНЫЕ ВИДЫ МОДУЛЯЦИИ ОПТИМАЛЬНЫЙ ПРИЁМ подготовил студент

Основные виды модуляции.pptx

  • Количество слайдов: 27

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ МОДУЛЯЦИИ. ОПТИМАЛЬНЫЙ ПРИЁМ. Презентацию подготовил студент 688 группы Ковлер Артур ОСНОВНЫЕ ВИДЫ МОДУЛЯЦИИ. ОПТИМАЛЬНЫЙ ПРИЁМ. Презентацию подготовил студент 688 группы Ковлер Артур

ЧАСТОТНАЯ МОДУЛЯЦИЯ • Частотная модуляция (ЧМ) — вид аналоговой модуляции, при котором информационный сигнал ЧАСТОТНАЯ МОДУЛЯЦИЯ • Частотная модуляция (ЧМ) — вид аналоговой модуляции, при котором информационный сигнал управляет частотой несущего колебания. По сравнению с амплитудной модуляцией здесь амплитуда остаётся постоянной.

ЧАСТОТНАЯ МОДУЛЯЦИЯ • Частотная модуляция наиболее популярна, так как имеется возможность передавать аналоговые звуковые ЧАСТОТНАЯ МОДУЛЯЦИЯ • Частотная модуляция наиболее популярна, так как имеется возможность передавать аналоговые звуковые сигналы с высоким качеством. Отличается высокой помехозащищенностью, устойчива к индустриальным и различным атмосферным помехам. Приемник с частотным детектором регистрирует только изменение частоты принятого сигнала, совершенно не реагируя на паразитную амплитудную модуляцию. • При частотной модуляции меньше помех, но радиостанции приходится работать в УКВ-диапазоне.

Амплитудная модуляция • Амплиту дная модуляция — вид модуляции, при которой изменяемым параметром несущего Амплитудная модуляция • Амплиту дная модуляция — вид модуляции, при которой изменяемым параметром несущего сигнала является его амплитуда • Амплитудная модуляция по качеству передаваемой информации заметно уступает частотной. Подвержена электромагнитным помехам. Входной звуковой сигнал воздействует на амплитуду несущей частоты передатчика.

Фазовая модуляция • один из видов модуляции колебаний, при которой фаза несущего колебания управляется Фазовая модуляция • один из видов модуляции колебаний, при которой фаза несущего колебания управляется информационным сигналом. Фазомодулированный сигнал имеет следующий вид: • , где — огибающая сигнала; является модулирующим сигналом; — частота несущего сигнала; t — время.

Фазовая модуляция • По характеристикам фазовая модуляция близка к частотной модуляции. В случае синусоидального Фазовая модуляция • По характеристикам фазовая модуляция близка к частотной модуляции. В случае синусоидального модулирующего (информационного) сигнала, результаты частотной и фазовой модуляции совпадают.

Однополосная модуляция с подавленной несущей • Однополосную модуляцию можно сравнить как с амплитудной, так Однополосная модуляция с подавленной несущей • Однополосную модуляцию можно сравнить как с амплитудной, так и с частотной, потому что выходная несущая частота содержит и те, и другие признаки. Она состоит из суммы и разности частот входного и модулирующего сигнала. Чтобы избежать взаимного влияния этой суммы и разности, в передатчике, равно как и в приемнике, используется однополосный фильтр промежуточной частоты. Как правило, он настроен либо на верхнюю, либо на нижнюю боковую полосу.

Однополосная модуляция с подавленной несущей • Сигнал с однополосной модуляцией занимает в радиоэфире полосу Однополосная модуляция с подавленной несущей • Сигнал с однополосной модуляцией занимает в радиоэфире полосу частот вдвое уже, чем амплитудно -модулированный, что позволяет более эффективно использовать частотный ресурс и повысить дальность связи. Кроме того, когда на близких частотах работают несколько станций с ОМ, они не создают другу помех в виде биений, что происходит применении амплитудной модуляции с неподавленной несущей частотой. Недостатком метода являются относительная сложность аппаратуры и повышенные требования к частотной точности и стабильности.

