Për të rritur shkallën e transferimit të të dhënave, përdoret i ashtuquajturi modulim i amplitudës kuadratike QAM, i cili është pamje amplitudë-fazore modulimi. QAM përdoret në modemet kabllore, standard televizioni dixhital DVB-C si dhe në transmetim dixhital Gama e mikrovalëve.
Figura 1. Diagrami vektorial i një sinjali 16-QAM (majtas) dhe një konstelacioni i një sinjali 32-QAM (djathtas)
Në QAM me 16 pozicione (16-QAM), ka katër vlera sinjali për secilin nga komponentët kuadratikë I dhe Q. Kjo arrin 16 vlera totale të sinjalit.
Duke ditur se 16 = 2 4, marrim se katër bit mund të transmetohen në një simbol në 16-QAM. Do të thotë se norma e simboleve në këtë formë modulimi, rezulton katër herë më pak se biti, d.m.th. e barabartë me 1/4 e shpejtësisë së bitit. Kështu, lloji i dhënë modulimi lejon organizimin e transmetimit spektralisht më efikas të të dhënave. Për sa i përket shpejtësisë së bitit, ky lloj modulimi është shumë më efikas se modulimi fazor binar (BPSK), me katër pozicione (QPSK) ose me tetë pozicione (8 PSK). Duhet të theksohet menjëherë se QPSK dhe 4-QAM janë në të vërtetë i njëjti lloj modulimi.
Një lloj tjetër QAM është 32-QAM. Karakteristikat e tij janë si më poshtë: gjashtë vlera sinjali për I dhe për Q secila, e cila përfundimisht jep 6 × 6 = 36 pikë konstelacioni për sinjalin total. Ky lloj modulimi është i pajisur me një veçori të veçantë.
Si rezultat, numri i vlerave 36 nuk korrespondon me të dhënat origjinale, pasi shumë i madh, (36> 32). Prandaj, katër vlerat e sinjalit "kënd" (të cilat përbëjnë pjesën më të madhe të fuqisë së transmetuesit) janë hequr.
Kjo zvogëlon sasinë e fuqisë dalëse që duhet të prodhojë transmetuesi. Duke supozuar 32 = 2 5, marrim një shpejtësi bit prej 5 bps dhe një normë simboli 1/5.
Literatura:
- Steve C. Cripps Përforcuesit e fuqisë RF për komunikimet me valë - ARTECH HOUSE, INC., 2006
- Marian K. Kazimierczuk RF Amplifiers Power - John Wiley & Sons, Ltd 2008
- Pajisjet transmetuese të radios: tekst shkollor për universitetet; ed. V. V. Shakhgildyan. - Botimi i 3-të, Rev. dhe shtoni. - M .: Radio dhe komunikim, 2003.
Së bashku me artikullin "Modulimi kuadratik (QAM)" lexoni:
Përshkrim
Sinjali i radios përfaqësohet në formën e një skeme pikash dydimensionale në një plan kompleks, pikat në të cilat janë të gjitha simbolet e mundshme paraqitet në formë gjeometrike. Në mënyrë më abstrakte, diagrami tregon të gjitha vlerat që mund të merren si mostra nga një skemë e caktuar manipulimi, si pika në një plan kompleks. Konstelacionet e krijuara nga matjet RF mund të përdoren për të përcaktuar llojin e manipulimit, llojin e ndërhyrjes dhe nivelin e shtrembërimit.
Kur simboli i transmetuar paraqitet si numër kompleks dhe kur sinjali sinus dhe kosinus i frekuencës bartëse është i moduluar me pjesë reale dhe imagjinare, përkatësisht, simboli mund të transmetohet nga dy bartës me frekuencë të njëjtë. Transportues të tillë shpesh quhen kuadraturë... Detektor koherent ( ) është në gjendje të demodulojë të dy transportuesit në mënyrë të pavarur. Parimi i përdorimit të dy bartësve të moduluar në mënyrë të pavarur është në qendër të modulimit kuadratik. Në çelësin e thjeshtë të zhvendosjes së fazës, faza e simbolit modulues bëhet faza e sinjalit bartës.
Nëse simbolet paraqiten si numra komplekse, ato mund të paraqiten si pika në planin kompleks. Shpesh quhen boshtet reale dhe imagjinare në fazë ose boshti I dhe kuadraturë(kuadratura) ose boshti Q. Duke vizatuar pika nga simbole të shumta, mund të merret një konstelacion. Pikat në një diagram shpesh referohen si pikat e sinjalit(ose pikat e konstelacionit). Ata përfaqësojnë shumë simbolet moduluese, kjo eshte alfabet modulues.
Modulimi i koduar me kafaz
Kur përdorni kodim bllok ose konvolucional, imuniteti i zhurmës i komunikimit radio rritet duke zgjeruar brezin e frekuencës dhe duke komplikuar pajisjet e radios pa rritur raportin sinjal-zhurmë (SNR). Për të ruajtur imunitetin ndaj zhurmës në të njëjtin SNR, është e mundur të zvogëlohet brezi i përdorur i frekuencës dhe të thjeshtohet pajisjet e radios duke përdorur modulimin e koduar me kafaz (TCM), i cili u zhvillua për herë të parë në 1982 nga Ungerbock. Në zemër të TCM është një proces bashkëpunues i kodimit dhe modulimit.
Nëse përdoret një kodues / modulator i kombinuar, struktura e përgjithshme e të cilit tregohet në figurë, atëherë biti b0 ju lejon të zgjidhni një nga dy yjësitë që janë marrë gjatë ndarjes së parë. Më tej, zgjedhja përcaktohet në varësi të biteve b1 dhe b2.
Aplikacion
Merrni parasysh zbulimin bazuar në metodën e gjasave maksimale. Kur merr një sinjal radio, demodulatori vlerëson simbolin e marrë, i cili është i shtrembëruar gjatë transmetimit ose marrjes (për shembull, për shkak të zhurmës shtesë të bardhë Gaussian, zbehjes, përhapjes në shumë rrugë, dobësimit, ndërhyrjes dhe papërsosmërisë së pajisjeve radio). Demodulatori zgjedh përshtatjen më të mirë me sinjalin e transmetuar, d.m.th. pika më e afërt e yjësisë për sa i përket metrikës Euklidiane). Kështu, nëse shtrembërimi i sinjalit është mjaft i fortë, atëherë mund të zgjidhet një pikë e ndryshme nga ajo e transmetuar dhe demodulatori do të japë një rezultat të pasaktë. Kështu, distanca midis dy pikave më të afërta të konstelacionit përcakton imunitetin ndaj zhurmës së manipulimit.
Për qëllimin e analizimit të sinjaleve të marra, konstelacioni mund të thjeshtojë zbulimin e llojeve të caktuara të shtrembërimit të sinjalit. Për shembull
- Zhurma Gaussian shfaqet si pika konstelacioni të paqartë
- Ndërhyrja jokoherente e një frekuence duket si rrathë në vend të një pike konstelacioni
- Shtrembërimi i fazës shihet si pika sinjalizuese të shpërndara rreth një rrethi.
