6. Методы передачи аудиоданных. Сигналы с ортогональным частотным разделением (OFDM)
Часть 2
5. ЧАСТОТНО-ЭФФЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ МОДУЛЯЦИИ
Рис. 5.1. Структурная схема типовой реализации передатчика цифровой системы радиосвязи
Рис. 5.2. IQ-модулятор
Рис. 5.3. Временная форма и сигнальное созвездие сигнала BPSK:
а – цифровое сообщение; б – модулирующий сигнал; в – модулированное ВЧ-колебание;
г – сигнальное созвездие
s(t) = I(t) cos(ωt) −Q(t) sin(ωt), (5.1)
(5.2)
Рис. 5.4. Векторные (квадратурные) диаграммы для модуляций ФМ-4 (а) и ФМ-8 (б)
Рис. 5.6. Векторная диаграмма сигналов QPSK
Рис. 5.5. Примеры сигнальных созвездий: а - BPSK, б - QPSK, в - 16- QAM
Результаты моделирования сигналов ФМ-2 и ФМ-4 в системе Matlab с расширением Simulink.
Рис. 5.7. Сигнальные созвездия ФМ-2 и ФМ-4, в том числе в канале с АБГШ при ОСШ Еb/N0 = 15дБ
Рис. 5.8. Спектральная плотность мощности ряда широко применяемых сигналов.
Рис. 5.9. Спектральная плотность мощности: 1 – модуляция MSK; 2 – модуляция QPSK
Рис. 5.10. Определение ширины спектра манипулированного радиосигнала на графике спектральной плотности мощности (СПМ) Fs ( f ) прямоугольного импульса с единичной амплитудой и длительностью T :
W 1 — ширина полосы по уровню половинной мощности;
W 2 — эффективная ширина полос;
W 3 - ширина полосы по первым нулям спектра;
W 4 - ширина полосы частот по доле мощности, содержащейся в ее пределах;
W 5 — ширина полосы частот по выбранному уровню спектральной плотности.
Графики траектории сигнала на I ( Q ) - диаграмме для всех возможных комбинаций дибитов (пар) входных символов.
Рис. 5.11. Изменение I ( Q ) - огибающей модуляций ФМ-4 (а) и ФМ-4-О (б) для α = 0,35
Рис. 5.12. Структурная схема относительного кодирования-декодирования
Рис. 5.13. Зависимости вероятности ошибки на бит от Еb/N0 для модуляций
QPSK, 16-QAM и 64-QAM, полученные в результате моделирования
Рис. 5.14. Зависимости вероятности ошибки на бит от Еb/N0 для модуляций
QPSK, 8-PSK и 16-PSK.
Рис. 5.15. Зависимости вероятности ошибки на бит от Еb/N0 для модуляций
BPSK, QPSK, DBPSK и DQPSK.
* * *
6. МЕТОДЫ ПЕРЕДАЧИ АУДИОДАННЫХ. СИГНАЛЫ С ОРТОГОНАЛЬНЫМ ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ (OFDM)
а) б)
|
Рис. 6.1. Прием в условиях: (а) двухлучевого приема, (б) от двух передатчиков ОЧС вещания
Рис. 6.2. Пример замираний сигнала в многолучевом канале
Рис. 6.3. Кривые помехоустойчивости в канале с релеевскими замираниями
Рис. 6.4. Параллельная передача данных (на примере модуляции QPSK): а) классическая система, б) система с OFDM.
Рис. 6.5. Сигнал OFDM в координатах «время-частота».
Рис. 6.6. Расстановка несущих в спектре OFDM
Рис. 6.7. Формирование защитного интервала в сигнале OFDM
Рис. 6.8. Иллюстрация устранения влияния МСИ на прием сигналов OFDM.
Рис. 6.9. Амплитуды несущих OFDM-сигнала до (а) и в результате
(б) частотно-селективного замирания (на выходе передатчика (а) и на входе приемника (б))
Рис. 6.10. Частотное и временное перемежение в OFDM-модеме с длительностью символа Ts
и окном преобразования Фурье T
Рис. 6.11. Частотное перемежение символов при COFDM
Рис. 6.12. Спектр мощности радиосигнала OFDM
Рис. 6.13. Принцип построения OFDM-модема.
Рис. 6.14. Схема формирования радиосигнала COFDM
Рис.6.15. Передающая часть системы T-DAB
Рис. 6.16. Приемная часть системы T-DAB
Рис. 6.17. Пример влияния скорости АТ на помехоустойчивость системы передачи
7. ВАРИАНТЫ РЕАЛИЗАЦИИ СЕТЕЙ ЦИФРОВОГО РАДИОВЕЩАНИЯ
Рис. 7.1. Изменение качества приема в зависимости от расстояния от передатчика
Рис.7.2. Варианты технической реализации цифрового радиовещания
Рис. 7.3. Топологии вещательных сетей.
| 
|
| а) Покрытие заданной территории одной вещательной станцией | б) Покрытие заданной территории четырьмя вещательными станциями |
Рис. 7.4. Два варианта покрытия заданной территории вещанием.
Рис. 7.5. Использование малых мощностей передатчиков в ОЧС.
Рис. 7.6. Пример кривых распространения (высота приемной антенны h1 = 10 м)
Рис. 7.7. Формирование сотовой структуры с помощью многолучевой антенны (МЛА)
Рис. 7.8. Принцип использования многолучевой антенной системы ИСЗ
Рис. 7.9. Вариант покрытия вещанием Европейской части России