Квадратуралық фазалық манипуляция, qpsk



Дата05.03.2022
өлшемі1.07 Mb.
#27088

Квадратуралық фазалық манипуляция, QPSK

Орындаған: Тоқтау Динара

Тохтаганы Еламан

Есбол Асқар

Тексерген: Калиева С.А.

Квадратуралық фазалық манипуляция (QPSK)

  • Квадратуралық фазалық манипуляция (QPSK, Quadrature Phase Shift Keying) – бұл модуляцияның тағы бір әдісі және ол екі битті бір таңбада жібереді. Басқаша айтқанда, QPSK символы 0 немесе 1 емес, ол 00, 01, 10 немесе 11.
  • Біз бір параметрді енгізуіміз қажет, оны Sr символдық тарату жылдамдығы деп атаймыз. Егер бір таңба ақпараттың бір битімен кодталса, әрқашан ақпарат беру жылдамдығы Br = Sr таратқыштың символдық жылдамдығына сәйкес келеді. Бірақ егер бір таңбамен біз бірден 2 бит ақпарат жіберетін болсақ, онда таратқыштың символдық жылдамдығы Sr = Br/2 болады.

QPSK модуляциясы бір таңбамен берілетін ақпараттың екі битін кодтау негізінде жасалады. Бұл жағдайда символдық жылдамдық ақпарат беру жылдамдығынан екі есе төмен. Бір таңбаның бірден екі битті қалай кодтайтынын түсіну үшін 1-суретке қараңыз.

  • QPSK модуляциясы бір таңбамен берілетін ақпараттың екі битін кодтау негізінде жасалады. Бұл жағдайда символдық жылдамдық ақпарат беру жылдамдығынан екі есе төмен. Бір таңбаның бірден екі битті қалай кодтайтынын түсіну үшін 1-суретке қараңыз.

1-суретте BPSK және QPSK сигналдарының векторлық диаграммалары көрсетілген. BPSK сигналы бұрын қарастырылған және Біз бір BPSK таңбасы ақпараттың бір битін кодтайды деп айттық, BPSK векторлық диаграммасында I(t) фазалық осьте нөлге және берілетін ақпарат бірлігіне сәйкес келетін екі нүкте бар. BPSK жағдайында Q(t) квадратурасы әрқашан нөлге тең болады. Векторлық диаграммадағы нүктелер фазалық манипуляция шоқжұлдызын құрайды.

  • 1-суретте BPSK және QPSK сигналдарының векторлық диаграммалары көрсетілген. BPSK сигналы бұрын қарастырылған және Біз бір BPSK таңбасы ақпараттың бір битін кодтайды деп айттық, BPSK векторлық диаграммасында I(t) фазалық осьте нөлге және берілетін ақпарат бірлігіне сәйкес келетін екі нүкте бар. BPSK жағдайында Q(t) квадратурасы әрқашан нөлге тең болады. Векторлық диаграммадағы нүктелер фазалық манипуляция шоқжұлдызын құрайды.

Екі биттік ақпаратты бір таңбамен кодтау үшін шоқжұлдыз 1-cуреттің QPSK векторлық диаграммасында көрсетілгендей төрт нүктеден тұруы керек. Содан кейін біз I(t) және Q(t) -дің нөлден ерекшеленетінін аламыз, шоқжұлдыздың барлық нүктелері бір шеңберде орналасқан. Содан кейін кодтауды келесідей жүзеге асыруға болады: бит ағынын жұп және тақ биттерге бөліңіз, содан кейін I(t) жұп биттерді кодтайды, ал Q(t) – тақ биттерді. Бір-бірінен кейінгі екі ақпарат бір уақытта I(t) және Q(t) квадратуралық сигналдармен кодталады. Бұл «1100101101100001» ақпарат ағынына арналған суретте көрсетілген осциллограммаларда айқын көрсетілген.