Квадратурная амплитудная модуляция • При квадратурной амплитудной модуляции (КАМ, QAM – Quadrature Amplitude Modulation) Квадратурная амплитудная модуляция • При квадратурной амплитудной модуляции (КАМ, QAM – Quadrature Amplitude Modulation) изменяется как фаза, так и амплитуда несущего сигнала. Это позволяет увеличить количество кодируемых в единицу времени бит и при этом существенно повысить помехоустойчивость их передачи по каналу связи. В настоящее время число кодируемых информационных бит на одном интервале может достигать 8 -9, а число позиций сигнала (возможных комбинаций единиц и нулей) в сигнальном пространстве – 256… 512.

Квадратурная амплитудная модуляция • Квадратурное представление сигналов является удобным и достаточно универсальным средством их Квадратурная амплитудная модуляция • Квадратурное представление сигналов является удобным и достаточно универсальным средством их описания. Квадратурное представление заключается в выражении колебания линейной комбинацией двух ортогональных составляющих – синусоидальной и косинусоидальной: • где x(t) и y(t) – биполярные дискретные величины.

Амплитудно-фазовая модуляция с подавлением несущей • Амплитудно-фазовая модуляция с подавлением несущей (CAP – Carrier Амплитудно-фазовая модуляция с подавлением несущей • Амплитудно-фазовая модуляция с подавлением несущей (CAP – Carrier less Amplitude Phase modulation) является одним из наиболее широко используемых на цифровых абонентских или DSL (Digital Subscriber Line) линиях способов модуляции. САР-модуляция представляет собой одну из разновидностей КАМ. Ее особенность заключается в специальной обработке модулированного информационного сигнала перед отправкой в линию. В процессе этой обработки из спектра модулированного сигнала исключается неинформативная составляющая, соответствующая сигналу несущей частоты. Такие манипуляции со спектром выполняются для обеспечения большей энергетики сигнала и уменьшения уровня перекрестных помех у сигналов, которые передаются одновременно по одной линии связи.

Многочастотный способ модуляции • Многочастотный способ модуляции (DMT – Discrete Multi Tone) в настоящее Многочастотный способ модуляции • Многочастотный способ модуляции (DMT – Discrete Multi Tone) в настоящее время является одним из основных методов модуляции, используемых в наиболее перспективных технологиях x. DSL – ADSL и VDSL. В DMT в отличие от САР используется целый набор несущих частот, количество которых определяется числом каналов в полосе частот, занимаемой спектром DMT-сигнала. В большинстве случаев в полосе частот, занимаемой сигналом DMT, размещается 256 частотных каналов. Каждый из этих каналов имеет ширину 4, 3 к. Гц и служит для организации независимой передачи данных.

Задача оптимального приёма • Обеспечение помехоустойчивости одна из важнейших радиотехнических задач. Помехи возникают как Задача оптимального приёма • Обеспечение помехоустойчивости одна из важнейших радиотехнических задач. Помехи возникают как в среде, через которую передается сигнал, так и в устройствах преобразующих сигнал. Целью теории является получение математического выражения, описывающего такие преобразования входного воздействия, чтобы выделение полезного сообщения из смеси, образованной сигналом и шумом осуществлялось наилучшим образом. Нахождение такого алгоритма принципиально решает задачу синтеза оптимального приемного устройства. Это направление радиотехники получило название теории оптимальных методов радиоприема. • Техническая сторона заключается в проектировании устройства, обеспечивающего наилучший прием полезного сообщения.

Квадратурный приём • При приеме сигналов со сложными видами модуляции важен точный прием не Квадратурный приём • При приеме сигналов со сложными видами модуляции важен точный прием не только амплитудной, но и фазовой составляющей сигнала. • Для того чтобы не потерять фазу принимаемого сигнала, из сигнала с выхода цифрового фильтра основной избирательности выделяется его синфазная и квадратурная составляющие. Для этого сигнал умножается на тригонометрические функции sin(wпрt) и cos(wпрt). На выходе умножителя на синусоидальную функцию формируется сигнал, описываемый следующей формулой:

Квадратурный приём После пропускания этого сигнала через цифровой фильтр низкой частоты на его выходе Квадратурный приём После пропускания этого сигнала через цифровой фильтр низкой частоты на его выходе остается сигнал квадратурной составляющей входного сигнала.

Квадратурный приём • На выходе умножителя на косинусоидальную функцию формируется сигнал, описываемый следующей формулой: Квадратурный приём • На выходе умножителя на косинусоидальную функцию формируется сигнал, описываемый следующей формулой: • Этот сигнал тоже пропускается через фильтр низких частот с точно такой же частотной характеристикой. На выходе этого фильтра остается сигнал синфазной составляющей входного сигнала.

