Лекции по Теоретическим основам цифровой связи   

4. Полосовая модуляция и демодуляция

4.8.2. М-арная передача сигналов

Рассмотрим M-арную передачу сигналов. В каждый момент времени процессор рассматривает k бит. Он указывает модулятору произвести один из М=2k сигналов; частным слу­чаем k= 1 является бинарная передача сигналов. Как увеличение k влияет на достоверность передачи — снижает или повышает ее? (Не спешите отвечать — вопрос с подвохом.) На рис. 4.28 показана зависимость вероятности появления ошибочного бита для ортогональной M-уровневой передачи сигналов по каналу с гауссовым шумом при использовании когерентного обнаружения. На рис. 4.29 подобные графики приведены для много­фазной передачи по каналу с гауссовым шумом при применении когерентного обнаружения. В каком направлении движется график при увеличении k (или М)? Из рис. 4.27 мы знаем, как изменяется кривая при увеличении и уменьшении вероятности ошибки. Поэтому можем сказать, что на рис. 4.28 по мере роста k график перемещается в направлении уменьшения вероятности ошибки. На рис. 4.29 рост k приводит к увеличению вероятности ошибки. Подобное передвижение свидетельствует, что М-арная передача сигналов умень­шает вероятность ошибки при ортогональной передаче сигналов и увеличивает — при многофазной передаче. Справедливо ли это? Почему вообще используют многофазную модуляцию PSK, если она приводит к высокой вероятности ошибки по сравнению с би­нарной PSK? Сказанное действительно справедливо, и во многих системах действительно применяется многофазная передача сигналов. Подвох был в формулировке вопроса: там подразумевалось, что зависимость вероятности ошибки от Eb/N0 является единственным критерием качества. На самом деле существует множество других характеристик (например, ширина полосы, пропускная способность, сложность, стоимость), но на рис. 4.28 и 4.29 явно показана только вероятность ошибки.

Рис. 4.28. Зависимость от для ортогональной М-арной передачи сигналов по каналу с гауссовым шумом при использовании когерентного обнаружения. (Перепечатано с разрешения авторов из работы W. C. Lindsey and M. K. Simon. Telecommunication System Engineering. Prentice Hall, Inc., Englewood Cliffs, N. J.)


Рис. 4.29. Зависимость от для ортого­нальной многофазной передачи сигналов по каналу с гауссовым шумом при использовании когерентного об­наружения

Одной из рабочих характеристик, не представленных на рис. 4.28 и 4.29 явно, является необходимая ширина полосы. Для графиков на рис. 4.28 повышение значений k подразумевает увеличение требуемой ширины полосы. Для М-арных многофазных кривых, приведенных на рис. 4.29, рост величины k позволяет получать большую ско­рость передачи битов при той же ширине полосы. Другими словами, при фиксиро­ванной скорости передачи данных уменьшается необходимая полоса. Следовательно, графики вероятности ошибки и при ортогональной, и при многофазной передаче по­казывают, что М-арная передача сигналов представляет средство реализации компро­миссов между параметрами системы. При ортогональной передаче сигналов повыше­ние достоверности передачи может быть получено за счет расширения полосы. В слу­чае многофазной передачи эффективность использования полосы может быть получена за счет вероятности ошибки. Подробнее о компромиссах между полосой и вероятностью ошибки рассказывается в главе 9.



*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.