- Zbutja e sinjalit çon në faktin se pikat e vendosura në qoshe janë më afër qendrës sesa duhet.
Konstelacionet e sinjalit japin një pamje të ngjashme me diagrami i syrit për sinjale njëdimensionale. Diagramet e syrit përdoren për të përcaktuar nervozizmin në një dimension modulimi.
Shiko gjithashtu
- Diagrami i syrit ( anglisht)
Letërsia
- Prokis J. Komunikimi dixhital. - Per. nga anglishtja // Ed. D. D. Klovsky. - M .: Radio dhe komunikim, 2000. - 800 f. - ISBN 5-256-01434-X
- Sklyar B. Komunikimi dixhital. Baza teorike dhe përdorim praktik... - Per. nga anglishtja - M.: Shtepi botuese"Williams", 2003. - 1104 f. -
Metodat e modulimit në sistemet televizive dixhitale.
Në teknologji komunikimi dixhital teknikat e modulimit luajnë një rol shumë të rëndësishëm. Përveç funksionit të tij kryesor - simboli - konvertimi i sinjalit - procesi i modulimit është pjese e procesi i përgjithshëm përputhja e sinjalit me karakteristikat e kanalit. Metodat moderne të modulimit me shumë pozicione në përputhje të plotë me teoremën e Shannon-it mund të konsiderohen si një mënyrë e kodimit të të dhënave të mesazheve në simbolet e kanalit.
Specifikimi i zgjedhjes së një ose një metode tjetër modulimi në sistemet televizive dixhitale është për shkak të një rrjeti të caktuar të kanaleve të transmetimit në ajër, d.m.th. duke përdorur planet ekzistuese të frekuencës. V vende të ndryshme Kanalet e radios me brez frekuencash prej 6, 7 ose 8 MHz janë të disponueshme. Transmetim dixhital shërbime të ndryshme të cilat duhet të transmetohen në këto breza në kushte normale arrin në sisteme të ndryshme transmetimi rreth 20 Mbps e lart. Kështu, shpejtësia specifike e biteve duhet të jetë afërsisht 4 bit / (s · Hz) në një gjerësi brezi 6 MHz dhe 3 bit / (s · Hz) në një gjerësi brezi 7 ose 8 MHz. Por përfshirja e filtrave në rrugën e transmetimit që specifikojnë faktorin e rrumbullakosjes së spektrit prej 25-35%, si dhe nevoja për të rritur shkallën e transmetimit të të dhënave për shkak të futjes së simboleve të mbrojtjes nga gabimet e kodit, çon në një rritje shtesë të specifikës specifike. norma që tejkalon vlerat teorike të dhëna.
Në teori, llojet e modulimit si 16 QAM, 4 VSB ose 16 PSK mund të ofrojnë efikasitet spektral deri në 4 bit / (s · Hz). Por për këto arsye, ju duhet të rrisni shkallën e modulimit dhe të aplikoni një modulim të rendit më të lartë, si 64 QAM dhe 8 VSP. Në sistemet e shpërndarjes së TV kabllor, ku niveli i interferencës është dukshëm më i ulët se në transmetimin tokësor, është e mundur të rritet më tej norma e modulimit dhe të përdoren 256 QAM dhe 16 VSB.
Vëmë re veçanërisht se shkurtesat për të cilat ka ekuivalente latine dhe pjesërisht ruse zakonisht përdoren për të treguar llojet e modulimit. Sidoqoftë, disa skema të avancuara të modulimit nuk kanë marrë ende emra të saktë terminologjikisht rusë. Për të shmangur konfuzionin, do të përdoren shkurtesat kryesisht latine, dhe aty ku është e përshtatshme, terma dhe shkurtesa ruse.
Konstelacionet e sinjalit
a) Diagramet polare
Një mjet i përshtatshëm për të analizuar karakteristikat e sinjaleve të moduluara është shfaqja e tyre duke përdorur diagrame polare dhe kuadratike në formë yjësitë e sinjalit.
Kur moduloni një valë bartëse, parametrat e saj si amplituda, faza dhe frekuenca mund të ndryshohen. Në lloje të thjeshta modulimi Një mesazh modulues ndryshon vetëm një parametër. Me llojet e kombinuara të modulimit, amplituda dhe faza e bartësit mund të ndryshohen njëkohësisht. V sistemet e njohura televizioni dixhital përdor modulimin e amplitudës me shumë nivele me brezin anësor të poshtëm pjesërisht të shtypur (8-, 16-VSB), modulimin e fazës kuadratike me katër pozicione (QPSK) dhe modulimin e amplitudës kuadratike të fazës (16-, 64-, 256 QAM).
Mënyra më e thjeshtë për të shfaqur marrëdhëniet amplitudë-fazë të një sinjali të moduluar është diagrami polar. Kur ndërtohet një diagram polar, bartësi është një element referimi, në lidhje me të cilin matet këndi i zhvendosjes së fazës dhe ndryshimi në nivelin e sinjalit të moduluar. Moduli i vektorit të rrezes që del nga qendra e rrethit (origjina) karakterizon nivelin relativ të sinjalit elementar, dhe këndi i animit midis vektorit të rrezes dhe disa rreze fillestare karakterizon zhvendosjen e fazës aktuale.
Shfaqja e sinjalit s (t) në diagramin polar korrespondon me "ngrirjen" e tij në kohë, kur regjistrohet vetëm amplituda e sinjalit A dhe zhvendosja e fazës fillestare të tij θ .
b ) Diagramet kuadratike
Modulatorët modernë për sistemet dixhitale transmetimet ndërtohen, si rregull, sipas një skeme katrore. Në të tilla 
Modulatori prodhon një sinjal dalës duke përmbledhur dy sinjale të ndryshme të moduluara, bartësit e të cilëve kanë një zhvendosje fazore 90 ° ndërmjet tyre. Hyrja e dy sinjaleve të brezit bazë të modulatorit të kuadraturës tregohet nga Unë dhe P: Unë(në fazë) i referohet një kanali në të cilin zhvendosja fillestare e fazës së bartësit merret në 0 ° , Q- në kanalin në të cilin transportuesi zhvendoset me 90 °. Për një shfaqje adekuate të hapësirës së sinjalit në daljen e modulatorit kuadratik, diagramet polare shndërrohen në një sistem koordinativ drejtkëndor, në të cilin boshti horizontal Unë vendosni nivelin e sinjalit në kanalin e modalitetit të përbashkët dhe 
në boshtin vertikal P- niveli i sinjalit në kanalin kuadratik. Të gjitha konstruksionet e tjera i përgjigjen diagramit polar, duke marrë parasysh se boshti Unë simbolizon zhvendosjen e fazës zero dhe boshti Q përfaqëson zhvendosjen 90 °. Projeksionet e vektorit të sinjalit në bosht Unë dhe P konsiderohen si përbërës kuadratikë të tij. Oriz. 2 shpjegon kalimin nga diagramet polare në kuadraturë dhe diagramet e plota kuadratike për 4-PSK dhe 8-PSK janë paraqitur në Fig. 3.
