Фильтр, согласованный с прямоугольным импульсом

Фильтр, согласованный с радиоимпульсом

Пример реализации фильтра с заданной импульсной характеристикой

Система с двоичной фазовой модуляцией (2ФМ, BPSK)

и когерентной демодуляцией

Требуется время на синхронизацию

Восстановление несущей частоты

в системе 2ФМ

Требуется время на восстановление несущей частоты

Система 2ФМ с автокорреляционным демодулятором

Сигнал правильно детектируется после завершения синхронизации

При совпадении текущего бита с предыдущим U₆ =1, при несовпадении U₆ =–1

Система с квадратурной фазовой модуляцией

(4ФМ, QPSK – quaternary phase shift keying)

Система 4ФМ работает как две системы 2ФМ.

Относительное (дифференциальное) кодирование

Относительное кодирование применяется в системах с амплитудно-фазовой манипуляцией при когерентной и автокорреляционной демодуляции для уменьшения количества ошибок, вызванных неоднозначностью фазовой синхронизации опорного и принимаемого сигналов.

Алгоритм относительного кодирования в системе 2ФМ:

Частотная манипуляция (FSK)

При М-ичной частотной манипуляции каждому символу соответствует своя частота передаваемого сигнала.

Частоту изменяют:

– перестройкой генератора, – переключением генераторов,

– использованием синтезатора частоты.

Сигналы различных частот могут быть ортогональными и не ортогональными, фаза – непрерывной или изменяющейся скачком на границе символов.

Сигнал детектируют с использованием:

– полосовых фильтров и амплитудных детекторов,

– частотного детектора, определяющего разность частот,

– процессора БПФ, определяющего частоту,

– корреляционного приемника с разными опорными сигналами. Этот способ самый помехоустойчивый, сигналы должны быть ортогональными.

Условие ортогональности сигналов разных частот:

Первый интеграл от высокочастотного сигнала пренебрежимо мал.

Значение второго интеграла зависит от t_o, Т и φ - фазы сигнала разностной частоты cos[(ω_i – ω_j)t+φ], показанного на рисунке, в момент начала интегрирования.

Этот интеграл обращается в 0 в следующих двух случаях:

– длительность символа кратна периоду сигнала разностной частоты, интегрирование можно начинать в любой момент, демодуляция некогерентная.

– длительность символа равна полупериоду сигнала разностной частоты, а момент начала интегрирования соответствующим образом синхронизован с принимаемым сигналом, демодуляция когерентная.

При М>2 демодуляция некогерентная. При М=2 когерентно детектируют сигналы в системах с минимальным частотным сдвигом и в системах с гауссовой фильтрацией.

Некогерентная демодуляция в системе с двоичной частотной манипуляцией

(FSK –binary frequency shift keying),

Частотная манипуляция с минимальным частотным сдвигом

(MSK – minimum frequency shift keying)

Модуляция MSK – – это двоичная частотная модуляция. Согласно тождеству

(1)

сигнал с двоичной частотной модуляцией можно получить в результате квадратурной модуляции, если прямоугольные модулирующие сигналы заменить гармоническими сигналами A_I = Acosω_dt и A_Q = Asinω_dt. Параметр ω_d – девиация частоты, отклонение частоты от не модулированного значения ω₀.

Ортогональность сигналов, представляющих знаки 1 и 0, обеспечивается при минимальной разности частот Δf = 0,5/T_b (ω_d = π Δf = 0,5 π/T_b), если детектирование когерентное. Подставив значение ω_d в (1), получим

I =Acosω_dt и Q =A sinω_dt.– модулирующие сигналы.

Частота и фаза сигнала MSK зависит от содержания двух соседних бит b_I, b_Q:

bI	bQ	S(t)	частота	фаза
1(+)	1(+)	Acos(ω0 -ωd)	ω0 -ωd	0
1(+)	0(-)	Acos(ω0 +ωd)	ω0 +ωd	0
0(-)	1(+)	-Acos(ω0 +ωd)	ω0 +ωd	π
0(-)	0(-)	-Acos(ω0 -ωd)	ω0 -ωd	π