Záměr studijního textu je seznamit čtenáře s metodami zpracování signálů v jednotlivých částech obecného digitálního komunikačního systému. Aktuální vydání sezabývá modulacemi v základním pásmu, analogovými a číslicovými modulacemi v přeneseném pásmu, metodami synchronizace a metodami mnohonásobného přístupu. Kapitola modulace v základním pásmu seznamuje čtenáře se základními vlastnostmi linkových kódů, porovnává jejich vlastnosti v časové i spektrální oblasti, vysvětluje základní metody detekce signálu v šumu a dává teoretický základ pro pochopení přizpůsobené filtrace a činnosti korelačního přijímače. Teoretické základy prezentované v této kapitole jsou nezbytné pro zkoumání spektrálních vlastností modulací v přeneseném pásmu a vytváří základ pro analýzu chybovosti přenosu.
1 Spektrum datového signálu
Při následujícím odvození budeme předpokládat datový signál tvaru pravoúhlých pulsů
p(t) šířky nabývajících dvou nebo více stavů (amplitud) viz 99H99H99HObr. 1.2. Mezi hlavní nectnosti signálu PCM klasickém tvaru tj.
Mezi kódované modulace patří především modulace PCM všemi svými
modifikacemi.4. Modulace PWM nachází uplatnění především výkonové
elektronice, kde umožňuje realizaci regulovatelných napájecích zdrojů vysokou účinností,
nebo technice, kde využívá zesilovačů pracujících třídě Modulace PPM se
v poslední době objevuje souvislosti optickými komunikačními systémy, kde nabízí
relativně vysokou spektrální účinnost (viz dále). Protože
kombinace amplitud sobě jdoucích pulsů případě obecného datového signálu náhodná,
můžeme datový signál pohlížet jako stacionární ergodický náhodný proces zapsat jej
ve tvaru
( )∑
∞
−∞=
−=
n
bn nTtpats 1. Mají-li být tyto
signály přenášeny rádiovým kanálem, nutné nejprve namodulovat vysokofrekvenční
nebo mikrovlnnou nosnou vlnu. fázi.
v podobě sledu pravoúhlých pulsů patří velká šířka pásma, problémy jeho detekcí v
důsledku setrvačného charakteru kanálu obvodů vysílače přijímače ale také například
přítomnost stejnosměrné složky nebo omezený přenos bitové synchronizace. Jeho spektrum
vyjádříme pomocí spektrální výkonové hustoty PSD (Power Spectral Density).2 )
kde náhodná veličina. pohledu komunikačních systémů má
pravděpodobně největší význam modulace PAM neboť reprezentuje proces reálného
vzorkování.Fakulta elektrotechniky komunikačních technologií VUT Brně
1.2.1. Abychom pochopili metody zpracování signálu bloku modulace
v základním pásmu, třeba ukázat základní vlastnosti signálu PCM.2 Modulace zpracování signálu základním pásmu
U těchto modulací obecně převádí analogový modulační signál, ležící základním
pásmu, diskrétní signál, který rovněž situován základního pásma. Výsledkem jsou
signály, které jsou nespojité bud' čase, amplitudě, nebo kmitočtu resp.
Jak bylo již řečeno předchozím odstavci, mezi nekódované modulace patří modulace
PAM, PWM, PPM případně PFM. Tyto diskrétní
signály pak nejčastěji přenášejí metalickými spoji nebo optickými vlákny. Protože pro PSD ergodického náhodného procesu platí 100H100H100H[ ]
( )
( )
( )∫−
−
∞→
=
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
=
2
2
2
kde
T
T
tj
T
T
T
x dtetxfX
T
fX
f ω
limP 1. Tak vznikají diskrétní modulace nosnými vlnami, jimiž se
zabývá kapitola 98H98H98H1.3 )
zavedeme pro určení PSD časově omezenou posloupnost
.
Uvážíme-li model digitálního komunikačního systému, zjistíme, vstup bloku
modulátoru základním pásmu přichází signál multiplexoru, nebo kanálového kodéru, který
obvykle pracuje sériovými toky dat (posloupnostmi bitů), které odpovídají svým
charakterem signálu PCM. Výstupem modulace PCM sériová posloupnost bitů specifickými
vlastnostmi, které obvykle nevyhovují požadavkům kladeným modulační signál pro
modulace přeneseném pásmu.
1. Modulace základním pásmu obvykle dělí kódované a
nekódované