Për të thjeshtuar vizatimin e diagramit kuadratik, veçanërisht kur shfaqen sinjale të llojeve moderne të modulimit me shumë pozicione, zakonisht vetëm pikat fundore vektorët me origjinë nga origjina, dhe vetë vektorët, si 
zakonisht anashkalohet. Vetë boshtet shpesh anashkalohen. Unë dhe P, duke nënkuptuar se ato kalojnë nëpër qendrën e simetrisë së figurës. Grupi i plotë i sinjaleve të moduluara të paraqitura në një diagram kuadratura në formën e pikave quhet konstelacioni i sinjalit, dhe vetë sinjalet - pikat e konstelacionit. Forma e konstelacionit të sinjalit korrespondon me llojin e modulimit, dhe distancat midis pikave të konstelacionit karakterizojnë imunitetin ndaj zhurmës kur merrni një sinjal.
Si shembull, Fig. 4 tregon disa yjësi të thjeshta: njëdimensionale për modulimi i amplitudës(AM) dhe dy dimensionale për modulimin e fazës (PM), vendndodhja e pikave të të cilave janë, përkatësisht, një vijë e drejtë dhe një rreth. Duhet të theksohet këtu se konstelacionet AM të paraqitura janë marrë duke përdorur impulse bipolare si sinjal modulues, nivele të konsiderueshme të cilat janë simetrike për nivelin zero. Kur modulohet me impulse negative, faza e sinjalit kthehet në të njëjtën kohë. Prandaj, kjo AM mund të konsiderohet si një lloj FM.
Parimet e modulimit kuadratik
Në shumicën e sistemeve televizive dixhitale, modulatorët dhe demoduluesit ndërtohen në qarqe kuadratike. Modulator kuadraturë është pajisje universale të cilat mund të përdoren 
për të marrë një sinjal bartës të moduluar linear me dy breza anësor, duke përfshirë lloje të tilla si modulimi fazor dhe amplitudë-fazor.
Diagrami bllok i modulatorit të kuadraturës është paraqitur në Fig. 5. Modulatori bazohet në dy modulatorë të balancuar dhe një shtues sinjali RF, në daljen e të cilit formohet një sinjal i moduluar me kuadraturë. s (t). Transportuesit që arrijnë në hyrjet e referencës së modulatorëve të balancuar kanë një zhvendosje të ndërsjellë fazore prej 90 °, d.m.th. janë në katror. Sinjalet moduluese hyrëse x j (t) dhe y 0 (t) janë të kuantizuara në nivel dhe në kohë diskrete. Kohëzgjatja e intervalit të orës së tyre përcaktohet nga frekuenca e orës. Kështu, sinjalet hyrëse janë sinjale të moduluara me amplitudë impulse të brezit bazë (PAM).
Marrja tipe te ndryshme modulimi duke përdorur një modulator kuadratik sigurohet duke aplikuar sinjale bipolare PAM në hyrjet e tij x j (t) dhe y Q (t), të kuantizuara në një numër të ndryshëm nivelesh dhe simetrike rreth zero. Në rastin e “degjeneruar”, d.m.th. kur në njërën nga hyrjet aplikohet tension zero dhe në tjetrin aplikohet një sekuencë binare me nivele relative prej ± 1, funksionon vetëm një kanal dhe modulatori kthehet nga një kuadraturë në një të balancuar konvencionale. Dalja është një sinjal njëdimensional i modulimit të fazës me një ndryshim fazor prej 180 °, që mban 1 bit / simbol. Kur sinjalet binare AIM furnizohen në të dy kanalet e modulatorit, 1 bit / simbol transmetohet në secilin prej kanaleve dhe shkalla totale e transmetimit është 2 bit / simbol. Rezultati është një sinjal 4-PSK, i referuar zakonisht si QPSK (QPSK), por zyrtarisht i referuar si një klasë e gjerë e QPSK. modulimi amplitudë-fazor(CAFM).
Në akordim i imët(balancimi) i modulatorit të kuadratit dhe me rikuperimin e saktë të frekuencave të bartësit dhe të orës në demodulator, sinjalet e informacionit të të dy kanaleve janë plotësisht të pavarura dhe nuk ndikojnë në asnjë mënyrë njëri-tjetrin. Në këtë rast, modeli i kanalit të transmetimit merr formën e treguar në Fig. 6. Meqenëse një palë sinjalesh ortogonale transmetohen njëkohësisht në kanalin e radios (x (t), y (t)), atëherë një kanal i tillë dhe konstelacioni përkatës i sinjalit quhen dydimensionale. Çifti i sinjaleve (x t, y t), që korrespondon me një interval të caktuar orësh quhet një simbol sinjali i moduluar ose një pikë konstelacioni. Modulimi dydimensional QAFM me konstelacione të krijuara nga një sistem koordinativ drejtkëndor shpesh konsiderohet si një operacion katërfishimi i aplikuar në dy yjësi njëdimensionale të AIM. Per kete arsye pamje e dhënë modulimi zakonisht referohet si Modulimi i Amplitudës Kuadrature (QAM). Kështu, modulimi 4-QPSK (QPSK) dhe 4-QAM (4 QAM) janë koncepte ekuivalente.
Kur shkelet simetria e krahëve të modulatorëve të balancuar, me një devijim të zhvendosjes së fazës midis transportuesve nga 90 °, ndodh ndërlidhja midis kanaleve kuadratike. Në këtë rast, konstelacioni i sinjalit është i paqartë, d.m.th. në çdo cikël, pika e konstelacionit ka koordinata të rastësishme në zonë, qendra e së cilës korrespondon me koordinatat nominale të pikës. Kur mbivendosni përkohësisht një sekuencë "fotografish" të plejadës, 
një tabelë kuadratike me pika të paqarta në pozicionet e rrjetit. I njëjti efekt i jashtëm shkaktohet nga zhurma dhe zhurma e kanalit. E gjithë kjo çon në gabime në demodulimin dhe dekodimin e sinjalit. Në Fig. 7, b-f (b - ndërhyrja e zhurmës, c - ndërhyrja harmonike, d - kufizimi i amplitudës në amplifikues, e - frekuenca e orës asinkrone, f - shkelja e simetrisë së krahëve të modulatorëve të balancuar).
Problemi i përputhjes së sinjalit të moduluar me kanalin e radios zgjidhet, në veçanti, duke optimizuar formën dhe numrin e pikave të konstelacionit të sinjalit dydimensional. Mbajtja e sinjalit QAM n bit / karakter, d.m.th. duke pasur 2n pikat e konstelacionit, ka vetinë interesante të mëposhtme. Nëse nështë një numër i plotë çift, atëherë konstelacioni i sinjalit është një shfaqje e thjeshtë e dy kanaleve kuadratike të pavarura dhe ka një formë katrore, dhe pikat e konstelacionit kanë koordinata në formën e numrave tek. Nëse numri n- tek, atëherë konstelacioni ka një formë kryqëzore kur pikat janë të vendosura në nyjet e të njëjtit rrjet koordinativ drejtkëndor si për çiftin n. Distanca minimale relative ndërmjet çdo dy pikash të konstelacionit është 2. Me një rritje të renditjes së plejadës (numrit të bitave për simbol) me një, është e nevojshme të rritet fuqia e transmetuesit me 3 dB.
Skemat e modulimit me një frekuencë
a) Të afërm modulimi fazor
Faza relative(ose ndryshim fazor) modulimi(OFM ose PRM) është një metodë praktike për realizimin e marrjes së sinjaleve me modulim fazor. Ri-kodimi i sinjalit të të dhënave moduluese nga një kod absolut në një kod relativ bën të mundur që gjatë dekodimit të merren parasysh jo vlerat absolute të fazës së sinjalit, por zhvendosjet e tij relative, gjë që eliminon paqartësinë e vendimit për vlera e simbolit.
Për shkak të thjeshtësisë dhe efikasitetit të tij, OFM përdoret gjerësisht në sistemet e transmetimit dixhital. Kjo u lehtësua nga vetitë e tij si 4 herë më shumë shpejtësi e lartë në krahasim me FM me imunitet të barabartë ndaj zhurmës në një kanal me zhurmë të bardhë dhe me një shkallë të barabartë transmetimi informacioni, imuniteti i zhurmës është dy herë më i lartë se në FM dhe katër herë më i madh se në AM.
Modulimi relativ i fazës është një modulim binar ose me dy pozicione që përdor dy vlera të zhvendosjes së fazës 180 ° larg njëri-tjetrit. Modulimi 2-OFM është identik me 2-AM të balancuar dhe ka të njëjtin konstelacion me të cilin diagrami i gjendjes përkon (shih Fig. 4, a). Në sistemet moderne të transmetimit dixhital, përdoren sinjale të M-OFM me shumë pozicione, d.m.th. modulim me palosje të shtuar K (M = 2TE) në lidhje me OFM-në, shumësia e së cilës merret si një. Zakonisht përdoren grupe sinjalesh 4-, 8-, 16-OFM, konstelacionet e të cilave tregohen në Fig. 4, b . Por 8- dhe 16-OFM janë inferiorë ndaj 2-OFM dhe 4-OFM në efikasitetin e energjisë, duke kërkuar shumë më tepër fuqi të lartë transmetues për të arritur të njëjtën performancë.
Në televizionin dixhital, për transmetimin mbi shtigjet satelitore dhe në transmetimin tokësor në kushte të vështira marrjeje, përdoret modulimi dyfazor ose katërfazor 4-OFM, i cili siguron kompromisin më të mirë në raportin fuqi-gjerësi brezi. Një emër tjetër për këtë lloj modulimi, i lidhur me metodën e marrjes së lëkundjeve të moduluara, është modulimi i fazës kuadratike(COFM). Në literaturën në gjuhën angleze, QPSK quhet QPSK (Quadrature ose Quaternary Phase Shift Keying).
Modulimi QPSK siguron kompromisin e nevojshëm midis shpejtësisë së bitit dhe imunitetit të zhurmës dhe përdoret vetëm ose në kombinim me metoda të tjera. Tregohen diagramet e gjendjes së modulimit të QPSK dhe diferencialit të zhvendosur QPSK (S - DQPSK) 
në fig. 8. Gjatë zbatimit të kodimit diferencial në kombinim me një bartës të kompensuar nga π
Konstelacioni / 4 formohet nga dy yjësi QPSK me katër pika, të mbivendosura në zhvendosje 45 °. Si rezultat, ka tetë ndërrime fazore në sinjal, dhe fazat e simboleve zgjidhen në mënyrë alternative nga një plejadë QPSK, pastaj nga një tjetër.
Diagrami bllok i modulatorit QPSK është paraqitur në Fig. nëntë.
Rrjedha e të dhënave hyrëse D ndahet në dy rrjedha paralele A dhe B, të cilat më pas rikodohen në një konvertues kodesh (PC) në një të afërm 
kodi i dy kanaleve (komponentët) une dhe Q'. Transmetimet dixhitale une "dhe pyetja" zbuten në filtrat e formësimit (FF), sinjalet dalëse të të cilave Unë dhe P kontrolloni drejtpërdrejt funksionimin e një modulatori katërfazor, i përbërë nga dy modulatorë të balancuar dhe një grumbullues.
Zhvendosja fazore e transportuesve në kanale Unë dhe Pështë e barabartë me 90 °. Rregulli për kodimin e zhvendosjeve fazore është paraqitur në tabelë. 1.
b ) Modulimi i amplitudës kuadratike
Kërkesat për saktësinë e karakteristikave të filtrave të formësimit dhe brezit janë sa më të larta, aq më të larta më shumë numër pozicionet në sinjalin e moduluar.
Sinjalet modulimi i amplitudës kuadratike M-QAM përdoret gjerësisht në transmetimin e sinjaleve televizive përmes mikrovalëve dhe linjave kabllore, në disa sisteme transmetimi televizive dixhitale tokësore. Formati më i zakonshëm i modulimit është 16 QAM (shih Fig. 10).
Diagramet e bllokut të modulatorit 16 QAM dhe demodulatorit 16 QAM janë paraqitur në Fig. 11. Rrjedha e të dhënave hyrëse i nënshtrohet fillimisht përpunimit dixhital të nevojshëm në përpunuesin e të dhënave: frekuenca e orës, gërshetim, kodim diferencial, konvertim serial në paralel. Meqenëse modulimi 16 QAM siguron një shpejtësi specifike bit prej 4 bit / (s përpunimi dixhital e ndarë në 4 nënrryma me shpejtësi përkatësisht të reduktuara. Më pas prodhohet konvertimi dixhital në analog dy nënrryma binare në një katër nivele me formimin e njëkohshëm të spektrit të tyre në CTF, ku pulseve u jepet një formë e lëmuar. Sinjalet me katër nivele në kanale Unë dhe P kontrolloni punën e ekuilibrit 
modulatorët, daljet e të cilëve shtohen për të formuar një sinjal bartës të shtypur me bandë të dyfishtë 16 QAM. Transportuesi arrin në modulatorë të balancuar me një zhvendosje π
/ 2, d.m.th. në katror. Dalja e modulatorit në frekuencën e ndërmjetme të bartësit kalon përmes një filtri brezkalimi për të kufizuar emetimet jashtë brezit dhe mund të konvertohet në çdo kanal transmetimi.
Demoduluesi ka një palë të ngjashme modulatorësh dhe blloqesh të balancuar transformim i kundërt nga katër nivele në sinjale binare me përpunimin e mëpasshëm të të dhënave. Komponentët thelbësisht të ndërlikuar janë qarqet e rikuperimit të shtypur të bartësit dhe sinkronizimit të orës. Të dyja këto operacione kryhen në bazë të analizës së strukturës së sinjalit të marrë në kanalet infazore dhe kuadratike. Formimi i filtrave me kalim të ulët në daljet e modulatorëve të balancuar sjell spektrin e sinjalit në Nyquist-in e kërkuar dhe zbut zhurmën dhe ndërhyrjen.
c) Modulimi i amplitudës me brez të vetëm anësor
Një nga metodat e modulimit në sistemet e transmetimit televiziv dixhital është modulimi i amplitudës me shumë nivele me brezin anësor të poshtëm pjesërisht të shtypur (AM-VBBP, i njohur më mirë si 8- dhe 16-VSB). Sinjali modulues është një impuls me 8 ose 16 nivele, i zbutur nga një filtër formësues. Fundi i ulët dhe i lartë i spektrit është 620 kHz me një gjerësi të plotë të spektrit prej 6 MHz.
Modulimi 8-VSB është menduar për përdorim në transmetimet dixhitale tokësore, dhe 16-VSB është për kabllo rrjetet e shpërndarjes... Të dy llojet e modulimit VSB kanë konstelacione njëdimensionale me një numër të ndryshëm pikash, nga të cilat vetëm gjysma përdoret për transmetim informacione të dobishme dhe gjysma tjetër është për kodim korrigjues. Prandaj, për sa i përket shpejtësisë së bitit të informacionit të dobishëm, modulimi i VSB 8- (16-) në të vërtetë korrespondon me 4- (8-) VSB pa kodim. Shkalla e simbolit për të gjitha variantet VSB është pothuajse 2 herë më e lartë se vlera numerike e gjerësisë së bandës së okupuar.
Kodimi kundër ndërhyrjes
Përfundimi praktikisht i rëndësishëm i punës së Shannon është se nëse shkalla e transferimit të informacionit është më e vogël se kapaciteti i kanalit, atëherë duke përdorur kodet e korrigjimit të gabimeve, është e mundur të krijohet një sistem komunikimi me një probabilitet të vogël gabimi arbitrarisht në daljen e dekoderit të kanalit. Në të njëjtën kohë, një sistem adekuat pa kodim korrigjues do të jetë më kompleks, më i shtrenjtë dhe me energji intensive. Prandaj përfundimi: një sistem që nuk ka kodim korrigjues dhe funksionon pa gabime është jashtëzakonisht i vështirë. sistem efikas... Përkundrazi, një sistem efektiv duhet të jetë në gjendje të funksionojë në një mënyrë të mjaftueshme Frekuencë e lartë gabimet në rrymë në hyrje të dekoderit, dhe vetë rryma e dekoduar duhet të ketë një probabilitet jashtëzakonisht të ulët të një gabimi për bit.
Fitimi i kodimit të energjisë
Një hyrje në kodimin për të rregulluar gabimet sinjal informacioni karakteret e tepërta shoqërohen nga një efekt negativ - një rënie, me një shpejtësi bit konstante ( C DS), shkalla e transmetimit të ngarkesës ( Me inf) është në përpjesëtim të zhdrejtë me normën e kodit (R): C DS = C lnf / R, bit / s. Prandaj rrjedh se për të ruajtur shkallën e transmetimit të ngarkesës, është e nevojshme të zgjerohet gjerësia e brezit të kanalit me R herë ose duke rritur shkallën e modulimit.
Efekti pozitiv i kodimit të korrigjimit të gabimit është ose një ulje e probabilitetit të gabimit, ose një rënie në energjinë e transmetimit me të njëjtin probabilitet gabimi, ose të dyja në të njëjtën kohë. Kështu, kodimi rrit shkëmbimet e gjerësisë së brezit dhe kanalit të energjisë, të qenësishme në çdo sistem komunikimi.
Si një shembull i kompromiseve të sistemit, merrni parasysh mundësinë e zgjedhjes midis shumëllojshmërisë së modulimit të fazës relative TE= lg 2 M, norma e kodit R dhe shiritin minimal të kërkuar B N.
Supozoni se koduesi i burimit prodhon copa informacioni me një shpejtësi V b = 1/ T b, ku T b- kohëzgjatja e simbolit të informacionit (intervali i orës) në sistem pa kodim. Pastaj, në varësi të shumëllojshmërisë së modulimit të sinjalit PM të pozicionit M, kërkohet gjerësia e brezit Nyquist B N = 1/ CT b. Kur kodoni me një kod korrigjues gabimi, shkalla e transmetimit të grupit, e përbërë nga informacione dhe simbole kontrolli, rritet me 1 / R herë dhe bëhet e barabartë në= 1/ RT b, brezi Nyquist rritet në përputhje me rrethanat Në N=1/ KRT b. Të dhënat e llogaritjes për një sërë vlerash TE dhe R janë dhënë në tabelën 2.
Nga tabela del se kur transmetohet me shpejtësi konstante V b = const, e njëjta vlerë e brezit Nyquist, për shembull B N = 1/2T b, parashikuar për kombinime (K = 2, R = 1), (K = 3, D=2/3), (K = 4, R = 1/2). Cili kombinim është më i mirë?
Përgjigja për këtë pyetje jepet nga një parametër i quajtur fitimi i kodimit të energjisë(EVK).
Le të shqyrtojmë rastin kur transmetimi në sisteme pa kodim dhe me kodim kryhet me një fuqi mesatare konstante P krh. Në një sistem pa kodim, energjia e llogaritur e një bit informacioni është E b = P cp / V b... Në një sistem me kodim duke u rritur Totali simbolet, energjia e një biti të rrymës së koduar reduktohet në një vlerë E С = RE b< Е b dhe P cf = E C V C.
Lëreni aditivin e zhurmës së bardhë Gaussian (AWGN) të veprojë në kanal me një densitet të njëanshëm të fuqisë spektrale N 0... Pastaj raporti i fuqisë së sinjalit të moduluar ndaj fuqisë së zhurmës në daljen e filtrit marrës të gjerësisë së brezit Nyquist (zakonisht i quajtur raporti bartës-zhurmë) është:
Formula (2) tregon se për një probabilitet të caktuar gabimi vlera e raportit C / N ndoshta 10 lg(1/R) është më e ulët se vlera e raportit E b / N 0 për të njëjtën probabilitet gabimi në një sistem pa kodim. Kjo vlerë është një komponent konstant i fitimit të energjisë koduese dhe nganjëherë quhet fitimi i performancës.
EVK realisht e arritshme varet, para së gjithash, nga vetitë e kodit korrigjues dhe algoritmi i tij i deshifrimit. Si shembull i përkufizimit të EVC në Fig. P2V.19 tregon karakteristikat e probabilitetit të gabimit nga raporti E b / N 0 për sistemin FM me dhe pa kodim. Dallimi i vlerave E b / N 0 ndërmjet dy kthesave horizontalisht me një probabilitet gabimi fiks (në Fig. 12 - për vlerat 10 -3 dhe 10 -5) është EVK ( G C).
