Амплитудная и Фазовая манипуляция в радиосвязи

Рекомендую почитать статьи на тему отличие модуляции от манипуляции и про спектр действительного сигнала, чтобы больше вникнуть в тему.

Амплитудная модуляция

У двоичной амплитудной модуляции есть два значения амплитуды высокий уровень и низкий уровень в зависимости от того, какую информацию мы передаем 1 или 0. Векторная диаграмма показана ниже, тому значению сигнала, когда у нас высокий уровень будет соответствовать длинный вектор (синий), а низкому уровню — короткий вектор (красный). 

Амплитудно модулированное колебание

Начальная фаза равна нулю, вектора лежат на на оси х. Если мы зададим начальную фазу, например 45 градусов, то вектора поднимутся.

Меняем фазу сигнала

Векторы, также направлены в одну сторону. Потому что в амплитудной манипуляции меняется только амплитуда, а начальная фаза не изменилась, векторы отклонились от оси х

Многопозиционная амплитудная манипуляция

Другой пример, амплитудная модуляция, но 4-х позиционная, когда амплитуда принимает четыре разных значения. Следовательно у нас будет 4 вектора.

4-х позиционная амплитудная модуляция

4 точки на графике соответствуют четырем разным амплитудам. Эти точки показывают, где заканчивается вектор. По этим точкам можно определить амплитуду, фазу сигнала в конкретный момент времени. Такая векторная диаграмма называется звездной диаграммой или созвездием. 

Запишите модулированный сигнал Sam(t) в виде аналитического сигнала и Baseband (сигнала с нулевой несущей)

модулированный сигнал

  • D(t) — определяет амплитудную модуляцию, закон изменения амплитуды во времени.
  • A0 — это средняя амплитуда.
  • В формуле z(t) выше, мы вместо cos написали мнимую экспоненту. z(t) это аналитический сигнал для амплитудно-модулированного сигнала.
  • zв(t) — комплексная огибающая, сигнал без несущей. 

Фазовая модуляция

При фазовой манипуляции (ФМн) изменяемым параметром является фаза гармонического колебания. На картинке ниже BPSK сигнал. 

BPSK сигнал

На картинке выше есть векторная диаграмма, которая представлена в виде точек для двоичной фазовой манипуляции. Здесь амплитуда не меняется, если посмотрим на осциллограмму, то видим, что фаза меняется на 180 градусов. 

Синей осциллограмме соответствует синяя точка, а розовой красная точка. Если амплитуда не меняется, то длина радиус вектора тоже не меняется. 

Созвездия фаза-манипулированных и КАМ сигналов

  • Двоичную фазовую манипуляция, ее мы рассмотрели выше. 
  • Четверичная фазовая манипуляция QPSK, вектор принимает 4 разных значения. Амплитуда постоянна, меняется только угол. 

Созвездия фаза-манипулированных

  • Восьмеричная фазовая манипуляция 8PSK, амплитуда постоянная. Расстояние между точками одинаковое. Меняется только фаза, угол между осью х и каждой конкретной точкой. 
  • Для квадратурно-амплитудных сигналов QAM16, когда изменяется и фаза и амплитуда, получаются более интересные созвездия. Каждую точку мы можем описывать через амплитуду и фазу, но это будет не удобно, а можем описывать через координаты в этой прямоугольной системе координат. Для каждой точки мы имеем две координаты. 

Созвездия АФМ сигналов

Здесь, на картинке ниже, изменяется и амплитуда (длина вектора) и фаза (угол между осью х и вектором). Информация кодируется в двух параметрах, амплитуда и фаза. 

амплитудно фазовая модуляция созвездие

Если остались вопросы задавайте в комментариях. Спасибо за прочтение статьи. Еще больше тем по радиосвязи в разделе сайта «Радиосвязь».

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector