Материал: 637_Nosov_V.I._Seti_radiodostupa_CH.2_
соответствуют тридцать два разрешенных из тридцати шести возможных состояний двоичных потоков i1,i2 ,i3,q1,q2 ,q3 .
Для создания кодовой таблицы устройства размещения воспользуемся разбиением (прореживанием) сигнальных точек созвездия 32-КАМ рис. 4.14 на подмножества с возрастающим расстоянием между элементами рис. 4.15.
|
0 |
1 |
d1 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
d2 |
0 |
1 0 |
1 0 |
1 0 |
1d3 |
d4 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|||
|
|
|||||||||||||||||||
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
|
0 |
1 |
|
22 |
|
29 |
|
00010 |
|
15 |
|
|
26 |
|
24 |
|
|
30 |
|
|
19 |
d5 |
||
00000 |
00100 10 |
|
00110 11 |
00001 |
|
00101 14 |
00011 |
|
|
00111 |
|
|
||||||||
|
|
|
3 |
7 |
|
9 |
|
|||||||||||||
|
10000 |
|
13 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
10100 |
|
|
|
10110 |
10001 |
|
10101 |
10011 |
|
10111 |
|
|||||||
|
|
|
|
10010 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
d 0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
31 |
|
20 |
|
23 |
|
25 |
|
16 |
|
28 |
|
21 |
|
32 |
|
01000 |
8 |
01100 |
6 |
01010 |
|
01110 |
2 |
01001 |
|
01101 |
|
01011 |
|
01111 |
|
|
|
|
4 |
|
|
12 |
|
1 |
|
17 |
|
5 |
|||
|
11000 |
|
11100 |
11010 |
11110 |
11001 |
11101 |
|
11011 |
11111 |
|||||
Рис. 4.15 Прореживание точек созвездия при 32-КАМ
Из результатов прореживания рис. 4.15 следует, что, например, двенадцатой точке созвездия рис. 4.14 соответствует комбинация пяти потоков символов
d5d4d3d2d1 11001. |
(4.32) |
В то же время этой же двенадцатой точке созвездия, согласно алгоритма |
|
работы ЦАП таблица 4.6, соответствует комбинация трех потоков |
i1i2i3 в |
синфазном канале и двух потоков q1q2q3 в квадратурном канале |
|
i1i2i3q1q2q3 011010 . |
(4.33) |
126 |
|
В соответствии с рассуждениями, использованными при получении выражений (4.32) и (4.33), можно составить кодовую таблицу соответствия сигнальным точкам на созвездии комбинаций пяти потоков символов d5d4d3d2d1 и комбинаций двоичных потоков в синфазном и квадратурном
каналах i1i2i3q1q2q3 таблица 4.7.
Таблица 4.7 Кодовая таблица размещения при 32-КАМ
|
Состояния потоков |
Состояния потоков |
Значения |
|
|||||||||||
Номер |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
уровней |
|
|
сигнальной |
d5 |
d4 |
d3 |
d2 |
d1 |
i1 |
|
i2 |
i3 |
q1 |
q2 |
q3 |
I |
|
Q |
точки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
5 |
|
3 |
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
5 |
|
1 |
3 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
5 |
|
1 |
4 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
5 |
|
3 |
5 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
3 |
|
5 |
6 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
3 |
|
3 |
7 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
3 |
|
1 |
8 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
3 |
|
1 |
9 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
3 |
|
3 |
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
3 |
|
5 |
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
5 |
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
3 |
13 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
14 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
15 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
3 |
16 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
5 |
17 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
5 |
18 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
3 |
19 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
20 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
21 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
3 |
22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
5 |
23 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
3 |
|
5 |
24 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
3 |
|
3 |
25 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
3 |
|
1 |
26 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
3 |
|
1 |
27 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
3 |
|
3 |
28 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
3 |
|
5 |
29 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
5 |
|
3 |
30 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
5 |
|
1 |
31 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
5 |
|
1 |
32 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
5 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
127 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Структурная схема демодулятора 32-КАМ приведена на рис. 4.16.
С выхода приемника сигнал с 32-КАМ поступает на один из входов фазовых детекторов синфазного и квадратурного каналов. На вторые входы этих фазовых детекторов поступают опорные сигналы cos 0t для синфазного
канала и sin 0t для квадратурного канала. Опорный сигнал (восстановленную
несущую) вырабатывает генератор, который с помощью системы синхронизации (петли ФАПЧ) фазируется под фазу входного сигнала 32-КАМ.
После фильтрации побочных продуктов перемножения входных и опорных сигналов в фильтрах нижних частот ФНЧ на выходах фазовых детекторов синфазного и квадратурного каналов получаются сигналы основной полосы (base band), в данном случае шестиуровневые сигналы Is (t) и Qs (t) .
Переходы между уровнями в шестиуровневых сигналах несут информацию о тактовой частоте символов, поэтому они используются в выделителе тактовой частоты символов FTs . Тактовая частота символов
подается на решающие устройства, аналогово-цифровые преобразователи и устройство деразмещения.
|
|
|
|
1 |
|
i1 |
|
ФД синфазный |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Is |
(t) |
3 |
|
i2 |
|
ФНЧ |
4 |
АЦП |
|||
|
|
РУ |
|
|||
|
|
|
|
5 |
|
i3 |
|
|
|
|
6 |
|
|
|
cos0t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32-КАМ |
|
|
FT |
|
|
|
Uоп |
|
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Ген. |
ВТЧ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2 |
|
|
1 |
|
|
ФАПЧ |
|
|
|
|
q1 |
|
sin 0t |
|
|
2 |
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
3 |
|
q2 |
|
ФНЧ |
|
РУ 4 |
АЦП |
||
|
|
|
||||
|
ФД квадратурный |
Qs |
(t) |
5 |
|
q3 |
|
|
|
6 |
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Деразмещение
FT |
|
|
|
|||
S |
|
|
|
|||
d1 |
|
|
|
|
||
|
|
|
||||
d2 |
|
FT |
||||
|
|
|
|
|||
d3 |
|
|
|
|
b |
|
|
|
P S |
|
|
||
|
|
|||||
d4 |
|
T |
||||
|
||||||
d5 |
|
|
b |
|||
|
|
|
||||
TS |
|
|
|
|||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 4.16 Когерентный демодулятор 32-КАМ
В решающих устройствах принимается решение о принятом на интервале текущего символа уровне и это решение в виде одного из шести принятых уровней подается на аналогово-цифровые преобразователи. В АЦП каждому из принятых уровней в соответствии с алгоритмом работы АЦП ставятся в соответствие три цифровых потока в синфазном i1i2i3 и квадратурном q1q2q3
каналах.
128
В устройстве деразмещения каждой из комбинаций трех цифровых потоков в синфазном i1i2i3 и квадратурном q1q2q3 каналах ставится в
соответствии с алгоритмом деразмещения одна из 25 комбинаций пяти цифровых потоков символов d1d2d3d4d5 . В параллельно-последовательном
преобразователе пять цифровых потоков символов d1d2d3d4d5 преобразуются в цифровой поток с битовой скоростью Rb 5 Rs .
Восстановление несущей частоты (опорного сигнала) при 32-КАМ производится также как и при М-ОФМ (см. раздел 3.2.5.2.1).
4.4 Шестидесятичетырехпозиционная КАМ
Структурная схема модулятора 64-КАМ приведена на рис. 4.17, а временные диаграммы его работы на рис. 4.18.
На вход модулятора поступает цифровой поток бит со скоростью R бит/с
и параметрами FT 1 Tb , |
где FT |
– |
тактовая |
частота |
следования |
бит, Tb – |
||||
b |
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
длительность бита. |
Этот |
цифровой |
поток |
разделяется |
на k 6 потока |
|||||
d1,d2 ,d3,d4 ,d5 ,d6 символов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k log2 M log2 64 6, |
FT FT |
6, |
Ts 6 Tb , , |
(4.34) |
||||||
|
|
|
|
|
s |
b |
|
|
|
|
где M 64 – |
позиционность |
модуляции, |
FT ,Ts |
– |
тактовая |
частота и |
||||
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
|
длительность символа, соответственно.
FTs d1
Цифровой d2 сигнал
FT |
|
d3 |
|
|
|
b |
S P d4 |
|
|
||
|
||
Tb d5
d6
Ts
Размещение
i1
i2
ЦАП Is (t) ФНЧ
i3
Ген.
|
q1 |
|
|
Qs |
(t) |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
q2 |
|
|
|
|
|||
|
ЦАП |
ФН |
|
|||||
|
|
|
|
|
||||
|
q3 |
|
|
|
Ч |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2-ФМI 
АМI
cos 0t
s(t)
2
sin 0t
2-ФМQ 
АМQ
Рис. 4.17 Модулятор 64 - КАМ
Далее необходимо произвести распределение k 6 двоичных потоков символов в сигнальных точках на фазово-амплитудной плоскости (созвездии)
129
М = 64-позиционного модулятора. Для этого k 6 двоичных цифровых потоков символов в устройстве размещения модулятора преобразуются путем операции размещения в n 3 потоков символов i1,i2 ,i3 , которые используются для
амплитудной и фазовой модуляции синфазной составляющей несущего колебания модулятора, и в n 3 потоков символов q1,q2 ,q3 , которые
используются для амплитудной и фазовой модуляции квадратурной составляющей несущего колебания модулятора рис. 4.17. Работа устройства размещения будет рассмотрена далее. Количество потоков символов n в синфазном и квадратурном каналах на выходе устройства размещения определяется из уравнения
n |
k |
|
6 |
3. |
(4.35) |
|
|
||||
2 |
2 |
|
|
||
Полученные на выходе устройства размещения n 3 потоков символов в |
|||||
синфазном канале i1,i2 ,i3 и в квадратурном канале |
q1,q2 ,q3 поступают в |
||||
цифроаналоговые преобразователи ЦАП. В цифроаналоговых преобразователях каждые n 3 потоков символов преобразуются в N – уровневые аналоговые сигналы
N |
=2n =23 =8 и N =2n =23 =8.. |
(4.36) |
|
I |
|
Q |
|
Как следует из уравнения |
(4.3) k 6 потоков символов |
должны |
|
обеспечить формирование на фазово-амплитудной плоскости модулятора |
|||
M 2k |
26 64 |
(4.37) |
|
сигнальных точек.
Для четного значения k 6 в модуляторе рис. 4.17 формируется квадратное множество сигнальных точек (созвездие), при этом количество уровней сигналов в синфазном и квадратурном каналах равно
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
I |
N 2n 2k 2 |
|
M |
64 8. |
(4.38) |
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
Чтобы обеспечить равномерное (эквидистантное) распределение сигнальных точек в созвездии, значения уровней сигналов в синфазном и квадратурном каналах принимаются равными рис. 4.18
Uвых ЦАП 1, |
3, |
5, |
7. |
(4.39) |
Алгоритм работы ЦАП, т.е. соответствие в синфазном и квадратурном каналах трех цифровых потоков символов и восьмиуровневых сигналов, приведены в таблице 4.8.
130