Vlera e EVC-së reale varet nga probabiliteti i gabimit R e, në të cilën përcaktohet. Në ngjitje C / N(ulja e probabilitetit të gabimit) EVK rritet, por deri në kufij të caktuar. Kufiri i sipërm i një EVC real është EVC asimptotike, e cila përcaktohet si:
 |
(3) |
ku d f –
distancë e lirë kodi konvolucional.
Një varësi tipike e EVC nga probabiliteti i gabimit të kanalit është paraqitur në Fig. 13, ku kurba korrespondon me përdorimin e një kodi konvolucional me R = 1/2, d f = 5 për një EVK asimptotike të barabartë me 3,98 dB.
Efikasiteti dhe imuniteti ndaj zhurmës i sistemeve të transmetimit dixhital
Përcaktimi i efikasitetit të sistemeve të transmetimit dixhital
a) Efikasiteti spektral
Efikasiteti spektral (frekuenca). sistemi dixhital përkufizohet si
| (4) |
ku R b- shpejtësia e transferimit të informacionit, bit / s;
B W- shirit të plotë frekuencat e kanaleve, Hz.
Efikasiteti spektral matet me numrin e biteve për sekondë për 1 Hz të gjerësisë së brezit të kanalit, d.m.th. bit / (s · Hz).
V kushte reale gjerësia e brezit të disponueshëm të kanalit B W për një arsye ose një tjetër, ai mund të mos përdoret plotësisht, prandaj edhe një sistem transmetimi mjaftueshëm efektiv në aplikimin e tij specifik, sipas këtij kriteri vlerësimi, do të duket joefektiv. Përveç kësaj, është e nevojshme të sqarohet kriteri i efikasitetit spektral duke e lidhur atë me brezin Nyquist B N dhe faktori i rrumbullakosjes së spektrit α , vlera e së cilës karakterizon zgjerimin e gjerësisë së brezit të kanalit të zënë praktikisht nga spektri i sinjalit B L mbi grupin Nyquist B N:
V rast ideal në përdorim të plotë e gjithë gjerësia e brezit të kanalit kur B W = B L, treguesit e performancës η dhe γ përkojnë, d.m.th. γ = η.
Këshillohet gjithashtu të futet një kriter për efikasitetin spektral të mundshëm të një metode të veçantë modulimi, i cili korrespondon me koeficientin η ose γ në B W = B L dhe α = 0.
Ne përcaktojmë efektiviteti i mundshëm si:
Kur përdorni modulim dixhital me shumë pozicione
Prandaj, për B W = B L
 |
(11) |
Prandaj rrjedh se për të rritur efikasitetin spektral hështë e nevojshme të rritet shpejtësia e modulimit lg 2 ( M) dhe në të njëjtën kohë zvogëlojnë vlerën e koeficientit të rrumbullakosjes së spektrit α , duke rritur kështu pjerrësinë e ndërprerjes së spektrit të sinjalit modulues.
Në nivel modern Kompresimi i sinjaleve të imazhit për transmetimin e një programi HDTV ose disa programeve të cilësisë standarde kërkon një shpejtësi prej rreth 20 Mbps. Më herët u vu re se për të përputhur këtë normë me brezat standarde të frekuencës prej 6, 7 dhe 8 MHz që ekzistojnë në botën e kanaleve televizive, është e nevojshme të përdoret një kombinim i modulimit me shumë pozicione me kodimin e korrigjimit të gabimeve. Në kushte normale, kompensimet e sistemit arrihen me një efikasitet spektral prej rreth 4 bit / (s · Hz). Sidoqoftë, me imunitet të pamjaftueshëm ndaj zhurmës së kanalit të komunikimit, është e nevojshme të zvogëlohet shumëfishimi i modulimit dhe të rritet teprica për shkak të rritjes së proporcionit të simboleve koduese korrigjuese, ndërsa, në përputhje me rrethanat, xhiros dhe si pasojë zvogëlohet efikasiteti spektral. Në varësi të shkallës së modulimit dhe shkallës së kodit të miratuar në transmetimin televiziv dixhital tokësor, vlerat e efikasitetit spektral mund të ndryshojnë në një gamë shumë të gjerë, e cila tregohet në Tabelën. 3 për disa përdorime tipike të modulimit johierarkik në një kanal 8 MHz.
b) Efikasiteti i energjisë
Treguesi i efikasitetit të energjisë
ku Eb është energjia e sinjalit për bit informacion në hyrje të filtrit marrës, ne marrim
Meqenëse me filtrimin e përshtatur Nyquist, gjerësia e brezit të zhurmës së marrësit përkon me gjerësinë e brezit Nyquist, fuqia e zhurmës në hyrje zgjidhësështë e barabartë me R W= N o B N, ndërsa raporti sinjal-zhurmë q = R C / R W, dhe b = R b / B Nq.
Shanset η dhe β të ndërlidhura. Duke zëvendësuar në formulën (P2V.38) për β qëndrim R b / B N = γ 0 = η (1 + α), marrim
Këtu nën gjerësinë e brezit të sistemit ΔF duhet kuptuar si një gjerësi brezi zhurme e barabartë me gjerësinë e brezit Nyquist B N... Në kufi, në kushtet e teoremës, R b= C, dhe më pas mund të merrni raportin për kufirin e sipërm të efikasitetit të transmetimit të informacionit
Imuniteti i mundshëm i modulimit dixhital
a) Modulimi fazor
Kur zhurma aplikohet në një sinjal dyfazor 2-PM, probabiliteti i gabimit të bitit në daljen e filtrit marrës përcaktohet nga formula:
ku E b- energji për bit të sinjalit hyrës PSK;
N 0- Dendësia spektrale e fuqisë e njëanshme e zhurmës në hyrjen e filtrit marrës.
Në rastin e një sinjali koherent 4-PSK, procesi i demodulimit është i barabartë me zbulimin koherent të një sinjali 2-PSK, niveli i të cilit është 3 dB më i ulët se ai i një sinjali 4-PSK, me kusht që sinjali hyrës 4-PSK të jetë zbuluar në mënyrë koherente nga një palë bartës referimi që janë ortogonalë me njëri-tjetrin dhe të zhvendosur 45 ° në lidhje me fazat e sinjalit të hyrjes.
Atëherë probabiliteti i gabimit të bitit për sinjalin 4-PSK është
Këtu E sështë energjia e simbolit të sinjalit PM në hyrje të filtrit marrës.
