637_Nosov_V.I._Seti_radiodostupa_CH.2_
.pdf
FTs
Цифровой d1 сигнал
FT |
|
d2 |
|
|
|
b |
S P |
|
|
||
|
|
d3 |
Tb d4
Ts
Размещение
i1 |
|
|
Is |
(t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
ЦАП |
ФНЧ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
i2 |
|
|
|
|
2-ФМ |
I |
|
|
АМ |
I |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cos 0t |
s(t) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ген. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
sin |
0t |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
q1 |
|
Qs |
(t) |
|
|
|
|
|
|
2-ФМQ |
|
|
|
АМQ |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
ФН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
q2 |
ЦАП |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 4.4 Модулятор 16-КАМ
Далее необходимо произвести распределение k 4 двоичных потоков символов в сигнальных точках на фазово-амплитудной плоскости (созвездии) М = 16-позиционного модулятора. Для этого k 4 двоичных цифровых потоков символов в устройстве размещения модулятора преобразуются путем операции размещения в n 2 потоков символов i1,i2 , которые используются
для амплитудной и фазовой модуляции синфазной составляющей несущего колебания модулятора, и в n 2 потоков символов q1,q2 , которые
используются для амплитудной и фазовой модуляции квадратурной составляющей несущего колебания модулятора рис. 4.4. Работа устройства размещения будет рассмотрена далее. Количество потоков символов n в синфазном и квадратурном каналах на выходе устройства размещения определяется из уравнения
n |
k |
|
4 |
2. |
(4.16) |
|
|
||||
2 |
2 |
|
|
||
Полученные на выходе устройства размещения n 2 потоков символов в |
|||||
синфазном канале i1,i2 и в квадратурном канале |
q1,q2 поступают в |
||||
цифроаналоговые преобразователи ЦАП. В цифроаналоговых преобразователях каждые n 2 потоков символов преобразуются в N – уровневые аналоговые сигналы
N |
=2n =22 =4 и N =2n =22 |
=4.. |
(4.17) |
I |
Q |
|
|
111
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
u(t) |
|
|
|
Tb |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
d1 |
|
1 |
|
|
5 |
|
|
|
9 |
|
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
d2 |
|
2 |
|
|
6 |
|
|
|
10 |
|
|
|
|
14 |
|
|
Ts |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
d3 |
|
3 |
|
|
7 |
|
|
|
11 |
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
d4 |
|
4 |
|
|
8 |
|
|
|
12 |
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
Т.1 |
|
|
Т.12 |
|
|
|
Т.14 |
|
|
|
|
Т.6 |
|
i1 i2 
q1 
q2 
Is (t) 3
1
1
3
Qs (t) 3
1
1
3
t t t t
t
t
Рис. 4.5 Временные диаграммы работы модулятора 16-КАМ
Как следует из уравнения |
(4.3) k 4 |
потоков символов должны |
обеспечить формирование на фазово-амплитудной плоскости модулятора |
||
M 2k |
24 16 |
(4.18) |
сигнальных точек.
Для четного значения k 4 в модуляторе рис. 4.4 формируется квадратное множество сигнальных точек (созвездие), при этом количество уровней сигналов в синфазном и квадратурном каналах равно
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
I |
N 2n 2k 2 |
|
M |
16 4. |
(4.19) |
|||
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
112 |
|
|
|
|
|
|
|
Чтобы обеспечить равномерное (эквидистантное) распределение сигнальных точек в созвездии, значения уровней сигналов в синфазном и квадратурном каналах принимаются равными рис. 4.5
Uвых ЦАП 1, |
3. |
(4.20) |
Алгоритм работы ЦАП, т.е. соответствие в синфазном и квадратурном каналах двух цифровых потоков символов и четырехуровневых сигналов, приведены в таблице 4.4.
Таблица 4.4 Преобразование потоков символов в ЦАП при 16-КАМ.
