Методы цифровой модуляции: 11 важных концепций

Тема обсуждения: Методы цифровой модуляции

Что такое цифровая модуляция?

Определите цифровую модуляцию:

 «Преобразование аналогового сигнала в цифровой в основном известно как цифровая модуляция, при которой цифровой сигнал состоит из двоичных цифр».

Основные методы цифровой модуляции:

Какие существуют методы модуляции в цифровой связи?

 Большинство важные методы цифровых модуляций:

• PSK (фазовая манипуляция) - В этой цифровой модуляции используется определенное количество фаз.
• FSK (частотная манипуляция) - В этом методе манипуляции со сдвигом используется точное или ограниченное количество частот.
• ASK (амплитудная манипуляция) - В этом методе манипуляции со сдвигом используется точное и ограниченное количество амплитуд.
• QAM (квадратурная амплитудная модуляция) - Здесь берутся минимум 2 отдельные фазы и 2 отдельные амплитуды.

Что такое модуляция QPSK?

Объясните работу QPSK:

 QPSK - это метод цифровой модуляции, в котором два последовательных бита в последовательности данных сгруппированы вместе, чтобы достичь большей эффективности использования полосы пропускания. Поскольку биты сгруппированы вместе для формирования символов, скорость передачи данных или скорость передачи сигналов (f_b) уменьшается, что уменьшает пропускную способность канала.

 QPSK можно рассматривать как схему модуляции PSK M-массива, в которой M = 4. В системе QPSK, если мы объединим два последовательных бита, в результате мы получим четыре различных символа. Когда один символ меняется на следующий, фаза несущей изменяется на 90˚ или π / 2 радиан. Каждый символ называется ди-битом.

В качестве примера четыре двухбита могут быть 00, 01, 11 в естественной кодированной форме или 00, 10, 11, 01 в кодированной по Грею форме могут быть представлены, как показано ниже:

Сигналы QPSK могут быть выражены как

S (t) = А_c cos Ø (t) 2πf_cт - А_c sin Ø (t) sin) 2πf_ct

Где_c cos Ø (t) образует синфазную составляющую, а A_c sin Ø (t) образует квадратурную составляющую. Сигналы QPSK также могут быть сгенерированы на основе синфазной и квадратурной составляющих.

Что такое когерентный метод обнаружения?

Опишите демодуляцию ASK посредством когерентного обнаружения:

 В методе когерентного обнаружения для обнаружения используется локальная несущая. Сигнал локальной несущей создается на стороне приемника и будет синхронизироваться по фазе на стороне передатчика. Принятый сигнал гетеродифицируется с локальной несущей для генерации сигнала основной полосы частот.

Когерентное обнаружение ASK - это локально сгенерированный сигнал той же частоты и фазы, что и передаваемый сигнал, который подается на модулятор продукта, как показано ниже.

Интегратор интегрирует выходной сигнал модулятора продукта через битовый интервал T_b и выходной сигнал интегратора сравнивается с предварительно установленным порогом в устройстве принятия решения. Если порог превышен, он дает 1 в виде символа, а если порог не превышен, он дает 0.

Синхронный или когерентный детектор должен иметь две формы синхронизации; фазовая синхронизация. Фазовая синхронизация необходима, поскольку она обеспечивает синхронизацию локально генерируемой несущей волны с передаваемым сигналом. Синхронизация по времени является здесь одним из наиболее важных факторов, поскольку она дает фиксированную и конкретную синхронизацию операции принятия решения в приемнике относительно моментов переключения.

Почему была использована схема модуляции несущей DPSK?

DPSK в технике модуляции:

Мы знаем, что существует требование синхронизации фазы в когерентном приемнике с BPSK без какой-либо дискретной несущей. Схема петли фазовой автоподстройки, может быть использована для извлечения ссылки носителя, только если пилот-сигнал несущего низкого уровня передаются вместе с сигналом BPSK.

В отсутствии носителя, возведение в квадрате контур может быть использован для синхронизации ссылки носителя из этого сигнала BPSK для обеспечения когерентного детектирования. Но это приводит к неоднозначности фазы 180 °. Чтобы устранить эту проблему 180-градусной фазовой неоднозначности, в передатчике используется метод дифференциального кодирования, а в приемнике используется дифференциальное декодирование. Этот метод передачи сигналов, объединяющий дифференциальное кодирование с фазовой манипуляцией (PSK), называется дифференциальной фазовой манипуляцией или DPSK.

В DPSK входная последовательность двоичных битов организована таким образом, что следующий бит должен полагаться на предыдущий. На стороне приемника происходит обратное, т. Е. Ранее принятый бит используется для обнаружения текущих битов.

В чем преимущества PSK перед ASK?

• ü Фазовая манипуляция используется для передачи данных по радиочастотному сигналу более эффективно, чем другие типы модуляции. Следовательно, этот метод энергоэффективен.
• В PSK возникает меньше ошибок по сравнению с модуляцией ASK, и он также занимает ту же полосу пропускания, что и ASK.
• Лучшая скорость передачи данных обычно достигается с помощью PSK, то есть QPSK, 16 QAM и т. Д.

В чем основные различия между QAM и QPSK?

 QAM отличается от QPSK в отношении ширины спектра.

• Спектральная ширина QPSK шире, чем QAM.
• Кроме того, QAM имеет более высокую частоту ошибок по битам, чем QPSK.

В чем основные различия между QPSK и PSK?

• Для Phase Shift Key сдвиг фаз происходит на 180 градусов. В случае QPSK сдвиг кратен девяноста градусам.
• QAM - это группа клавиш сдвига амплитуды и клавиши фазового сдвига.

Сравнение двоичной модуляции и модуляции M-массива:

• Слово двоичный означает два бита. Двоичный Модуляция это тип техники цифровой модуляции.
• M просто обозначает цифру, которая соответствует количеству комбинаций, возможных для указанного количества двоичных переменных. М-массив Модуляция это тип техники цифровой модуляции

 В чем разница между MSK и QPSK?

Показатели производительности для схемы цифровой модуляции:

 Частота ошибок по битам, спектры мощности и эффективность использования полосы пропускания являются одними из показателей производительности цифровой системы связи. Желаемые характеристики

1. BER должен быть хорошим и в пределах лимита.
2. Передача сигнала должна происходить с меньшей полосой пропускания.
3. Должно использоваться минимальное количество мощности передачи.
4. Система должна быть дешевле.

Чтобы узнать больше о линейном кодировании нажмите здесь.