2.3 Дискретный канал с фазовой модуляцией

Упрощенная структурная схема дискретного канала с фазовой модуляцией (ФМ) приведена на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 – Упрощенная структурная схема дискретного канала с фазовой модуляцией

Назначение элементов схемы ПФПРД и ПФПРМ, УС, ОА в этой схеме такое же, как в схеме системы с ЧМ.

Как известно, оптимальный в смысле минимальный вероятности ошибки метод передачи двоичных сигналов заключается в представлении модулирующего сигнала («0» или «1») противоположными сигналами. Наиболее характерным примером таких сигналов являются сигналы фазовой модуляции, в которых фаза скачком меняется между двумя значениями, отличающимися на 180^о.

Если при частотной модуляции информация о виде модулирующего сигнала заложена в значение несущей частоты, то при фазовой модуляции информационным параметром является фаза передаваемого сигнала.

Процесс модуляции осуществляется в фазовом модуляторе, а демодуляция – в фазовом демодуляторе.

При поступлении единичного элемента 1 на вход модулятора сигнал на выходе модулятора совпадает по фазе с несущей, а при поступлении единичного элемента 0 – сдвинут по фазе на 180^о.

В фазовом демодуляторе принимаемый фазомодулированный сигнал сравнивается по фазе с эталонным сигналом, который называется обычно опорным . Последний должен совпадать как по частоте, так и по фазе с несущей на передаче. Если принимаемый сигнал на единичном интервале времени совпадает по фазе с опорным, то выносится решение о том, что передавался элемент 1. Если же фазы принятого и опорного сигнала отличаются на 180^о, то делаем вывод о том, что передавался элемент 0.

Таким образом, системы с ФМ, в принципе, предусматривают необходимость когерентного приема и являются «непрозрачными», т.е. передают только изохронные сигналы.

Одной из основных проблем при демодуляции ФМ сигнала является проблема получения опорного напряжения. В качестве опорного напряжения можно использовать: напряжение высокостабильного местного генератора (рисунок 2.4); пилот – сигнал, передаваемый по специальному каналу от передатчика; напряжение, выделяемое из принимаемого рабочего сигнала.

Однако всем известным методам получения опорного напряжения присущ одинаковый недостаток: из-за воздействия различных неконтролируемых факторов возможны случайные изменения фазы опорного напряжения на 180^о. Кроме того, при определенных условиях возможны скачки фазы на 180^о и напряжения несущей передатчика. Положение усугубляется тем, что учесть эти факторы практически невозможно. При этом даже в отсутствие помех все элементы принимаются «наоборот» («0» вместо «1» и «1» вместо «0»), или, как говорят, возникает явление «обратной работы», которое будет продолжаться до следующего скачка фазы. Возможность «обратной работы» является существенным недостатком фазовой модуляции или, как ее иначе называют, абсолютной фазовой модуляции для того, чтобы подчеркнуть ее отличие от относительной фазовой модуляции.