Технологии цифровой связи (стр. 2 из 4)
. (6)называется коэффициентом модуляции. Обычно
. Коэффициент модуляции, выраженный впроцентах, т. е. (m 100)%, называют глубиной модуляции. Коэффициент модуляции пропорционален амплитуде модулирующего сигнала.Используя (5), выражение (4) записывают в виде
. (7)Для определения спектра АМ колебания раскроем скобки в выражении (6):
. (8)Согласно (7) АМ колебание является суммой трех высокочастотных гармонических колебаний близких частот (поскольку
или 
):а) колебания несущей частоты f0 с амплитудой U0,
б) колебания верхней боковой частоты f0+F с амплитудой
,в) колебания нижней боковой частоты f0-Fс такой же амплитудой
.Спектр АМ колебания (7) приведен на рисунке 3. Ширина спектра равна удвоенной частоте модуляции: ∆fAM=2F. Амплитуда несущего колебания при модуляции не изменяется; амплитуды колебании боковых частот (верхней и нижней) пропорциональны глубине модуляции, т. е. амплитуде Х модулирующего сигнала. При m=1 амплитуды колебаний боковых частот достигают половины несущей (0,5U0).
Несущее колебание никакой информации не содержит, и в процессе модуляции оно не меняется. Поэтому можно ограничиться передачей только боковых полос, что и реализуется в системах связи на двух боковых полосах (ДБП) без несущей. Больше того, поскольку каждая боковая полоса содержит полную информацию о первичном сигнале, можно обойтись передачей только одной боковой полосы (ОБП). Модуляция, в результате которой получаются колебания одной боковой полосы, называется однополосной (ОМ).
Очевидными достоинствами систем связи ДБП и ОБП являются возможности использования всей мощности передатчика на передачу только боковых полос (двух или одной) сигнала, что позволяет повысить дальность и надежность связи. При однополосной модуляции, кроме того, вдвое уменьшается ширина спектра модулированного колебания, что позволяет соответственно увеличить число сигналов, передаваемых по линии связи в заданной полосе частот.
Рассмотрим особенности обоих видов угловой модуляции: фазовой и частотной.
Фазовая модуляция заключается в пропорциональном первичному сигналу x(t) изменении фазы φ переносчика
. (9)где а — коэффициент пропорциональности. Амплитуда колебания при фазовой модуляции не изменяется, поэтому аналитическое выражение ФМ колебания
. (10)Если модуляция осуществляется гармоническим сигналом x(t) =Xsin Ωt, то мгновенная фаза
. (11)Первые два слагаемых (10) определяют фазу немодулированного колебания, третье — изменение фазы колебания в результате модуляции.
Фазомодулированное колебание наглядно характеризуется векторной диаграммой рисунок 4, построенной на плоскости, вращающейся по часовой стрелке с угловой частотой w0. Немодулированному колебанию соответствует неподвижный вектор U0. Фазовая модуляция заключается в периодическом с частотой Ω повороте вектора U относительно U0 на угол ∆φ(t)=aXsinΩt. Крайние положения вектора U обозначены U’ и U’’. Максимальное отклонение фазы модулированного колебания от фазы немодулированного колебания
M=∆φmax=aX. (12)
называется индексом модуляции. Индекс модуляции М пропорционален амплитуде Х модулирующего сигнала. Он в такой же степени характеризует ФМ колебание, как коэффициент модуляции т — AM колебание.