№ |
|
Входные сигналы в каналах |
Выходной сигнал ЦАП |
|
||
|
|
|
I (Q) |
|
|
|
|
|
i1 ( q1 ) |
|
i2 ( q2 ) |
|
|
1 |
|
0 |
|
0 |
+3L |
|
2 |
|
0 |
|
1 |
+1L |
|
3 |
|
1 |
|
0 |
–1L |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
1 |
|
1 |
–3L |
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
выходов ЦАП |
многоуровневые |
сигналы синфазного Is (t) и |
|||
квадратурного Qs (t) каналов рис. 4.5 поступают на фильтры нижних частот
ФНЧ, которые выполнены в виде фильтров Найквиста и используются для ограничения полосы частот модулирующего сигнала, т.е. для формирования коэффициента скругления (roll off factor) (см. раздел 1.1). Величина коэффициента скругления обычно выбирается в пределах 0,1 0,5.
После ФНЧ многоуровневые сигналы подаются на амплитудные модуляторы синфазного АМI и квадратурного АМQ каналов. На вторые входы
этих модуляторов подаются от генератора сигналы несущей частоты синфазного канала cos 0t и квадратурного канала sin 0t промодулированные
по фазе в двухпозиционных фазовых модуляторах 2 ОФМI |
и |
2 ОФМQ . |
|
Фазовая модуляция на 180 |
в синфазном канале |
0 |
или 180 , в |
квадратурном канале 90 или 270 |
осуществляется первым из n 2 цифровых |
||
потоков символов в каждом из квадратурных каналов. Необходимо отметить, что посредством двухпозиционной фазовой модуляции осуществляется передача знака уровней. Так, при передаче уровня со знаком плюс используется значение фазы 0 в синфазном канале и 90 в квадратурном канале, а при передаче уровня со знаком минус используется значение фазы 180 в синфазном канале и 270 в квадратурном канале. По этой причине алгоритм работы ЦАП составляется таким образом, чтобы при изменении символа в первом из n двоичных потоков символов на выходе ЦАП изменялся знак при соответствующем уровне таблица 4.4.
113
При этом на выходах амплитудных модуляторов получаются квадратурные сигналы промодулированные по амплитуде и фазе. После суммирования этих сигналов на выходе модулятора получается сигнал 16КАМ, количество сигнальных точек, на созвездии которого соответствует квадратному множеству точек рис. 4.7.
f1(t1)
f2(t2) f3(t3) f4(t4)
f1(t1)
f2(t2) f3(t3) f4(t4)
f1(t1) f2(t2) f3(t3) f4(t4)
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0.05 |
0.1 |
0.15 |
0.2 |
0.25 |
0.3 |
|
|
0.35 |
|
|
|
0.4 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t1 t2 t3 t4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
0 |
0.05 |
0.1 |
0.15 |
0.2 |
0.25 |
0.3 |
|
|
0.35 |
|
|
|
0.4 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t1 t2 t3 t4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0.05 |
0.1 |
0.15 |
0.2 |
0.25 |
0.3 |
0.35 |
0.4 |
|||
|
|
|
|
|
|
t1 t2 t3 t4 |
|
|
|
|
|
в)
Рис. 4.6 Временные диаграммы работы модулятора а) – сигнал на выходе амплитудного модулятора синфазного канала; б) – сигнал на выходе амплитудного модулятора квадратурного канала; в) – сигнал на выходе модулятора 16-КАМ для точек на созвездии 1, 12, 14, 6.
114
В устройстве размещения рис. 4.4 четырем потокам символов d1,d2 ,d3,d4 ставятся в соответствие два двоичных потока i1,i2 в синфазном канале и два двоичных потока q1,q2 в квадратурном канале. Затем в ЦАП этим двум потокам
в соответствии с таблицей 4.4 ставятся в соответствие четыре уровня сигналов. Первые двоичные потоки i1 и q1 осуществляют двухпозиционную фазовую
модуляцию сигнала несущей частоты в синфазном и квадратурном каналах. А четырехуровневые сигналы осуществляют амплитудную модуляцию в этих двух каналах после фазовых модуляторов. После суммирования амплитуднофазомодулированных сигналов каждое из четырех состояний двоичных потоков i1,i2 и q1,q2 формирует сигнальную точку на созвездии рис. 4.7.
