Достоинства ФМн сигналов

Вопрос 19 – Достоинства ФМн сигналов

В литературе рассмотрено широкое раз­нообразие видов цифровой модуляции, которые включают ампли­тудную манипуляцию, многоуровневую амплитудную манипуля­цию, частотную манипуляцию, многоуровневую частотную мани­пуляцию, фазовую манипуляцию, многофазную фазовую манипу­ляцию (МФМ), а также сложные виды модуляции, представляю­щие собой комбинацию амплитудной и фазовой манипуляции, а также широтно-импульсную модуляцию.

Однако из всех этих видов в спутниковой связи желательно применять только ограниченную группу. При МДВР нелинейнос­ти ретранслятора и эффективное использование мощности обычно вынуждают применять такую модуляцию, при которой огибаю­щая сигнала постоянна, исключая таким образом амплитудную ма­нипуляцию и гибридные методы, включающие амплитудную ма­нипуляцию. При МДЧР и работе ретранслятора в квазилинейном режиме выбор метода модуляции более гибкий. Даже здесь, од­нако, присутствие продуктов искажений, свойственных МДЧР, может ограничить применение многоуровневой амплитудной ма­нипуляции из-за ее большой чувствительности к помехам. Тем не менее, когда ограничение полосы становится более жестким, применение гибридных видов многоуровневой амплитудной мани­пуляции, таких, например, как квадратурная амплитудная мани­пуляция, может оказаться желательным.

Следовательно, наибольший интерес представляют фазовая манипуляция ФМ, многофазная модуляция МФМ и вариант час­тотной манипуляции без разрыва фазы, известный, как манипуля­ция с минимальным сдвигом. При всех этих видах модуляции сигнал имеет постоянную огибающую и относительно малую ширину по­лосы. МФМ при М>8 имеет большую эффективность использова­ния полосы частот, чем двухфазная или четырехфазная ФМ, но менее эффективна в использовании мощности. Однако .МФМ при М = 8 активно используется из-за экономии полосы частот, а ха­рактеристики вероятности ошибок для каждого из этих видов манипуляции далее изложены и представлены в зависимости от от­ношения энергии сигнала на один элемент к спектральной плот­ности шума как для когерентного, так и для дифференциально-когерентного детектирования.

При когерентном детектировании для каждого из этих видов модуляции требуется применение когерентной ФАПЧ, и здесь рассмотрено несколько альтернативных приближений к проблеме восстановления несущей. Влияние несовершенного восстановле­ния несущей, т. е. квазикогерентного, или частично-когерентного детектирования, детально рассмотрено с количественной стороны в гл. 9.

Четырехфазная ФМ со сдвигом и МФМ — это два вида ма­нипуляции, при которых удается избежать сдвига фазы на 180°, что имеет место при двухфазной и обычной четырехфазной ФМ. Эти перемены фазы при двухфазной ФМ вызывают модуляцию огибающей сигнала, когда он проходит через полосовой фильтр. Изменения огибающей нежелательны, так как дополнительное усиление сигнала нелинейными приборами может увеличить энергию боковых полос, увеличить помехи в соседних каналах и вызвать искажение из-за влияния преобразования АМ/ФМ.

Рассмотрено влияние помех в том же канале на ФМ и МФМ сигналы. Эти помехи особенно важны в спутниковой связи как потенциальные помехи от боковых полос сигнала мешающей зем­ной станции, от не полностью подавленного сигнала с ортого­нальной поляризацией или как продукты искажений, вызванные нелинейностью спутникового ретранслятора.

Наконец, кратко рассмотрены характеристики дифференциаль­но-когерентного детектирования ФМ и МФМ сигналов. Диффе­ренциально-когерентное детектирование сигналов с двухфазной ФМ почти так же эффективно, как когерентное в канале с адди­тивным гауссовским шумом, и имеет преимущества в качествен­ных характеристиках и тех случаях, когда сильно влияние фазо­вых шумов несущего колебания.

Вопрос 19(2)

Для АМн: