Кравчук Василий Анатольевич

Описание КАМ

Квадратурная Амплитудная Модуляция (КАМ) использует много различных фаз, определенных, как индексы: 16, 32, 64, и 256. Каждый индекс определяет специфическая амплитуда и фаза. Реализация этой модуляции на порядок сложнее реализации фазовой или амплитудной. При увеличении индекса модуляции, информативность каждого символа возрастает, а следовательно возрастает и пропускная способность. Приведенные схемы модуляций занимают одинаковую пропускную способность (после фильтрации), но имеют различную эффективность.

Спектральные диаграммы

Спектральные диаграммы используются, чтобы графически представить качество и искажение цифрового сигнала данных. На практике имеют место ошибки модуляции, которые трудно обнаружить и выделить, а рекомендуется применять взвешенную оценку спектра, пользуясь математическим и статистическим методами.

Показанные примеры спектральных диаграмм основаны на модуляции КАМ-64 и используют следующее основные параметры: максимальная возможная норма DVB передачи данных 6.92 Msps или 41.73 Mbit/s (64 КАМ); косинус-фильтрация с фактором r = 0.15 и PRBS (псевдо случайная двоичная последовательность) поток данных, без кодирования.

Нестабильность амплитуды описывает различные варианты I и Q компонент сигнала. В спектральной диаграмме показанная нестабильность амплитуды вызвана тем, что одна сигнальная составляющая расширена, а другая сжата. Это благодаря тому, что приемник AGC выводит постоянную среднюю составляющую сигнала. Фазовая ошибка – разница между фазовыми углами I и компоненты Q, сдвинутой на 90°. Фазовую ошибку вызывает ошибка фазового переключателя модулятора I/Q. I и компоненты Q в данном случае не ортогональны друг к другу после демодуляции.

Помехи влияют синусоидальность исходных сигналов, проявляются в изменении частоты передачи, и накладываются на сигнал КАМ точечно во время передачи. После демодуляции помехи содержатся в основной полосе частот низко-частотных синусоидальных составляющих сигналов. Частота этих сигналов соответствует разнице между частотой исходной синусоидальной смеси и несущей частотой в полосе RF.

В спектральной диаграмме, помехи показаны в форме вращающегося вектора, добавленного к каждой сигнальной единице. Пример исходит из условия, что в данный момент времени другие помехи отсутствуют, спектральная диаграмма показывает область вектора, как окружность вокруг каждой идеальной сигнальной единицы.

Подавление несущей или полосовая фильтрация – специальный вид коррекции для выделения несущей в полосе RF. Полосовая фильтрация несущей может быть применена к сигналу КАМ в модуляторе I/Q. В спектральной диаграмме полосовая фильтрация несущей влияет на вид переменных сигнальных позиций, соответствующих цифровому коду компонент I и компонент Q.

Аддитивный Гауссовский шум может влиять на модулируемый в цифровой форме сигнал во время аналоговой передачи, например в аналоговом канале. Добавление наложения шума обычно имеет постоянную энергетическую плотность и Гауссовское распределение амплитуды по всей пропускной способности канала. Если никакая другая ошибка не присутствует в это время, точки, представляющие идеальный сигнальный индекс, расширяются, формируя круглые “облака”.

Девиация фазы или фазовые шумы в сигнале КАМ вызываются повторителями во время передачи или модулятором I/Q. Возможно их появление при восстановлении несущей, что должно быть исключено здесь. В противопоставление фазовой ошибке, описанной выше, девиация фазы – статистическая величина, которая воздействует на I и на Q одинаково. В спектральной диаграмме, девиация фазы обнаруживается в множестве сигнальных точек вращением осей координат.