Формирование и прием радиосигналов с использованием квадратурных схем преобразования частоты

В третьей главе проведен анализ КДФМ и ФФМ. Установлено, что преобразование спектра частот входного сигнала в КДФМ аналогично таковому в ФФМ. При любом значении частоты ГНЧ и любой ширине полосы частот входного сигнала для КДФМ возможно выделение БП при низкочастотном (НЧ) преобразовании, в отличие от ФФМ. Количество арифметических операций над разными квадратурными сигналами всегда одинаково и равно 6 на квадратурную пару отсчетов, в отличие от цифровой фильтрации в ФФМ. На рисунке 7, а приведен условный спектр сформированного КДФМ радиосигнала, где m [дБ] – величина подавления верхней БП при НЧ преобразовании, n [дБ] – величина подавления ВБП в КМ. Выбор частоты средней в спектре модулирующего сигнала для КДФМ оптимален – остаток ВБП полностью внутри спектра полезного радиосигнала, внеполосного излучения ВБП нет. При прямом формировании промежуточных квадратурных сигналов отсутствуют внеполосные побочные спектральные компоненты НЧ преобразования (рисунок 7, б). При реализации КДФМ с двумя КМ возможно дополнительное подавление внутриполосного остатка ВБП фильтрацией сигналов с выходов КМ и до их сложения. Рисунок 7 Для КДФМ за счет фазового подавления БП при ЦОС НЧ преобразования частота дискретизации сигналов может быть вплоть до минимальной (при условии ). Для цифроаналогового преобразования при одинаковых ФНЧ и частоте дискретизации для КДФМ, ФФМ и ДФМ большая частотная расстройка гармоник для КДФМ и ФФМ приводит к лучшей их фильтрации – внеполосное излучение меньше, или наоборот ФНЧ для КДФМ и ФФМ могут быть проще, чем для ДФМ. За счет «сворачивания» спектра сигнала для КДФМ и ФФМ, возможно цифроаналоговое преобразование в раза более широкой полосы частот и в раза более высокочастотного сигнала, чем с помощью ДФМ. Для КДФМ и ФФМ невозможно увеличение внеполосного излучения остатка ВБП радиопередатчика при увеличении дисбаланса квадратурных сигналов в КМ, в отличие от ДФМ. В четвертой главе рассматриваются вопросы анализа и коррекции дисбаланса квадратурных сигналов для КДФМ и ФФМ. Дисбаланс квадратурных сигналов в КМ и КД как величина относительная, сведен к каналу Q. Модель реального КМ заключается в изменении в точках 1, 2, 3 (рисунок 5, а) амплитуды и фазы сигналов соответственно (во временной области): в и на , в и на , в и на , а модель реального КД (обратно КМ) – в изменении в точках 1, 2, 3 амплитуды и фазы сигналов соответственно: в и на , в и на , в и на . Для КДФМ и для ФФМ при узкополосных радиосигналах величины и , , могут быть сведены к константам, и далее к составляющим и . Модели дисбаланса квадратурных сигналов для КДФМ и ФФМ для КМ (выход перемножителя канала Q) и КД (выход Q) представлена соответственно выражениями: , (22) , (23) где , , , – соответственно амплитуды и фазы соответственно НЧ и ВЧ половин модулирующего/принимаемого сигнала относительно частот /. Для КДФМ и ФФМ коррекция дисбаланса составляющих и , может быть сведена к изменению входного сигнала канала Q КМ соответственно в и на , в , для ФФМ коррекция дисбаланса составляющих и , может быть сведена к изменению выходного сигнала канала Q КД соответственно в и на , в . Такие варианты коррекции дисбаланса квадратурных сигналов известны для ДФМ. Разработанные методы коррекции дисбаланса квадратурных сигналов заключаются в следующем. Для КМ для КДФМ (для П3 и П4) и ФФМ (для П2) коррекция дисбаланса составляющих и может быть сведена к изменению амплитуд и фаз сигналов ГНЧ соответственно в и на , для КД для ФФМ (для П2) – аналогично. Изменение сигналов ГНЧ производится в узкополосных фазовращателях с коэффициентом передачи . Также возможно: для КМ для КДФМ (для входов П3 и П4) и для ФФМ (для входа П2) – изменение входных сигналов в и на , для КД для ФФМ (для выхода П2) – изменение выходного сигнала в и на . Фазовращатели в таком случае широкополосные, по полосе частот входных сигналов. Для КМ для КДФМ и ФФМ (для входов П3 