|
|
Q |
|
|
|
13 |
9 |
+3 |
5 |
1 |
|
14 |
10 |
+1 |
6 |
2 |
|
-3 |
-1 |
|
+1 |
+3 |
I |
15 |
11 |
|
7 |
3 |
|
|
|
-1 |
|
|
|
16 |
12 |
|
8 |
4 |
|
|
|
-3 |
|
|
|
Рис. 4.7 Созвездие 16-КАМ |
|
|
|||
Таким образом, из проведенных рассуждений следует, что в устройстве размещения каждому из шестнадцати состояний четырех потоков символов d1,d2 ,d3,d4 ставится в соответствие сигнальная точка на созвездии. Делается
это посредством формирования двух двоичных потоков i1,i2 для синфазного и двух двоичных потоков q1,q2 для квадратурного канала. Следовательно, работа
устройства размещения может быть представлена кодовой таблицей, в которой шестнадцати состояниям потоков символов d1,d2 ,d3,d4 соответствуют
шестнадцать состояний двоичных потоков i1,i2 ,q1,q2 .
Для создания кодовой таблицы устройства размещения воспользуемся разбиением (прореживанием) сигнальных точек созвездия 16-КАМ рис. 4.7 на подмножества с возрастающим расстоянием между элементами рис. 4.8. Из
115
результатов прореживания рис. 4.8 следует, что, например, двенадцатой точке созвездия рис. 4.7 соответствует комбинация четырех потоков символов
d4d3d2d1 0110 . |
(4.21) |
В то же время этой же двенадцатой точке созвездия, согласно алгоритма работы ЦАП таблица 4.4, соответствует комбинация двух потоков i1i2 в
синфазном канале и двух потоков q1q2 в квадратурном канале |
|
i1i2q1q2 1011. |
(4.22) |
В соответствии с рассуждениями, использованными при получении выражений (4.21) и (4.22), можно составить кодовую таблицу соответствия сигнальным точкам на созвездии комбинаций четырех потоков символов d1d2d3d4 и комбинаций двоичных потоков в синфазном и квадратурном каналах
i1i2q1q2 таблица 4.5.
С выхода приемника сигнал с 16-КАМ поступает на один из входов фазовых детекторов синфазного и квадратурного каналов. На вторые входы этих фазовых детекторов поступают опорные сигналы cos 0t для синфазного
канала и sin 0t для квадратурного канала. Опорный сигнал (восстановленную
несущую) вырабатывает генератор, который с помощью системы синхронизации (петли ФАПЧ) фазируется под фазу входного сигнала 16-КАМ.
После фильтрации побочных продуктов перемножения входных и опорных сигналов в фильтрах нижних частот ФНЧ на выходах фазовых детекторов синфазного и квадратурного каналов получаются сигналы основной полосы (base band), в данном случае четырехуровневые сигналы Is (t) и Qs (t) .
Переходы между уровнями в четырехуровневых сигналах несут информацию о тактовой частоте символов, поэтому они используются в выделителе тактовой частоты символов FTs . Тактовая частота символов
подается на решающие устройства, аналогово-цифровые преобразователи и устройство деразмещения.
Врешающих устройствах принимается решение о принятом на интервале текущего символа уровне и это решение в виде одного из четырех принятых уровней подается на аналогово-цифровые преобразователи. В АЦП каждому из принятых уровней в соответствии с алгоритмом работы АЦП ставятся в соответствие по два цифровых потока в синфазном i1,i2 и квадратурном q1,q2 .
Вустройстве деразмещения каждой из комбинаций двух цифровых потоков в синфазном i1,i2 и квадратурном q1,q2 каналах ставится в
соответствии с алгоритмом деразмещения одна из 2k 24 комбинаций четырех цифровых потоков символов d1,d2 ,d3,d4 . В параллельно-последовательном
преобразователе четыре цифровых потока символов d1,d2 ,d3,d4 преобразуются в цифровой поток с битовой скоростью Rb k Rs .