Структурная схема квадратурного демодулятора. Структурная схема квадратурного демодулятора.

Корреляционный приём • Корреляционный приемник обнаруживает и идентифицирует сигнал, сравнивая его с опорным сигналом. Корреляционный приём • Корреляционный приемник обнаруживает и идентифицирует сигнал, сравнивая его с опорным сигналом. Сравнение осуществляется вычислением коэффициента взаимной корреляции r принятого s(t) и опорного sоп(t) сигналов за время передачи одного символа Тs: Es –энергия сигнала, соответствующего одному символу.

Корреляционный приём • В общем случае коэффициент корреляции может принимать значения от +1 при Корреляционный приём • В общем случае коэффициент корреляции может принимать значения от +1 при идентичных сигналах до -1 при противоположных (антиподных) сигналах. Сигналы, для которых r = 0, называются ортогональными. Примеры противоположных сигналов s 1(t), s 2(t):

 • В качестве опорного сигнала достаточно взять один из этих сигналов, например, s • В качестве опорного сигнала достаточно взять один из этих сигналов, например, s 1(t). При приеме сигнала s 1(t) или s 2(t) на выходе корреляционного приемника будет получен сигнал положительной или отрицательной полярности соответственно.

 • На рисунке дан пример ортогональных, на интервале Тs, сигналов разных частот s • На рисунке дан пример ортогональных, на интервале Тs, сигналов разных частот s 1(t), s 2(t), представляющих « 1» и « 0» . • Для определения принятого символа в корреляционном приемнике необходимы два опорных сигнала, являющихся копиями сигналов s 1(t) и s 2(t). Среднее, на интервале Тs, значение сигнала s 1(t)s 2(t) равно нулю, среднее значение сигнала s 2(t), как и s 1(t), положительно. Чтобы сигналы разных частот были ортогональны, необходимо определенное соотношение между значениями разности частот и длительностью символа – временем интегрирования.

Согласованная фильтрация • Пусть форма обрабатываемого сигнала заранее известна, и нам нужно определить лишь Согласованная фильтрация • Пусть форма обрабатываемого сигнала заранее известна, и нам нужно определить лишь факт присутствия сигнала на фоне шумов. В этом случае фильтр должен вместо сохранения формы сигнала обеспечить его максимальный (по сравнению с шумом) уровень на выходе. Критерием качества обработки в данном случае может служить отношение сигнал/шум, определяемое как: • С/Ш = , где - дисперсия помехи • Согласованная фильтрация нашла широкое применение в радиолокации, поскольку фильтр можно настроить на заранее известный тип принимаемого сигнала.

Неопределенность сигнала • Относительное движение создает весьма значительные сдвиги частоты несущей сигналов в линиях Неопределенность сигнала • Относительное движение создает весьма значительные сдвиги частоты несущей сигналов в линиях связи, в результате чего образуется некоторый диапазон неопределенности по частоте сигнала несущей или, проще говоря, частотную неопределенность.

Функция неопределённости Функция неопределённости

Синхронизация • Синхронизация - это процесс установления и поддержания синхронного состояния. В системах связи Синхронизация • Синхронизация - это процесс установления и поддержания синхронного состояния. В системах связи одна последовательность событий происходит в передатчике, а другая – в приемнике. Они сдвинуты на постоянное время – время распространения сигнала от передатчике к приемнику. Их принято считать синхронными, если одноименные события в них происходят в одинаковом порядке через равные интервалы времени. • При передаче дискретных сообщений, сигналы – это последовательность единичных элементов определенной длинны. Поэтому необходима синхронизация отсчетов времени в передатчике и приемнике.

Синхронизация • Очень часто отсчеты времени называют тактами, а синхронизацию – тактовой. На приемной Синхронизация • Очень часто отсчеты времени называют тактами, а синхронизацию – тактовой. На приемной стороне переданное сообщение восстанавливается путем обработки каждого элемента решающим устройством. Синхронизированная последовательность отсчетов времени, тактовых импульсов, из которых формируются импульсы РУ должна находиться в определенном фазовом соотношении с принимаемым сообщением. • Задача систем синхронизации – вырабатывать опорный сигнал, один или несколько параметров которого совпадают с соответствующими параметрами принимаемого сигнала.