Meqenëse simboli i sinjalit 4-PSK, ndryshe nga simboli i sinjalit 2-PSK, përbëhet nga 2 bit, atëherë E s=
E b për një sinjal 2-PM, dhe E s = 2E b për një sinjal 4-PM. Rrjedhimisht, formulat (23) dhe (25) janë numerikisht të barabarta me njëra-tjetrën, dhe probabiliteti i gabimit të bitit për marrjen koherente të sinjalit 4-PM është një funksion E b / N 0, si për një sinjal koherent 2-PM. Kështu, modulimi 4-PM (QPSK) ofron shkëmbimin më të mirë të fuqisë në brez. Përveç kësaj, sinjalet PM janë subjekt i shtrembërimit të ulët me jolinearitet të fortë të kanalit. Kjo paracakton zgjedhjen mbizotëruese të sinjaleve me modulim PM për sistemet e komunikimit satelitor.
Karakteristikë e shkallës së gabimit të bitit R e në varësi të qëndrimit E b / N 0 për zbulimin koherent QPSK të një sinjali 2-PM ose 4-PM është paraqitur në Fig. katërmbëdhjetë.
b) Modulimi kuadratik
Probabiliteti i gabimit për simbolin e kanalit për M-QAM në përgjithësi:
Pas zëvendësimit të (27) në (26), ne mund të ndërtojmë kthesat përkatëse P e varet nga C/N, treguar në fig. 16.
Në sistemet me kodim korrigjues të gabimeve, është e nevojshme të merret parasysh reduktimi i energjisë për shkak të futjes së simboleve të kontrollit në rrjedhën e grupit.
Atëherë formula (P2V.50) do të ketë formën
| (28) |
ku R- norma e kodit.
c) Vlerësimi i imunitetit ndaj zhurmës dhe efikasitetit të sistemeve të transmetimit televiziv dixhital
Në raportet e testimit të publikuara sisteme të ndryshme televizioni dixhital, që karakterizon imunitetin ndaj zhurmës, jep së bashku ose veçmas vlerat e probabilitetit të gabimit R e dhe marrëdhëniet E b / N 0, C / N. Duke marrë parasysh aplikimin metoda të ndryshme Nga ndërthurja e rrymave dixhitale dhe kodimi i tyre për korrigjimin e gabimeve, shpesh është e vështirë të kryhet një analizë absolutisht e saktë krahasuese e metodave të transmetimit të përdorura, por vlerësimi i tyre mjaft real është mjaft i mundshëm. Siguria më e madhe jepet nga kurbat e probabilitetit të gabimit kundrejt raportit E b / N 0, por gjithashtu mund të rillogaritni raportin C / N v E b / N 0 me përcaktimin e mëvonshëm të vlerave përkatëse të probabilitetit të gabimit nga kthesa të ngjashme me ato të paraqitura në Fig. 15 dhe 16 (duke pasur parasysh edhe fitimin e arritshëm të energjisë për shkak të sistemit të mbrojtjes nga gabimet).
Gjatë vlerësimit të efikasitetit spektral të sistemeve transmetim dixhital me një transportues, por në parim lloje te ndryshme modulime të tilla si M-QAM dhe 8-VSB, duhet pasur parasysh se e njëjta vlerë e efikasitetit në këto sisteme arrihet për shkak të parimeve të ndryshme fizike. Në sistemet M-QAM, gjerësia e brezit të kanalit përdoret plotësisht nga transmetimi i një sinjali dydimensional ose i dy bartësve ortogonalë me një frekuencë nominale, por me faza të ndryshme. Sistemet VSB mbajnë një sinjal 1D, por me vetëm një brez anësor. Llogaritjet teorike tregojnë se me të njëjtën efikasitet spektral dhe me të njëjtën vlerë të gabimit për bit, e barabartë me 10 -3, raporti i kërkuar sinjal-zhurmë në të dy sistemet ndryshon me jo më shumë se 0.02 dB. Disa nga vlerat e llogaritura janë paraqitur në tabelë. 4.
Të dhënat e tabelës. 4 tregojnë se modulimi kuadratik M-QAM është pak më fleksibël se VSB në atë që mund të transmetojë të dhëna në një numër tek bit / Hz.
Një kodim i një karakteri të dy bit informacioni të transmetuar
Modulimi QPSK bazohet në kodimin e dy biteve informacionin e transmetuar një personazh. Në këtë rast, shpejtësia e simboleve është dy herë më e ulët se shpejtësia e transferimit të informacionit. Për të kuptuar se si një karakter kodon dy bit njëherësh, merrni parasysh Figurën 1.
Figura 1: Diagrami vektorial i sinjaleve BPSK dhe QPSK
Figura 1 tregon diagramet vektoriale të sinjaleve BPSK dhe QPSK. Sinjali BPSK u konsiderua më herët, dhe thamë se një simbol BPSK kodon një bit informacion, ndërsa në diagramin vektorial BPSK ka vetëm dy pika në boshtin në fazë, që i përgjigjen zeros dhe njërës nga informacionet e transmetuara. Kanali i kuadratit në rastin e BPSK-së është gjithmonë është zero... Pikat në diagramin vektorial formojnë një konstelacion kyçja e ndërrimit të fazës... Për të koduar dy bit informacione me një simbol, është e nevojshme që konstelacioni të përbëhet nga katër pika, siç tregohet në diagramin vektorial QPSK të figurës 1. Më pas marrim atë dhe janë jo zero, të gjitha pikat e konstelacionit janë të vendosura në rrethi i njësisë. Pastaj kodimi mund të bëhet si më poshtë: ndani rrjedhën e biteve në bit çift dhe tek, pastaj ai do të kodojë bit çift dhe tek. Dy pjesë të njëpasnjëshme informacioni kodohen njëkohësisht nga sinjalet në fazë dhe kuadratike. Kjo tregohet qartë në oshilogramet e paraqitura në figurën për rrjedhën e informacionit "1100101101100001".
Figura 2: Komponentët në fazë dhe kuadratikë të një sinjali QPSK
Në grafikun e sipërm, rryma hyrëse ndahet në çifte bitësh që i korrespondojnë një pike të konstelacionit QPSK të paraqitur në figurën 1. Grafiku i dytë tregon formën e valës që korrespondon me informacionin e transmetuar. Nëse biti çift është 1 (vini re se bitet numërohen nga zero, jo nga një, kështu që biti i parë në radhë numërohet me 0, që do të thotë se është në rregull), dhe nëse biti çift është 0 (d.m.th. ). Kanali i kuadraturës është ndërtuar në mënyrë të ngjashme, por vetëm nga bit tek. Kohëzgjatja e një simboli është dyfishi i kohëzgjatjes së një bit të informacionit origjinal. Një pajisje që kryen një kodim të tillë dhe sipas konstelacionit QPSK tregohet në mënyrë konvencionale në Figurën 3.
Figura 3: koduesi QPSK I / Q
Në varësi të çiftit të biteve në hyrje në dalje, marrim sinjale dhe konstante brenda kohëzgjatjes së këtij çifti bitësh, vlera e të cilave varet nga informacioni i transmetuar.
Blloku i modulatorit QPSK
Diagrami bllok i një modulatori të bazuar në QPSK është paraqitur në Figurën 4.
