Сигнальное созвездие

Май 31, 2021 / Комментарии 0

Сигнальное созвездие (англ. constellation diagram) — представление всевозможных значений комплексной амплитуды манипулированных радиосигналов на комплексной плоскости.

Описание

Всевозможные значения комплексной амплитуды радиосигнала представляются в виде точек на двухмерной точечной диаграмме на комплексной плоскости. Более абстрактно, на диаграмме отмечены все значения, которые могут быть выбраны данной схемой манипуляции, как точки на комплексной плоскости. Сигнальные созвездия, полученные в результате измерения комплексной амплитуды радиосигнала, могут использоваться для определения типа манипуляции, рода интерференции и уровня искажений.

При представлении передаваемого символа в виде комплексного числа и при модуляции косинусной и синусной составляющих сигнала несущей частоты, соответственно его действительной и мнимой частями, символ можно передать двумя несущими с одной частотой. Часто такие несущие называются квадратурными. Когерентный детектор способен демодулировать обе несущие независимо. Принцип использования двух независимо модулируемых несущих лежит в основе квадратурной модуляции. В простой фазовой манипуляции, аргумент модулирующего символа становится фазой несущего сигнала.

Если символы представлены в виде комплексных чисел, их можно представить в виде точек на комплексной плоскости. Действительная и мнимая оси часто называют in phase (синфазной) или I-осью и quadrature (квадратурной) или Q-осью. При нанесении на диаграмму точек от всевозможных символов можно получить сигнальное созвездие. Точки на диаграмме часто называют сигнальными точками (или точками созвездия). Они представляют множество модулирующих символов, то есть модулирующий алфавит.

Решётчатая кодированная модуляция

При использовании блочного или свёрточного кодирования помехоустойчивость радиосвязи повышается за счёт расширения полосы частот и усложнения радиоаппаратуры без повышения отношения сигнал/шум (ОСШ). Для сохранения помехоустойчивости при том же значении ОСШ можно уменьшить используемую полосу частот и упростить радиоаппаратуру с помощью применения решётчатой кодированной модуляции (TCM), которая впервые была разработана в 1982 году Унгербоком. В основе TCM лежит совместный процесс кодирования и модуляции.

Если используется комбинированный кодер/модулятор, общая структура которого показана на рисунке, то бит b0 позволяет выбрать одно из двух созвездий, которые получились при первом разделении. Далее выбор определяется в зависимости от битов b1 и b2.

Применение

Рассмотрим детектирование, основанное на методе максимального правдоподобия. При приёме радиосигнала в демодуляторе происходит оценка принятого символа, который искажается при передаче или при приёме (например, из-за аддитивного белого гауссовского шума, замирания, многолучевого распространения, затухания, помех и несовершенства радиоаппаратуры). Демодулятор выбирает наилучшее приближение к переданному символу, т.е. ближайшую точку сигнального созвездия в терминах евклидовой метрики. Если искажения сигнала достаточно сильны, то может быть выбрана точка, отличная от переданной, и демодулятор выдаст неверный результат. Таким образом, расстояние между двумя ближайшими точками созвездия определяет помехоустойчивость манипуляции.

В целях анализа принятых сигналов сигнальное созвездие позволяет упростить обнаружение некоторых видов искажения сигнала. Например,

  • Гауссовский шум представляется как размытые точки созвездия
  • Некогерентная одночастотная интерференция выглядит как круги вместо точки созвездия
  • Фазовые искажения видны как сигнальные точки, распределённые по кругу
  • Затухание сигнала приводит к тому, что точки, находящиеся по углам, оказываются ближе к центру чем должны быть.

Сигнальные созвездия дают картину, аналогичную глазковой диаграмме для одномерных сигналов. Глазковые диаграммы используются для определения джиттера в одном измерении модуляции.

Подпишитесь на свежую email рассылку сайта!

Сигнальное созвездие

Март 16, 2021 / Комментарии 0

Сигнальное созвездие (англ. constellation diagram) — представление всевозможных значений комплексной амплитуды манипулированных радиосигналов на комплексной плоскости.

Описание

Всевозможные значения комплексной амплитуды радиосигнала представляются в виде точек на двухмерной точечной диаграмме на комплексной плоскости. Более абстрактно, на диаграмме отмечены все значения, которые могут быть выбраны данной схемой манипуляции, как точки на комплексной плоскости. Сигнальные созвездия, полученные в результате измерения комплексной амплитуды радиосигнала, могут использоваться для определения типа манипуляции, рода интерференции и уровня искажений.

При представлении передаваемого символа в виде комплексного числа и при модуляции косинусной и синусной составляющих сигнала несущей частоты, соответственно его действительной и мнимой частями, символ можно передать двумя несущими с одной частотой. Часто такие несущие называются квадратурными. Когерентный детектор способен демодулировать обе несущие независимо. Принцип использования двух независимо модулируемых несущих лежит в основе квадратурной модуляции. В простой фазовой манипуляции, аргумент модулирующего символа становится фазой несущего сигнала.