116
|
|
|
|
0 |
|
|
1 |
|
d 1 |
|
|
|
|
|
0 |
|
1 |
|
|
|
|
0 |
|
1 |
d 2 |
|
|
0 |
1 |
|
0 |
|
1 |
|
0 |
1 |
|
|
0 |
1 |
d 3 |
0 1 |
0 1 |
0 |
1 |
|
0 1 |
0 1 |
0 1 |
0 |
1 |
0 |
1d 4 |
||
13 |
15 |
10 |
|
12 |
|
11 |
|
9 |
|
16 |
|
14 |
|
0000 |
0100 |
0010 |
|
0110 |
0001 |
|
0101 |
|
0011 |
|
0111 |
|
|
7 |
5 |
|
4 |
|
2 |
|
1 |
|
3 |
6 |
|
8 |
|
1000 |
1100 |
|
1010 |
|
1110 |
|
1001 |
|
1101 |
1011 |
|
1111 |
|
|
|
Рис.4.8 Прореживание созвездия при 16-КАМ |
|
|
|
|
|||||||
Таблица 4.5 Кодовая таблица размещения при 16-КАМ |
|
|
|
||||||||||
|
|
Состояния потоков |
|
Состояния |
Значения |
|
|||||||
Номер |
|
|
|
|
|
потоков |
|
уровней |
|
|
|||
сигнальной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
точки |
d4 |
d3 |
d2 |
d1 |
i1 |
i2 |
q1 |
q2 |
I |
|
|
Q |
|
1 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
+3 |
+3 |
||
2 |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
+3 |
+1 |
||
3 |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
+3 |
|
-1 |
|
4 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
+3 |
|
-3 |
|
5 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
+1 |
+3 |
||
6 |
|
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
+1 |
+1 |
||
7 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
+1 |
|
-1 |
|
8 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
+1 |
|
-3 |
|
9 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
-1 |
|
+3 |
|
10 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
-1 |
|
+1 |
|
11 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
-1 |
|
|
-1 |
12 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
-1 |
|
|
-3 |
13 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
-3 |
|
+3 |
|
14 |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
-3 |
|
+1 |
|
15 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
-3 |
|
|
-1 |
16 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
-3 |
|
|
-3 |
|
|
|
|
|
|
117 |
|
|
|
|
|
|
|
Структурная схема демодулятора 16-КАМ приведена на рис. 4.9.
ФД синфазный 
ФНЧ 
Is (t) РУ
|
|
cos0t |
|
М-КАМ |
|
|
FT |
|
Uоп |
s |
|
|
|
||
|
Ген. |
ВТЧ |
|
|
|
||
|
|
2 |
|
|
ФАПЧ |
sin 0t |
|
|
|
|
|
|
|
ФНЧ |
Qs (t) РУ |
|
|
ФД квадратурный |
|
1 |
|
|
i1 |
2 |
|
АЦП |
|
|
|
||
3 |
|
i2 |
|
|
|
||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
q1 |
2 |
|
|
|
|
|
3 |
АЦП |
q2 |
|
||
|
|
4
Деразмещение
FTS d1
d2 FTb
d3 |
|
P S |
|
|
|
|
|||||
|
|
Tb |
|||
d4 |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
TS |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рис. 4.9 Когерентный демодулятор 16-КАМ
Восстановление несущей частоты (опорного сигнала) при 16-КАМ производится также как и при М-ОФМ (см. раздел 3.2.5.2.1).
Процесс восстановления опорного колебания должен быть настолько точным, чтобы фазовая ошибка имела малую величину, как постоянной составляющей, так и флюктуации (фазового дрожания).
Один из методов восстановления несущей частоты состоит в том, что сигнал промежуточной частоты проходит через нелинейность, выбранную таким образом, чтобы образовать спектральную линию на несущей частоте или нескольких кратных частотах, и затем эта спектральная составляющая выделяется на устройстве с ФАПЧ (PLL).
