Дифференциальная квадратурная фазовая модуляция (DQPSK)

В методе дифференциальной квадратурной фазовой модуляции (Differential Quadrature Phase Shift Keying, DQPSK) все импульсы входной информационной последовательности разбиваются на пары — на 2-х битовые символы. При переходе от одного 2-х битового символа к другому 2-х битовому символу начальная фаза радиосигнала изменяется на величину Δφ, которая определяется в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1 Закон изменения фазы в модуляции DQPSK

Биты входной последовательности	Изменение фазы Δφ k =Δφ k (xkyk)
Нечетные (первые биты)	Четные (вторые биты)
		−3¶/4
		3¶/4
		¶/4
		−¶/4

Диаграмма переходов состояний сигналов, соответствующая этому методу, представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Фазовая диаграмма, соответствующая методу DQPSK

Кружочками обозначены дискретные значения, которые может принимать фаза несущей, отсчитываемая от некоторого начального значения. Стрелками указаны возможные переходы между разрешенными значениями фазы. Оси координат соответствуют синфазной (Inphase — I) и квадратурной (Quadrature — Q) составляющим сигнала. Эта фазовая диаграмма состоит фактически из двух диаграмм обычной квадратурной фазовой манипуляции: фазовые состояния одной из них помечены значком +, а другой — значком ×, и диаграммы сдвинуты одна относительно другой на угол ¶/4. При переходе от одного символа к другому происходит изменение фазы от одного из состояний первой диаграммы к одному из состояний второй, а при переходе к следующему символу — возврат к предыдущей диаграмме, хотя, скорее всего, не к прежнему фазовому состоянию.

10. Для получения FQPSK применяют нелинейную фильтрацию спектра сигнала в передатчике с последующим восстановлением его в приемнике. В результате спектр FQPSK занимает примерно в два раза меньшую площадь по сравнению со спектром QPSK при прочих равных параметрах. Кроме того, PER (коэффициент ошибок при передаче пакетов) FQPSK лучше аналогичного параметра у GMSK на 10-2-10-4. GSMK - это гауссовская частотная модуляция, используемая, в частности, в стандарте цифровой сотовой связи GSM. Новую модуляцию в достаточной мере оценили и применяют в своих изделиях такие компании, как EIP Microwave, Lockheed Martin, L-3 Communications, а также NASA.

11. Фа́зовая манипуля́ция (ФМн, англ. phase-shift keying (PSK)) — один из видов фазовой модуляции, при которой фазанесущего колебания меняется скачкообразно в зависимости от информационного сообщения. Фазоманипулированный сигнал имеет следующий вид:

{\displaystyle s_{m}(t)=g(t)\cos[2\pi f_{c}t+\varphi _{m}(t)],}частота несущей; {\displaystyle t} — время.

Если {\displaystyle M=2}, то фазовая манипуляция называется двоичной фазовой манипуляцией (BPSK, B-Binary — 1 бит на 1 смену фазы), если {\displaystyle M=4} — квадратурной фазовой манипуляцией (QPSK, Q-Quadro — 2 бита на 1 смену фазы), {\displaystyle M=8} (8-PSK — 3 бита на 1 смену фазы) и т. д. Таким образом, количество бит {\displaystyle n}, передаваемых одним перескоком фазы, является степенью, в которую возводится двойка при определении числа фаз, требующихся для передачи {\displaystyle n} -порядкового двоичного числа.

Фазоманипулированный сигнал {\displaystyle s_{i}(t)} можно рассматривать как линейную комбинацию двух ортонормированных сигналов {\displaystyle y_{1}} и {\displaystyle y_{2}} ^[1]:

{\displaystyle S_{m}(t)=S_{1}Y_{1}+S_{2}Y_{2},}

где

{\displaystyle Y_{1}(t)={\sqrt {\frac {2}{E_{g}}}}S_{1}(t)\cos[2\pi f_{c}t],}

{\displaystyle Y_{2}(t)=-{\sqrt {\frac {2}{E_{g}}}}S_{2}(t)\sin[2\pi f_{c}t].}Таким образом, сигнал {\displaystyle S_{m}(t)} можно считать двухмерным вектором {\displaystyle [S_{1}(m,\;M);\;\;S_{2}(m,\;M)]}. Если значения {\displaystyle S_{1}(m,\;M)} отложить по горизонтальной оси, а значения {\displaystyle S_{2}(m,\;M)} — по вертикальной, то точки с координатами {\displaystyle S_{1}(m,\;M)} и {\displaystyle S_{2}(m,\;M)} будут образовывать пространственные диаграммы, показанные на рисунках.

·

Двоичная фазовая манипуляция (BPSK)

 

·

Квадратурная фазовая манипуляция (QPSK)

 

·

Восьмеричная фазовая манипуляция (8-PSK)

 

 

QAM-64

Quadrature Amplitude Modulation, на русском называемый квадратурно-амплитудной модуляцией (КАМ). Он используется для передачи цифровых сигналов и предусматривает дискретное изменение состояния сегмента несущей одновременно по фазе и амплитуде.

В телевидении может применяться QAM модуляция различного уровня от 16 QAM до 256 QAM. Уровень модуляции определяет количество состояний несущей, используемых для передачи информации. Число бит, передаваемых одним состоянием, определяется как Log N где Т — уровень модуляции. Так, модуляция 16 QAM передает 4 бита информации, а модуляция 256 QAM — 8 бит. На рисунке показано пространство сигналов при модуляции 32 QAM и 64 QAM.

Векторная диаграмма сигнала при различных видах квадратурной амплитудной модуляции

Каждая точка характеризуется своим сочетанием амплитуды и фазы сигнала, поэтому соответствующий каждой точке символ переносит информацию в количестве

I = log₂N, (2.3)

где I - число битов информации, передаваемое каждым символом; N – число возможных «позиций» вектора, или точек на векторной диаграмме.

QAM256

Quadrature Amplitude Modulation, на русском называемый квадратурно-амплитудной модуляцией (КАМ). Он используется для передачи цифровых сигналов и предусматривает дискретное изменение состояния сегмента несущей одновременно по фазе и амплитуде.

В телевидении может применяться QAM модуляция различного уровня от 16 QAM до 256 QAM. Уровень модуляции определяет количество состояний несущей, используемых для передачи информации. Число бит, передаваемых одним состоянием, определяется как Log N где Т — уровень модуляции. Так, модуляция 16 QAM передает 4 бита информации, а модуляция 256 QAM — 8 бит. На рисунке показано пространство сигналов при модуляции 32 QAM и 64 QAM.

QAM1024

Quadrature Amplitude Modulation, на русском называемый квадратурно-амплитудной модуляцией (КАМ). Он используется для передачи цифровых сигналов и предусматривает дискретное изменение состояния сегмента несущей одновременно по фазе и амплитуде.

В телевидении может применяться QAM модуляция различного уровня от 16 QAM до 256 QAM. Уровень модуляции определяет количество состояний несущей, используемых для передачи информации. Число бит, передаваемых одним состоянием, определяется как Log N где Т — уровень модуляции. Так, модуляция 16 QAM передает 4 бита информации, а модуляция 256 QAM — 8 бит. На рисунке показано пространство сигналов при модуляции 32 QAM и 64 QAM.