Рисунок 4 - Векторная диаграмма фазомодулированного колебания
Используя (11), перепишем ФМ колебание (9) как
. (13)Мгновенная частота ФМ колебания
. (14)Таким образом, ФМ колебание в разные моменты времени имеет различные мгновенные частоты, отличающиеся от частоты несущего колебания
на величину 
, что позволяет рассматривать ФМ колебание как модулированное по частоте.Наибольшее отклонение частоты ω от ω0 называется девиацией частоты ∆ωД. Согласно (13):
∆ωд =MΩ или ∆fД =MF. (15)
Частотная модуляция заключается в пропорциональном первичному сигналу x(t) изменении мгновенной частоты переносчика:
ω=ω0+ax(t). (16)
где а — коэффициент пропорциональности. Мгновенная фаза ЧМ колебания:
.Аналитическое выражение ЧМ колебания с учетом постоянства амплитуды можно записать в виде:
. (17)В простейшем случае модуляции гармоническим колебанием
мгновенная частота 
, где 
— девиация частоты, т. е. максимальное ее отклонение от несущей частоты ω0, вызванное модуляцией. Аналитическое выражение этого ЧМ колебания: 
.Слагаемое
характеризует изменение фазы, получающееся при ЧМ. Это позволяет рассматривать ЧМ колебание, как ФМ колебание с индексом модуляции 
, (18)и записать его аналогично:
. (19)Из сказанного следует, что ФМ и ЧМ колебания имеют много общего. Так колебание вида (18) может быть результатом как ФМ, так и ЧМ гармоническим первичным сигналом. Кроме того, ФМ и ЧМ характеризуются одними и теми же параметрами (индексом модуляции М и девиацией частоты ∆fД), связанными между собой одинаковыми соотношениями: (14) и (17).
Наряду с отмеченным сходством частотной и фазовой модуляции между ними имеется и существенное отличие, связанное с различным характером зависимости величин М и ∆fД от частоты F первичного сигнала:
при ФМ индекс модуляции не зависит от частоты F, а девиация частоты пропорциональна F;
при ЧМ девиация частоты не зависит от частоты F, а индекс модуляции обратно пропорционален F.
1.3 Структурная схема системы с РОСнп и блокировкой и структурная схема алгоритма работы системы
Структурная схема системы с РОСнп и блокировкой (рисунок 5) аналогична структурной схеме с решающей обратной связью и ожиданием решающего сигнала (РОС-ож).
Передача информации в системе осуществляется следующим образом. При поступлении от источника информации ИИ кодовой комбинации происходят ее кодирование помехоустойчивым кодом (в КУ) и запись в накопитель передачи Н1. Закодированная информация передается по прямому дискретному каналу.
Принятая из прямого дискретного канала (ДКпр) кодовая комбинация декодируется (в ДКУ) и записывается в накопитель приема Н2. Комбинация может быть декодирована правильно, т.е. соответствовать переданной кодовой комбинации; она может содержать необнаруженную ошибку в результате перехода переданной кодовой комбинации в другую разрешенную кодовую комбинацию; наконец, в результате декодирования может быть обнаружена ошибка (если переданная кодовая комбинация перешла в неразрешенную). Вероятность наступления каждого из трех указанных событий зависит от характеристик дискретного канала, помехоустойчивого кода и метода декодирования.
В зависимости от результатов декодирования решающее устройство РУ принимает решение о выдаче кодовой комбинации из накопителя приема через схему И2 потребителю или о ее стирании в накопителе. Первое из этих решений принимается в случае отсутствия ошибок или при необнаруженных ошибках, а второе – при обнаружении ошибок. В первом случае одновременно с выдачей кодовой комбинации получателю информации ПИ устройством управления УУ2 и устройством УФС формирования сигнала ОС формируется сигнал подтверждения, который по обратному дискретному каналу (ДКобр) передается в передатчик. После получения сигнала подтверждения и его декодировании в УДС УУ1 передатчика запрашивает у источника информации следующую кодовую комбинацию и описанный выше цикл работы повторяется. Схема И1 при этом закрыта, поэтому при поступлении новой кодовой комбинации ранее переданная комбинация в накопителе стирается. Во втором случае одновременно с решением о стирании в УФС формируется сигнал переспроса, который по обратному дискретному каналу передается в передатчик. После получения и декодирования сигнала переспроса из накопителя передачи через схему ИЛИ повторно передается та же кодовая комбинация.