Другой метод состоит в том, что составляющая несущей частоты может быть получена с помощью детектирования информационного потока, осуществленного так, чтобы удалить модуляцию в сигнале промежуточной частоты.
Третьим методом является метод прямого решения, особенно подходящий для многоуровневой КАМ. Выходами аналого-цифровых преобразователей АЦПI и АЦПQ являются цифровые потоки, представляющие из себя последовательности переданных данных. Из-за аддитивного шума, межсимвольной интерференции и других искажений значения выходных цифровых сигналов не будут совпадать с М дискретными сигнальными точками на фазово-амплитудной плоскости.
Другими словами они будут лежать внутри небольших круговых областей вокруг каждой из этих точек. Для случая 16-КАМ эти небольшие
118
круговые площади показаны затемненными на рисунке 4.10. Они наложены на шаблон, состоящий из 64 квадратных областей, координаты которых хранятся в цифровой памяти устройства выделения несущей частоты.
Выходные выборки, попадающие в черные (серые) области, показывают, что есть необходимость во вращении по часовой стрелке (против часовой стрелки) совокупности выходных сигналов, что приводит к положительным (отрицательным) управляющим приращениям. Временная последовательность управляющих приращений проходит фильтр нижних частот и поступает в виде сигнала ФАПЧ на генератор опорного сигнала, чтобы управлять несущей частотой и фазой опорного сигнала (синхронизация несущей) рисунок 4.10.
4.3 Тридцатидвухпозиционная КАМ
Структурная схема модулятора 32-КАМ приведена на рис. 4.11, а на рис. 4.12 временные диаграммы его работы.
На вход модулятора поступает цифровой поток бит со скоростью R бит/с и параметрами
Q
P |
Рисунок 4.10 Восстановление опорного сигнала при 16-КАМ.
119
FTs
Цифровой d1 сигнал d2 
FTb S
P d3
Tb d4 d5
Ts
Размещение
i1 |
|
Is |
(t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
i2 |
ЦАП |
ФНЧ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
i3 |
|
|
|
|
|
|
|
2-ФМI |
|
|
АМI |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cos0t |
s(t) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Ген. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
sin |
0t |
|
|
|
|||||||
|
q1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qs (t) |
|
|
|
|
|
|
2-ФМQ |
|
|
|
АМQ |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
q2 |
ЦАП |
ФН |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
q3 |
|
|
|
Ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 4.11 Модулятор 32-КАМ
|
FT 1 Tb , |
|
|
|
(4.23) |
|
|
b |
|
|
|
|
|
где FT |
– тактовая частота следования бит, Tb |
– длительность бита. |
||||
b |
|
|
|
|
|
|
Этот |
цифровой поток разделяется |
на |
k 5 |
потоков d1,d2 ,d3,d4 ,d5 |
||
символов |
|
|
|
|
|
|
|
k log2 M log2 32 5, |
FT FT |
k, |
Ts k Tb ,, |
(4.24) |
|
|
|
s |
b |
|
|
|
где M 32 – позиционность модуляции, |
|
FT ,Ts |
– тактовая |
частота и |
||
|
|
|
|
s |
|
|
длительность символа, соответственно.
Далее необходимо произвести распределение пяти двоичных потоков символов в сигнальных точках на фазово-амплитудной плоскости (созвездии) 32-позиционного модулятора. Для этого пять двоичных цифровых потоков символов в устройстве размещения модулятора преобразуются путем операции размещения в три потока символов i1,i2 ,i3 , которые используются для
амплитудной и фазовой модуляции синфазной составляющей несущего колебания модулятора, и в три потока символов q1,q2 ,q3 , которые
используются для амплитудной и фазовой модуляции квадратурной составляющей несущего колебания модулятора рис. 4.11. Количество потоков символов в синфазном и квадратурном каналах n на выходе устройства размещения при нечетном k определяется из уравнения
120