Если символы представлены в виде комплексных чисел, их можно представить в виде точек на комплексной плоскости. Действительная и мнимая оси часто называют in phase (синфазной) или I-осью и quadrature (квадратурной) или Q-осью. При нанесении на диаграмму точек от всевозможных символов можно получить сигнальное созвездие. Точки на диаграмме часто называют сигнальными точками (или точками созвездия). Они представляют множество модулирующих символов, то есть модулирующий алфавит.

Решётчатая кодированная модуляция

При использовании блочного или свёрточного кодирования помехоустойчивость радиосвязи повышается за счёт расширения полосы частот и усложнения радиоаппаратуры без повышения отношения сигнал/шум (ОСШ). Для сохранения помехоустойчивости при том же значении ОСШ можно уменьшить используемую полосу частот и упростить радиоаппаратуру с помощью применения решётчатой кодированной модуляции (TCM), которая впервые была разработана в 1982 году Унгербоком. В основе TCM лежит совместный процесс кодирования и модуляции.

Если используется комбинированный кодер/модулятор, общая структура которого показана на рисунке, то бит b0 позволяет выбрать одно из двух созвездий, которые получились при первом разделении. Далее выбор определяется в зависимости от битов b1 и b2.

Применение

Рассмотрим детектирование, основанное на методе максимального правдоподобия. При приёме радиосигнала в демодуляторе происходит оценка принятого символа, который искажается при передаче или при приёме (например, из-за аддитивного белого гауссовского шума, замирания, многолучевого распространения, затухания, помех и несовершенства радиоаппаратуры). Демодулятор выбирает наилучшее приближение к переданному символу, т.е. ближайшую точку сигнального созвездия в терминах евклидовой метрики. Если искажения сигнала достаточно сильны, то может быть выбрана точка, отличная от переданной, и демодулятор выдаст неверный результат. Таким образом, расстояние между двумя ближайшими точками созвездия определяет помехоустойчивость манипуляции.

В целях анализа принятых сигналов сигнальное созвездие позволяет упростить обнаружение некоторых видов искажения сигнала. Например,

  • Гауссовский шум представляется как размытые точки созвездия
  • Некогерентная одночастотная интерференция выглядит как круги вместо точки созвездия
  • Фазовые искажения видны как сигнальные точки, распределённые по кругу
  • Затухание сигнала приводит к тому, что точки, находящиеся по углам, оказываются ближе к центру чем должны быть.

Сигнальные созвездия дают картину, аналогичную глазковой диаграмме для одномерных сигналов. Глазковые диаграммы используются для определения джиттера в одном измерении модуляции.

Подпишитесь на свежую email рассылку сайта!

Читайте также

  • Июн 17

    Рачков, Борис Васильевич

    Борис Васильевич Рачков (7 января 1932, с. Сотниковское, Благодарненский район,

  • Июн 17

    Мяо Мяо

    «Мяо Мяо» (кит. 渺渺) — тайваньская мелодрама 2008 года режиссёра

  • Июн 17

    Нойбургский замок

    Замок Нойбург (нем. Schloss Neuburg) — резиденция правителей Пфальц-Нойбурга из

  • Июн 17

    Немцов, Яков Григорьевич

    Яков Григорьевич Немцов (нем. Jascha Nemtsov; род. 7 октября 1963,

  • Июн 17

    Число Штреля

    Число Штреля (англ. Strehl ratio) — величина, характеризующая качество оптического

  • Июн 16

    Пропащие ребята

    «Пропащие ребята» (англ. The Lost Boys) — американский художественный фильм

  • Июн 16

    Авдеев, Игорь Геннадьевич

    Игорь Геннадьевич Авдеев (род. 10 января 1973, Алма-Ата) — советский

  • Июн 16

    Шлезингер, Джон

    Джон Ричард Шлезингер (англ. John Richard Schlesinger; 16 февраля 1926,

  • Июн 16

    1622 год в науке

    В 1622 году произошли различные научные и технологические события, некоторые

  • Июн 16

    Лядов, Василий Иванович

    Василий Иванович Лядов (1834—1892) — русский педагог и писатель. Биография

  • Июн 16

    Карантания

    Карантания (словен. Karantanija, Korotan) — государство славян в восточных Альпах

  • Июн 16

    Сопряжённое фокусное расстояние

    Сопряжённое фокусное расстояние — расстояние от передней или задней главных

  • Июн 16

    Архаизм

    Архаизм (от др.-греч. ἀρχαϊσμός «устаревшее выражение»), устаревшая лексика — устаревшее

  • Июн 16

    Кулеска, Даниэла

    Даниэла Кулеска (макед. Даниела Кулеска; род. 13 апреля 1981, Прилеп)

  • Июн 16

    Симония

    Симония (греч. σιμωνία, лат. simonia) — продажа и покупка церковных