Лекции по Теоретическим основам цифровой связи   

9. Компромиссы при использовании модуляции и кодирования

9.5.1. Эффективность использования полосы при выборе схем MPSK и MFSK

На рис. 9.6 показаны рабочие точки для когерентной модуляции MPSK при вероятно сти битовой ошибки 10-5. Предполагается, что до модуляции осуществляется фильтра ция по Найквисту (идеальная прямоугольная), так что минимальная двойная полоса пропускания на промежуточной частоте (intermediate frequency — IF) WIF = 1/T, где Т -длительность символа. Таким образом, из уравнения (9.1) эффективность использования полосы частот R/W= log2М, где М — размер набора символов. Для реальных каналов и сигналов производительность следует понизить, чтобы учесть увеличение полосы пропускания, требуемое для создания реализуемых фильтров. Отметим, что npи модуляции MPSK RIW растет с увеличением М. Кроме того, положение рабочих точек MPSK указывает, что для модуляции BPSK (М=2) и квадратичной PSK, или QPSK (М=4), требуются одинаковые значения Eb|N0. Иными словами, при том же значенш Eb|N0 эффективность использования полосы частот для схемы QPSK равна 2 бит/с/Гц в отличие от 1 бит/с/Гц для схемы BPSK. Эта уникальная особенность является следcтвием того, что QPSK представляет собой эффективную комбинацию двух сигналов модуляции BPSK, которые передаются на ортогональных компонентах несущей.

На рис. 9.6 также изображены рабочие точки некогерентной ортогональной моду­ляции MFSK при вероятности появления битовой ошибки 10-5. Предполагается, что полоса передачи равна WIF=M/T. Следовательно (исходя из уравнения (9.1)), эффек­тивность использования полосы частот равна R/W=(log2M)/M. Отметим, что при мо­дуляции MFSK R/W снижается с увеличением М. Также следует отметить, что поло­жение рабочих точек MFSK указывает, что модуляция BFSK (М=2)и квадратичная FSK (М=4) имеют одинаковую эффективность использования полосы частот, хотя первая требует большего значения Eb|N0 для той же вероятности появления ошибки. Эффективность использования полосы частот изменяется с коэффициентом модуля­ции (разнесение частот в герцах, деленное на скорость передачи битов). Предполага­ется, что для каждого сигнала, модулированного MFSK, требуется одинаковое прира­щение полосы пропускания, а значит, при М=2 эффективность использования поло­сы составляет 1 бит/с/2 Гц или 1/2, а при М=4 RIW — 2 бит/с/4 Гц, или 1/2. Таким образом, двоичная и 4-уровневая ортогональная FSK характеризуются одинаковыми значениями RIW.

На рис. 9.6 также показаны рабочие точки для когерентной квадратурной ампли­тудной модуляции (quadrature amplitude modulation — QAM). Видно, что на фоне ос­тальных модуляций QAM наиболее эффективно использует полосу частот; к этому типу модуляции мы еще обратимся в разделе 9.8.3.



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