и П4) и для ФФМ (для входа П2) коррекция дисбаланса составляющих и , может быть сведена к изменению входных сигналов в и на , для КД для ФФМ (для выхода П2) может быть сведена к изменению выходного сигнала в и на : для заданных функций коррекции в частотной области и (рисунок 8, а), и (рисунок 8, в) преобразование функций относительно частоты НЧ преобразования показано соответственно на рисунках 8, б и 8, г. Для изменения фазы входных сигналов используются широкополосные фазовращатели, для изменения амплитуды – фильтры с заданной амплитудно-частотной характеристикой. Общая схема коррекции баланса (предыскажения) промежуточных квадратурных сигналов для нижней и верхней частей спектров первичных сигналов показана на рисунке 8, д. Для групповых сигналов спектры их одноканальных сигналов должны быть только по одну сторону от частоты ().Изменение сигналов производится в широкополосных фазовращателях с коэффициентом . Поворот фазы для сложенных половин спектра промежуточного сигнала возможен в виде сложения части синфазного промежуточного сигнала с квадратурным промежуточным сигналом: , , где , . Рисунок 8 Дисбаланс квадратурных сигналов для КДФМ с двумя КМ, как величина относительная, сведен к КМ2. Модель дисбаланса заключается в изменении в точке 4 (рисунок 5, б) амплитуды и фазы сигнала в и на и представлена выражением (выход КМ2): . (24) Компенсация составляющих и в каналах сигналов Iн(t) и Qн(t) КМ2 производится изменением амплитуды и фазы этих сигналов в и на в широкополосных фазовращателях. Промежуточный квадратурный OFDM-сигнал или групповой КАМ-сигнал для двух зеркальных несущих частот при их точном совпадении по частоте можно записать в виде: , (25) , (26) где , – амплитуды модулирующих сигналов несущих частот; , – амплитуды модулирующих сигналов зеркальных несущих частот. На выходе КМ остаток ВБП является остатком модулирующих символов зеркальной несущей в составе модулирующих символов полезного сигнала и искажения по типу являются детерминированной (зеркальный сигнал известен) ошибкой модуляции полезного радиосигнала. Анализ ошибки модуляции при дисбалансе квадратурных сигналов проведен с привязкой к уровню остатка ВБП при этом дисбалансе: – уровень остатка ВБП в разах по мощности. Для OFDM-радиосигнала средняя ошибка модуляции задается общим выражением: , (27) где – длина пакета, – число кадров, – число несущих частот. Если в дисбалансе отсутствует составляющая , то , , где , – амплитуды модулирующих сигналов зеркальных несущих частот, , , где , – амплитуды модулирующих сигналов несущих частот, , . Тогда это выражение вследствие зеркальности всех несущих сокращается до константы , то есть средний уровень ошибки модуляции равен уровню остатка ВБП. В общем случае дисбаланса , , , , тогда среднюю ошибку модуляции по всем возможным комбинациям модулирующих сигналов всех пар зеркальных частот можно определить как , если все варианты модулирующих символов зеркальных частот одинаковы и равновероятны, то есть на 3 дБ выше уровня остатка ВБП. Если считать искажением в OFDM-радиосигнале любое отклонение его параметров от OFDM-радиосигнала при идеальном КМ, то уровень искажений будет таким же. Ошибка модуляции для всего OFDM-радиосигнала по величине ее максимального значения для несущих частот относительно идеального OFDM-радиосигнала определяется как: . (28) При неполном совпадении диапазонов частот первой и второй БП выражение (27) и его производные умножаются на коэффициент , где – число совпадающих с зеркальными несущими несущих частот, – число всех несущих частот. Для КДФМ с двумя КМ средняя ошибка модуляции при дисбалансе сигналов между двумя КМ определяется как , где – число искаженных несущих частот (меньшее число из двух частей спектра), – число всех несущих частот. при , то есть, на 3 дБ выше эквивалентного уровня остатка ВБП. Для группового OFDM-радиосигнала/КАМ-радиосигнала для i-го канала ошибка модуляции по величине ее максимального значения для несущих/символов радиосигнала определяется