Жоғарғы диаграммада кіріс ағыны 1-суретте көрсетілген QPSK шоқжұлдызының бір нүктесіне сәйкес келетін биттерге бөлінеді. Екінші графикте берілетін ақпаратқа сәйкес келетін I(t) осциллограмма көрсетілген. I(t)>0 егер жұп бит 1-ге тең болса (биттер бірден емес, нөлден нөмірленетініне назар аударыңыз, сондықтан бірінші кезекте 0 саны болады, яғни ол рет бойынша жұп болады) және I(t)<0 егер жұп бит 0 болса (яғни b0(t)<0). Сол сияқты Q(t) квадрат арнасы жасалады, бірақ тек тақ биттермен. Бір T = 1/Sr таңбаның ұзақтығы бастапқы ақпараттың бір битінің ұзақтығынан екі есе көп.

  • Жоғарғы диаграммада кіріс ағыны 1-суретте көрсетілген QPSK шоқжұлдызының бір нүктесіне сәйкес келетін биттерге бөлінеді. Екінші графикте берілетін ақпаратқа сәйкес келетін I(t) осциллограмма көрсетілген. I(t)>0 егер жұп бит 1-ге тең болса (биттер бірден емес, нөлден нөмірленетініне назар аударыңыз, сондықтан бірінші кезекте 0 саны болады, яғни ол рет бойынша жұп болады) және I(t)<0 егер жұп бит 0 болса (яғни b0(t)<0). Сол сияқты Q(t) квадрат арнасы жасалады, бірақ тек тақ биттермен. Бір T = 1/Sr таңбаның ұзақтығы бастапқы ақпараттың бір битінің ұзақтығынан екі есе көп.

QPSK-тің артықшылығы - деректерді беру жылдамдығының жоғарылығы: егер біз бірдей таңбаның ұзақтығын сақтасақ, онда біз деректерді беру жылдамдығын таратқыштан қабылдағышқа екі есе көбейте аламыз. Кемшілігі - жүйенің күрделілігі.

  • QPSK-тің артықшылығы - деректерді беру жылдамдығының жоғарылығы: егер біз бірдей таңбаның ұзақтығын сақтасақ, онда біз деректерді беру жылдамдығын таратқыштан қабылдағышқа екі есе көбейте аламыз. Кемшілігі - жүйенің күрделілігі.
  • QPSK модуляциясы, әрине, модуляцияның тиімді әдісі болып табылады. Бірақ оны жақсартуға болады.

QPSK модуляциясына арналған сәйкестік кестесі

QPSK модуляция сигналын генерациялау үшін квадратуралық модулятор қолданылады. Квадратуралық модуляторды жүзеге асыру үшін екі көбейткіш пен қосқыш қажет. Көбейткіштердің кірістері тікелей кіріс бит ағындарымен қамтамасыз етілуі мүмкін. Мұндай модулятордың құрылымдық схемасы 3-суретте көрсетілген.


Модуляцияның бұл түрімен бір символдық интервал кезінде кіріс разрядының екі биті бірден жіберілетіндіктен, модуляцияның бұл түрінің символдық жылдамдығы бір символға 2 бит құрайды. Бұл модуляторды енгізу кезінде кіріс ағынын екі құрамдас бөлікке бөлу керек дегенді білдіреді - фазалық I компонент және квадратуралық Q. Келесі блоктар символдық жылдамдықта синхрондалу керек.

ҚОРЫТЫНДЫ

  • Бұл жұмыста біз QPSK модуляциясын пайдаланған кезде бір символ жіберілетін ақпараттың екі битін қалай кодтай алатынын қарастыратын жаңа тұжырымдаманы - ақпаратты берудің символдық жылдамдығын туралы қарастырдық. QPSK сигналының шоқжұлдызы және QPSK модуляторының құрылымдық схемасы қарастырылды. Біз сонымен қатар квадраттық модулятор көмегімен QPSK сигналының спектрін және оның тарылу жолдарын талдадық. 


Достарыңызбен бөлісу:




©emirsaba.org 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет