576_Maglitskij_B.R._Modelirovanie_ehlementov_i_sistem_TSRS_v_SKM_MATLAB_

На диаграммах рисунка 1.11 показан пример формирования сдвига фазы ∆φк для фрагмента исходного сигнала bк в соответствии с таблицей 1.2. При этом предполагается, что к началу рассмотрения процесса (начало координат) величина ∆φк = 0. На двух нижних диаграммах приведены манипулирующие сигналы квадратурных каналов, которые должны быть сформированы дифференциальным кодером фазы.

На рисунке 1.12 показан процесс формирования соответствующей диаграммы фазовых переходов. Цифрами над стрелками обозначены последовательные фазовые переходы.

Таким образом, при π/4-квадратурной относительной фазовой модуляции, максимальный скачок фазы равен 1350, а все другие значения мгновенной фазы радиосигнала кратны значению π/4. Ни одна траектория фазовых переходов для этого способа модуляции не проходит через начало координат. В результате огибающая радиосигнала имеет меньшие провалы по сравнению с квадратурной фазовой модуляцией.

Также важно, что при данном способе модуляции каждая новая пара информационных битов определяет не полную фазу несущего колебания, а только приращение этой фазы для интервала с номером i относительно полной фазы комплексной огибающей на интервале с номером (i – 1).

161

Алгоритм формирование амплитуд квадратурных составляющих Iк и Qк записывается [2]:

Ik =cosφk = cos (φk-1 + ∆φk) = cos φk-1 cos ∆φk – sin φk-1 sin ∆φk=

= Qk-1 cos [∆φk Xk, Yk] + Ik-1 sin [∆φk (Xk ,Yk)]

Выполнение вычислений упрощается тем, что каждая из величин cos∆φk, sin ∆φk может принимать в соответствии с рисунком 1.11 одно из пяти дискретных значений: 0; 0,7; -0,7; 1; -1.

С целью более глубокого понимания излагаемого материала рассмотрим пример вычисления квадратурных манипулирующих сигналов Ik и Qk. Пусть начало рассмотрения соответствует фазе несущей частоты π/4 (диаграмма фазовых переходов на рис. 1.13 а).

163

-π/2 +

а)

Ik

1

0,7

t

0

-0,7 -1

Длительность символа

Qk

1

0,7

t

0

-0,7 -1

б)

Рис. 1.13. Пример вычисления квадратурных манипулирующих сигналов

164

При переходе в точку со значением фазы несущей будут вычислены следующие значения Iк и Qк (момент времени 1 на диаграммах рисунка 1.13 а):

Ik = ( 2 / 2) х ( 2 / 2) – ( 2 / 2) х ( 2 / 2) = 0,

Qk = ( 2 / 2) х ( 2 / 2) + ( 2 / 2) х ( 2 / 2) = 1.

Характеристики помехоустойчивости некогерентной демодуляции с автокорреляционным преобразованием OQPSK сигналов и π/4DQPSK сигналов в каналах с аддитивным белым гауссовым шумом одинаковы [2].

165

2. Выполнение лабораторной работы

Задача 1: проанализировать сигнальные «созвездия», диаграммы фазовых переходов и глаз–диаграммы сигналов QPSK, OQPSK и DQPSK. Схема лабораторной модели приведена на рисунке 2.1.

Рис. 2.1. Схема модели для проведения исследований

При выполнении задачи использовать блоки библиотеки Simulink:

Bernoulli Binary Generator: Communication Blockset–Comm Soueces–Data Souerces;

QPSK Modulator Baseband: Communication Blockset–Modulation–Digital Baseband Modulation;

OQPSK Modulator Baseband: Communication Blockset – Modulation ‒ Digital Baseband Modulation;

DQPSK Modulator Baseband: Communication Blockset–Modulation‒Digital Baseband Modulation;

Zero-Order Hold: Simulink‒Discrete;

Spectrum Scope Simulink: Communication Blockset‒Signal Processing–Spectrum Scope;

Discrete-Time Signal Traiectory Scope: Communication Blockset–Comm Sinks;

Discrete-Time Eye Diagram Scope: Communication Blockset–Comm Sinks; Discrete-Time Scatter Plot Scope: Communication Blockset–Comm Sinks.

166

1.1.Собрать модель для исследования модулятора QPSK.

1.2.Установить параметры блоков модели (табл. 2.1).

Табл. 2.1. Параметры блоков модели модулятора QPSK

Bernoulli Binary Generator

(Имитатор ЦС – генератор случайного сигнала в формате NRZ)

Продолжение табл. 2.1

1.3.Запустите модель.

1.4.Пронаблюдать и проанализировать сигнальное «созвездие», диаграмму фазовых переходов и глаз–диаграмму сигнала QPSK при р(0) = р(1) = 0,5.

1.5.Зарисовать осциллограммы в отчет по лабораторной работе.

1.6.Выполнить анализ энергетического спектра QPSK при р(0) = р(1) = 0,5.

1.7.Рассчитать спектральную эффективность для сигналов QPSK.

1.8.Закройте модель.

1.9.Собрать модель для исследования модулятора DQPSK.

1.10.Установить параметры блоков модели (табл. 2.2).

Табл. 2.2. Параметры блоков модели модулятора DQPSK

Bernoulli Binary Generator

168

Продолжение табл. 2.2

1.11.Запустите модель.

1.12.Пронаблюдать и проанализировать сигнальное «созвездие», диаграмму фазовых переходов и глаз–диаграмму сигнала DQPSK при р(0) = 0,5 и значениях параметра модулятора Phase rotation = pi/4; pi/8; pi/16.

1.13.Зарисовать осциллограммы в отчет по лабораторной работе.

1.14.Выполнить анализ энергетического спектра DQPSK при

р(0) = р(1) = 0,5.

1.15.Рассчитать спектральную эффективность для сигнала DQPSK.

1.16.Закройте модель.

1.17.Собрать модель для исследования модулятора OQPSK.

1.18.Установить параметры блоков модели (табл. 2.3).

169

Табл. 2.3. Параметры блоков модели модулятора OQPSK

Bernoulli Binary Generator