Figura 4: Blloku i modulatorit QPSK
Sinjali duket si ky:
| (1) |
Është e rëndësishme të theksohet se arktangjenti duhet të llogaritet duke marrë parasysh një të katërtën e planit kompleks (funksioni arktangjent 2). Forma e zarfit të fazës për rrjedhën e informacionit "1100101101100001" është paraqitur në Figurën 5.
Figura 5: Zarfi fazor i një sinjali QPSK
Zarfi i fazës është një funksion hap i kohës që pëson ndërprerje kur ndryshon simboli QPSK (kujtoni se një simbol QPSK mbart dy bit informacion). Në këtë rast, brenda një simboli, diagrami vektorial QPSK është gjithmonë në një pikë të konstelacionit, siç tregohet më poshtë, dhe kur simboli ndryshon, ai kërcen në pikën që i përgjigjet simbolit të ardhshëm. Meqenëse QPSK ka vetëm katër pika në konstelacion, mbështjellja e fazës mund të marrë vetëm katër vlera: dhe.
Zarfi i amplitudës së një sinjali QPSK mund të merret gjithashtu nga një zarf kompleks:
| (4) |
Një shembull i një oshilogrami të sinjalit QPSK me një rrymë biti hyrës "1100101101100001" me një shpejtësi të transferimit të të dhënave 
dhe një frekuencë bartëse prej 20 kHz është paraqitur në figurën 6.
Figura 6: Oshilogrami i një sinjali QPSK
Vini re se faza e lëkundjes së bartësit mund të marrë katër vlera: dhe radiane. Në këtë rast, faza e simbolit të ardhshëm në lidhje me atë të mëparshme mund të mos ndryshojë, ose të ndryshojë me ose me radian. Vëmë re gjithashtu se në shpejtësinë e transferimit të informacionit, kemi një shpejtësi simboli dhe kohëzgjatjen e një simboli, i cili është qartë i dukshëm në oshilogram (një kërcim fazor ndodh në 0,2 ms).
Figura 7 tregon spektrin BPSK dhe spektrin QPSK 
sinjale në dhe një frekuencë bartëse prej 100 kHz. Mund të shihet se gjerësia e lobit kryesor dhe e lobeve anësore të sinjalit QPSK është sa gjysma e sinjalit BPSK me të njëjtën shpejtësi bit. Kjo është për shkak se shpejtësia e simbolit QPSK e sinjalit është gjysma e shpejtësisë së informacionit, ndërsa shpejtësia e simboleve BPSK është e barabartë me shpejtësinë e informacionit. Nivelet anësore të QPSK dhe BPSK janë të barabarta.
Formimi i një sinjali QPSK duke përdorur filtrat Nyquist
Më parë, ne shqyrtuam çështjen e ngushtimit të gjerësisë së brezit të sinjalit gjatë përdorimit Filtra formësues Nyquist me përgjigje të frekuencës së kosinusit të ngritur... Filtrat e formësimit lejojnë transmetimin e një sinjali BPSK me një shpejtësi prej 1 bit / s për gjerësinë e brezit të sinjalit 1 Hz duke eliminuar ndërhyrjen ndërsimbolike në anën marrëse... Sidoqoftë, filtra të tillë janë të parealizueshëm, prandaj, në praktikë, përdoren filtra të formësimit që ofrojnë 0,5 bit / s për gjerësinë e brezit të sinjalit 1 Hz. Në rastin e QPSK, shpejtësia e transferimit të informacionit është dyfishi i shpejtësisë së simboleve, atëherë përdorimi i filtrave të formësimit na jep mundësinë të transmetojmë 0,5 simbole në sekondë për gjerësinë e brezit 1 Hz, ose 1 bit / s informacion dixhital për gjerësinë e brezit 1 Hz kur duke përdorur një filtër kosinusi të ngritur. Thamë që përgjigja e impulsit të filtrit të formësimit Nyquist varet nga parametri ka formën:| (5) |
Figura 8 tregon spektrat dhe kur përdoren filtrat e formësimit Nyquist me parametër.
Figura 8 tregon me të zezë spektrin e një sinjali QPSK pa një filtër formësimi. Mund të shihet se aplikimi i filtrit Nyquist ju lejon të shtypni plotësisht lobet anësore si në spektrin BPSK ashtu edhe në spektrin e sinjaleve QPSK. Diagrami bllok i një modulatori QPSK duke përdorur një filtër formësimi është paraqitur në Figurën 9.
Figura 9: Diagrami bllok i një modulatori QPSK duke përdorur një filtër formësimi
Grafikët që shpjegojnë funksionimin e modulatorit QPSK janë paraqitur në Figurën 10.
Figura 10: Grafikët shpjegues
Informacioni dixhital arrin me një shpejtësi dhe shndërrohet në simbole dhe në përputhje me konstelacionin QPSK, kohëzgjatja e një simboli të transmetuar është 
... Ora gjeneron një sekuencë pulsesh delta me një pikë por të referuar në qendrën e pulsit dhe siç tregohet në grafikun e katërt. Impulset e gjeneratorit të orës strobohen duke përdorur çelësat dhe marrim mostrat dhe, të paraqitura në dy grafikët e poshtëm, të cilat ngacmojnë interpolatorin e filtrit formësues me një përgjigje impulsi dhe në dalje kemi komponentët në fazë dhe kuadratikë të zarf kompleks, të cilat i ushqehen modulatorit universal të kuadraturës. Në daljen e modulatorit, marrim një sinjal QPSK me shtypjen e lobeve anësore të spektrit.
Vini re se komponentët në fazë dhe kuadratikë bëhen funksionet e vazhdueshme koha, si rezultat, vektori i mbështjellësit kompleks QPSK nuk është më në pikat e konstelacionit, duke kërcyer gjatë ndryshimit të simbolit, por duke lëvizur vazhdimisht rrafshin kompleks siç tregohet në Fig. 11 duke përdorur një filtër kosinus të ngritur me parametra të ndryshëm.
| , e cila demonstrohet qartë nga forma e valës QPSK e paraqitur në Figurën 12.
konkluzionetNë këtë artikull, ne prezantuam një koncept të ri - shkallën e simbolit të transmetimit të informacionit, duke marrë parasysh se si një simbol mund të kodojë dy pjesë të informacionit të transmetuar kur përdoret modulimi QPSK. Konstelacioni i sinjalit QPSK u konsiderua dhe skema strukturore Modulator QPSK. Ne analizuam gjithashtu spektrin e sinjalit QPSK dhe shtigjet e tij të ngushtimit duke përdorur një filtër formësimi Nyquist (kosinus i ngritur). U zbulua se ndezja e filtrit të formësimit çon në lëvizje të vazhdueshme të vektorit të mbështjelljes komplekse të sinjalit QPSK përgjatë planit kompleks, si rezultat i të cilit sinjali fiton një mbështjellës amplitudë. Në artikullin tjetër, ne do të vazhdojmë të njihemi me QPSK, në veçanti, të shqyrtojmë varietetet e tij: kompensuar QPSK dhe pi / 4 QPSK. |