как: , (29) где в данном случае – мощность OFDM- или КАМ-радиосигнала зеркального канала; – мощность исследуемого OFDM- или КАМ-радиосигнала i-го канала. В случае группового OFDM-радиосигнала средняя ошибка модуляции определяется выражением (27) помноженным на коэффицент при первых описанных значениях Хi, Yi. При одинаковом и равновероятном случае появления модулирующих символов в зеркальных OFDM-радиосигналов средняя ошибка модуляции определяется как . Для группового ДЧМ-радиосигнала для i-го канала отношение сигнал/шум определяется как , где – мощность ДЧМ-радиосигнала зеркального канала; – мощность исследуемого ДЧМ-радиосигнала i-го канала. Вследствие обратимости преобразования спектра частот в ФФМ выражения для можно использовать для приема радиосигнала. При этом необходимо использовать понятие сигнал/шум вместо ошибки модуляции. Величины выражены в разах по мощности. Коэффициент ошибок модуляции несущей радиосигнала (MER) в данном случае в дБ равен для , , , , и .

Похожие:

	Реферат на тему «Измерение частоты цифровым частотомером» Частотомер, входное устройство, делитель частоты, счётчик, узел управления, блок питания		Дипломная работа содержит 134 страницы, 5 глав, 18 рисунков, 12 таблиц,... Сириус, прием, хранение и обработку этих сообщений для подтверждения выполнения задач, поставленных перед oss-платформой, и с целью...
	Реферат Тычинин И. А. Разработка приложения для портативных устройств... Тычинин И. А. Разработка приложения для портативных устройств с использованием qt framework, квалификационная работа на степень бакалавра...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Конспект занятия по развитию речи с использованием приемов мнемотехники и схем – моделей
	Курсовой проект по курсу: Цифровые устройства и микропроцессоры”... Аvr mega 128, выполняющую измерение температуры (с помощью датчика температуры tmp-35) в режиме непрерывного преобразования (делитель...		Методическая разработка урока английского языка во 2 классе. Тема урока: «Мои друзья животные» Развивать умения монологической и диалогической речи учащихся с использованием схем
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель: создать условия для формирования навыков выполнения буфов с использованием схем		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цели урока: сформировать у учащихся первые навыки решения задач на составление программ с использованием блок-схем
	Методические указания по разработке схем зеленых кормовых конвейеров... Способ реконструкции внутрихозяйственной оросительной сети с использованием мобильного оросительного оборудования 4		Постэмбриональный период развития. Прямое и непрямое развитие. Онтогенез человека Обучающая: Обеспечить в ходе урока усвоение особенностей постэмбрионального периода развития через заполнение схем с использованием...
	Урок "Курская битва" Основная идея преподавателя истории – формирование рационального мышления на основе создания опорных схем и использования опорных...		Структурная организация компьютера Элементами могут быть самые различные устройства — от основных логических узлов компьютера до простейших схем. Структура компьютера...
	Рабоч ая учебная программа дисциплины Схемотехника Целью преподавания дисциплины является формирование знаний в области цифровых и аналоговых электронных схем, принципов их разработки,...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Приём обучения (обучающий приём) кратковременное взаимодействие между преподавателем и учениками, направленное на передачу и усвоение...
	Конспект занятия по развитию речи в подготовительной группе. Тема:... Конспект обычно оформляется на отдельных листах бумаги формата А4 (гарнитура шрифта – Times New Roman, кегль шрифта – 14 пт, межстрочный...		Григорьев В. В., Дроздов В. Н. и др. Импульсные системы фазовой автоподстройки частоты Григорьев В. В., Дроздов В. Н. и др. Импульсные системы фазовой автоподстройки частоты. Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение,...