Глава 3. УПРАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ СИГНАЛОВ

3.1 КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ МОДУЛЯЦИИ

Исследование различных видов модуляции необходимо для определения требуемых свойств каналов, сокращения избыточности модулированных сигналов и улучшения использования мощности передатчиков, определения потенциальной помехоустойчивости, помех соседним каналам и успешного решения проблем электромагнитной совместимости радиосистем; разработки оптимальных методов аппаратурной реализации модуляции.

Идеальная непрерывная модуляция — это перенос спектра полезного сигнала в область более высоких частот без нелинейных, частотных и фазовых искажений. Если полезный сигнал представить в виде узкополосного процесса

то модулированный сигнал в идеальном случае должен иметь вид

где средняя частота сигнала-переносчика.

Из соотношений (3.1) и (3.2) следует, что при идеальной модуляции законы распределения огибающей и фазы узкополосного сигнала не должны изменяться, изменяется только средняя частота. Корреляционная функция огибающей не изменяется, частота «косинусоидального заполнения» корреляционной функции модулированного сигнала равна Спектр модулированного сигнала смещается в область средней частоты но не изменяет своей формы.

Реально модуляция сопровождается нелинейными, частотными и фазовыми искажениями. Поэтому, как правило, ширина спектра модулированных сигналов, больше ширины спектра полезных сигналов, искажаются законы распределения огибающей и фазы, изменяются формы корреляционных функций и спектральных плотностей.

Если полезный сигнал является случайным стационарным процессом, а сигнал-переносчик — гармоническим колебанием, то модулированный сигнал уже является нестационарным случайным процессом, корреляционная функция и спектральная плотность которого зависят от текущего момента времени.

Для определения средних спектральных и корреляционных характеристик модулированного сигнала необходимо дополнительно применять операцию усреднения по времени. В этом более общем случае соотношения Хинчина — Винера принимают вид

где средняя спектральная плотность и средняя Корреляционная функция модулированного сигнала.

Корреляционные функции, спектральные плотности, законы распределения огибающей и фазы модулированных сигналов получают по заданным операторам модуляции, корреляционным функциям или спектральным плотностям, законам распределения огибающих и фаз полезного сигнала и переносчика.

Таблица 1

Для классификации видов модуляции удобно использовать Следующие признаки: характер полезного сигнала и переносчика (детерминированный процесс, случайный стационарный процесс, случайный нестационарный процесс); вид сигналов (аналоговые, Дискретные); вид информационного параметра (амплитуда, частота, фаза, форма, длительность, период и т. п.) и др.

Не затрагивая прикладной классификации типов модуляции по МККТТ (Международный консультативный комитет по телефонии К телеграфии), которая излагается в специальных курсах, рассмотрим построение классификационной матрицы (табл. 1) видов

модуляции в том случае, когда учитывают два основных признака: вид модулирующего сигнала и вид переносчика. Условно введем следующие классы модулирующих сигналов класс А — детерминированные непрерывнозначные процессы, класс В — детерминированные дискретные последовательности, класс С — случайные стационарные непрерывнозначные процессы, класс случайные стационарные последовательности, класс случайные нестационарные непрерывнозначные процессы, класс случайные нестационарные последовательности, класс дискретные случайные стационарные последовательности, класс дискретные случайные нестационарные последовательности (см. «Случайные процессы и динамические системы»). Аналогично введем классы переносчиков то для удобства записи обозначим их соответственно цифрами 1—8. В соответствии с введенными обозначениями класс включает все непрерывные виды модуляции, в которых полезные сигналы и переносчики являются детерминированными непрерывными процессами; класс все виды модуляции, в которых полезный сигнал рассматривают как детерминированную импульсную последовательность, а переносчик — как детерминированный непрерывный сигнал.

Аналогично объединяют в классы остальные виды модуляции. Детализацию и углубление этой классификации можно выполнить, если учесть и другие признаки полезных сигналов и иереносчиков. Если последовательно выполняют несколько различных методов модуляции (применяют многоступенчатую модуляцию), получившиеся смешанные классы обозначают . В настоящее время наиболее изучены простейшие виды модуляции классов исследуют различные виды модуляции классов . В связи с развитием лазерной и космической техники, спутниковой связи большое внимание уделяют классам Внедрение в технику связи цифровых способов передачи, развитие сетей связи, исследование возможностей создания интегральных сетей связи, в которых передачу сигналов и управление информационными потоками выполняют в цифровой форме, порождают необходимость изучения классов

В теории информации и передачи сигналов основное внимание уделяют тем классам модуляции, в которых полезные сигналы рассматривают как случайные. Это обусловлено тем, что детерминированные сигналы не несут информации. Далее рассматриваются корреляционные и спектральные характеристики модулированных случайных сигналов, анализируются характеристики модулированных сигналов классов излагается сущность цифровых методов модуляции классов

Контрольные вопросы

(см. скан)

(см. скан)