Квадратурная амплитудная модуляция

Квадратурная амплитудная модуляция (КАМ) представляет собой развитие фазовой манипуляции, в которой амплитуда квадратурных составляющих может принимать разное значение. КАМ сигнал является многопозиционным, и число позиций равно . Для его обозначения будем использовать аббревиатуру КАМ-М, например КАМ-16 означает сигнал, сформированный из 4-х разрядных модуляционных символов. Его возможное сигнальное созвездие показано на рисунке 5.13.

Здесь точками показаны положения векторов амплитуды несущего колебания при различных модуляционных символах. Например, вектор соответствует коду 0001. Он формируется за счет сложения составляющей с амплитудой 3 и составляющей с амплитудой 1.

Сигнал КАМ-М определяют как совокупность элементарных сигналов:

, (4.29)

где ‑ амплитуда -го элементарного сигналу, ‑ фаза -го элементарного сигналу.

Воздействие помех в канале связи может привести к ошибочному определению положения вектора несущего колебания. Причем его переход в соседнюю точку наиболее вероятен. Поэтому положения векторов амплитуды несущего колебания пронумерованы так, что коды соседних точек отличаются не более, чем в одном символе. На рисунке 5.14 показано сигнальное созвездие для КАМ-64.

Для получения КАМ сигнала можно использовать квадратурную схему модулятора, показанную на рисунке 5.15.

ФВ

ФВ

Последовательность двоичных символов подается на последо­вательно-параллельный преобразователь S/P. Двоичные символы группируют в модуляционные символы по бит. Старшие разряды выделяют отдельно и используют для управления фазовращателями и в каналах и . Фазовращатели изменяют фазу несущего колебания на 180°, если и . Таким образом, определяется квадрант сигнального созвездия, в котором будут находиться позиции суммарного вектора несущей . Сочетание 00 соответствует первому квадранту, 10 — второму, 11 — третьему, 01 — четвертому.

Младшие разряды модуляционного символа разделяются на четные и нечетные , которые затем поступают в кодер Грея. В этом кодере производится перекодирование полученных символов в код Грея для того, чтобы коды соседних двоичных символов отличались не более, чем в одном бите. В таблице 5.1 представлены натуральные двоичные числа и соответствующие им коды Грея.

Таблица 5.1 – Код Грея

Десятичное число						5-
Натуральный двоичный код
Код Грея

Кодирование кодом Грея позволяет исправлять до одного бита при демодуляции. Само кодирование производиться по следующему алгоритму:

1. Исходная последовательность длиной n сдвигается вправо (при условии что младший бит расположен слева), сдвиг не циклический:

Исходная
Сдвинутая

2. Производиться сложение по модулю 2 (исключающее ИЛИ) обоих последовательностей. Кодовая комбинация соответствует первым n двоичным символам, остальные символы отбрасываются (в примере ниже отбрасываются биты, покрашенные серым цветом).

Исходная
Сдвинутая
Код Грея

Кодированные по коду Грея модуляционные символы в каналах и поступают в цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП). Уровни, которые получаются на их выходах ЦАП, определяют напряжения на выходах балансных модуляторов. В таблице 5.2 показано возможное соответствие между уровнями ЦАП и входными кодами.

Таблица 5.2.

Код 16-КАМ			-	-
Код 64-КАМ
Уровень на выходе ЦАП

В приведенной схеме могут быть использованы цифровые квадратурные модуляторы. При этом после цифрового квадратурного модулятора будет установлен ЦАП.

Пример. Для КАМ-64 требуются шестиразрядные модуляционные символы. Пусть один такой символ имеет код 011101. Два старших разряда 01 задают IV квадрант сигнального созвездия. Оставшиеся четыре двоичных символа распределятся между каналами и . В канал поступает код 10, а в канал ‑ 11. Это соответствует кодам Грея 11 и 10. На выходе ЦАП канала будет уровень 1, а канала — 3. С учетом фазировки несущего колебания можно получить , , что соответствует рисунку 5.14.

Дата добавления: 2015-07-08