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.
Některé odvozené typy
mohou přenášet dva nezávislé modulační signály. Protože nosná vlna
v případě digitálních modulací přechází mezi několika diskrétními stavy ovlivňovaného
parametru, označují tyto modulace pojmem klíčování nebo zkratkou (Shift Keying). Vzájemný vztah
mezi počtem bitů stavů dán rovnicemi
( )MnM n
2loga2 1.1 )
Digitální modulace obsahují informaci počtu stavů obvykle svém názvu. Například
zkratka 4PSK Phase Shift Keying) nebo také QPSK (Quadruple Phase Shift Keying)
.
1.Fakulta elektrotechniky komunikačních technologií VUT Brně
1 Modulace
Cílem této kapitoly vysvětlit pojem modulace, rozdělit modulační metody podle
nejčastěji používaných kritérií, základě matematického popisu vysvětlit princip
modulačních metod základním přeneseném pásmu, vysvětlit metody tvarování úpravy
modulačních demodulovaných signálů, pomocí analýzy časové kmitočtové oblasti určit
vlastnosti analogově číslicově modulovaných signálů, seznámit základními typy
modulátorů demodulátorů porovnat různé koncepce používaných zapojení hlediska
dosažitelných vlastností.1 Klasifikace modulací
V průběhu historického vývoje elektroniky docházelo nejrůznějším potřebám
transformovat zdrojový informační signál tak, aby jej bylo možno dostupnými prostředky
přenášet větší vzdálenost, případně jej upravit pro účely dalšího zpracování například
v diskrétních číslicových systémech.
Počet stavů nosné vlny závisí počtu bitů vstupujících najednou modulátoru. Modulace tohoto typu nevyužívají nosnou
vysokofrekvenční vlnu, proto označují jako modulace základním pásmu.
U modulací přeneseném pásmu vždy ovlivňuje některý parametr harmonického,
obvykle vysokofrekvenčního signálu nosné vlny.
Jestliže ovlivňovaným parametrem kmitočet, jedná kmitočtovou modulaci FM
(Frequency Modulation) pokud ovlivňuje fáze harmonického signálu, mluvíme fázové
modulaci (Phase Modulation). Pokud tímto parametrem amplituda,
jedná amplitudovou modulaci (Amplitude Modulation). Pro potřeby přenosu informačního signálu radiovým
kanálem postupem času vyvinula celá řada analogových digitálních modulací
transformující tento signál přeneseného vysokofrekvenčního pásma. Kvadraturní označovaná zkratkou
QAM (Quadrature AM) řeší pomocí dvou nosných vln, jejichž kmitočet shodný a
vzájemný fázový posuv 90°.
Jednotlivé stavy nosné vlny vyjadřují tzv. rozhraní modulací DSB SSB stojí modulace s
částečně potlačeným postranním pásmem VSB (Vestigial Side Band). signálové prvky neboli symboly.
Modulačním signálem může být signál spojitý (analogový) pak mluvíme analogových
modulacích nebo číslicový (digitální) pak jedná digitální modulace. Skutečnost nosná vlna zcela potlačena obvykle zdůrazňuje zkratkou SC
(Supressed Carrier), například DSB-SC. Klasická však
špatnou energetickou bilanci proto vznikly modulace potlačenou nebo částečně potlačenou
nosnou DSB (Double Side Band) modulace jedním postranním pásmem SSB (Single Side
Band). Pro účely
transformace informačního signálu byly vytvořeny modulace, které provádějí diskretizaci
signálu čase případně následnou kvantizaci. Modulace nezávislými postranními pásmy ISB (Independent
Side Band) obdou DSB-SC avšak informační obsah obou postranních složkách odlišný
