Modhnú na Céime Digití: BPSK, QPSK, DQPSK

Modhnú Minicíocht Raidió
Is modh ildánach agus a úsáidtear go forleathan é modhnú céim dhigiteach chun sonraí digiteacha a aistriú gan sreang.

Ar an leathanach roimhe seo, chonaiceamar gur féidir linn éagsúlachtaí scoite a úsáid in aimplitiúid nó minicíocht iompróra mar bhealach chun cinn agus nialais a léiriú. Níor chóir go mbeadh aon iontas ann gur féidir linn sonraí digiteacha a léiriú trí chéim a úsáid; tugtar eochair-aistriú céim (PSK) ar an teicníc seo.

Eochracha Aistriú Dénártha Céime
Tugtar eochair-aistriú dénártha aistrithe (BPSK) ar an gcineál PSK is simplí, áit a dtagraíonn “dénártha” d’úsáid dhá fhritháireamh (ceann amháin le haghaidh loighic ard, ceann le haghaidh loighic íseal).

Is féidir linn a aithint go intuigthe go mbeidh an córas níos láidre má tá deighilt níos mó idir an dá chéim seo - ar ndóigh bheadh ​​sé deacair do ghlacadóir idirdhealú a dhéanamh idir siombail le fritháireamh céime 90 ° agus siombail le fritháireamh céime de 91 °. 

Níl ach 360 ° de chéim againn le bheith ag obair leis, agus mar sin is é 180 ° an difríocht is mó idir na céimeanna loighic-ard agus na céimeanna loighic-íseal. Ach tá a fhios againn go bhfuil aistriú sinusóideach faoi 180 ° mar an gcéanna lena inbhéartú; dá bhrí sin, is féidir linn smaoineamh ar BPSK mar inbhéartú ar an iompróir mar fhreagairt ar stát loighic amháin agus é a fhágáil leis féin mar fhreagairt ar an stát loighic eile.

Chun é seo a thógáil céim eile, tá a fhios againn go bhfuil iolrú sinusóideach le ceann diúltach mar an gcéanna lena inbhéartú. Mar thoradh air seo tá an fhéidearthacht BPSK a chur i bhfeidhm ag baint úsáide as an gcumraíocht bhunúsach crua-earraí seo a leanas:

Mar sin féin, d’fhéadfadh aistrithe ard-fhána i tonnform an iompróra a bheith mar thoradh ar an scéim seo: má tharlaíonn an t-aistriú idir stáit loighic nuair a bhíonn an t-iompróir ar a luach is mó, caithfidh voltas an iompróra bogadh go tapa go dtí an voltas íosta.




Tá imeachtaí ardfhána mar seo neamh-inmhianaithe toisc go ngineann siad fuinneamh minicíochta níos airde a d’fhéadfadh cur isteach ar chomharthaí RF eile. Chomh maith leis sin, tá cumas teoranta ag aimplitheoirí athruithe ardfhána a tháirgeadh i voltas aschuir.

Má dhéanaimid an cur chun feidhme thuas a bheachtú le dhá ghné bhreise, is féidir linn aistrithe rianúla idir siombailí a chinntiú. Ar dtús, ní mór dúinn a chinntiú go bhfuil an tréimhse giotán digiteach cothrom le timthriall iompróra iomlán amháin nó níos mó. 

Sa dara háit, ní mór dúinn na haistrithe digiteacha a shioncronú le tonnform an iompróra. Leis na feabhsuithe seo, d’fhéadfaimis an córas a dhearadh sa chaoi is go dtarlóidh an t-athrú céime 180 ° nuair a bhíonn an comhartha iompróra ag (nó an-ghar) an crosaire nialas.

 

QPSK
Aistríonn BPSK giota amháin in aghaidh an tsiombail, agus sin an rud a bhfuilimid cleachtaithe leis go dtí seo. Glactar leis gach rud a phléamar maidir le modhnú digiteach go ndéantar an comhartha iompróra a mhodhnú de réir an bhfuil voltas digiteach loighic íseal nó loighic ard, agus tógann an glacadóir sonraí digiteacha trí gach siombail a léirmhíniú mar 0 nó 1.

Sula ndéanaimid plé ar eochrú aistrithe céim chearnach (QPSK), ní mór dúinn an coincheap tábhachtach seo a leanas a thabhairt isteach: Níl aon chúis ann nach féidir le siombail amháin ach giota amháin a aistriú. Is fíor go bhfuil domhan na leictreonaice digití tógtha timpeall ar chuairdíocht ina bhfuil an voltas ag foirceann amháin nó an ceann eile, sa chaoi is go léiríonn an voltas giotán digiteach amháin i gcónaí. 

Ach níl RF digiteach; ina ionad sin, tá tonnfhoirmeacha analógacha á n-úsáid againn chun sonraí digiteacha a aistriú, agus tá sé inghlactha go hiomlán córas a dhearadh ina ndéantar na tonnfhoirmeacha analógacha a ionchódú agus a léirmhíniú ar bhealach a ligeann do shiombail amháin dhá ghiotán (nó níos mó) a léiriú.

Is scéim mhodhnóireachta é QPSK a ligeann do shiombail amháin dhá ghiotán sonraí a aistriú. Tá ceithre uimhir dhá ghiotán ann (00, 01, 10, 11), agus dá bharr sin teastaíonn ceithre fhritháireamh céim uainn. Arís, teastaíonn uainn an scaradh is mó idir na roghanna céime, atá sa chás seo 90 °.

Is é an buntáiste ná ráta sonraí níos airde: má choinnímid an tréimhse siombail chéanna, is féidir linn an ráta ag a mbogtar sonraí ó tharchuradóir go glacadóir a dhúbailt. Is é an míbhuntáiste ná castacht an chórais. (D’fhéadfá smaoineamh go bhfuil QPSK i bhfad níos so-ghabhálaí i leith earráidí giotán ná BPSK, ós rud é go bhfuil níos lú deighilte idir na luachanna céime féideartha. Is toimhde réasúnach é seo, ach má théann tú tríd an matamaitic is cosúil go bhfuil na dóchúlachtaí earráide i ndáiríre an-chosúil.)

Malairtí
Tríd is tríd, is scéim éifeachtach mhodhnóireachta é QPSK. Ach is féidir é a fheabhsú.

Geansaithe Céim
Ráthaíonn QPSK caighdeánach go dtarlóidh aistrithe siombail-go-siombail ard-fhána; toisc gur féidir na geansaithe céime a bheith ± 90 °, ní féidir linn an cur chuige a thuairiscítear do na geansaithe céim 180 ° a tháirgtear trí mhodhnú BPSK a úsáid.

Is féidir an fhadhb seo a mhaolú trí cheann de dhá leagan QPSK a úsáid. Laghdaíonn fritháireamh QPSK, a chuimsíonn moill a chur le ceann amháin de dhá shruth sonraí digiteacha a úsáidtear sa phróiseas modhnóireachta, an léim chéim uasta go 90 °. Rogha eile ná π / 4-QPSK, a laghdaíonn an léim chéim uasta go 135 °. Mar sin tá Fritháireamh QPSK níos fearr maidir le neamhleanúnachas céime a laghdú, ach tá π / 4-QPSK buntáisteach toisc go bhfuil sé comhoiriúnach le hionchódú difreálach (pléitear sa chéad fho-alt eile).

Bealach eile chun déileáil le neamhréireachtaí siombail-go-siombail is ea próiseáil comhartha breise a chur i bhfeidhm a chruthaíonn aistrithe níos rianúla idir siombailí. Tá an cur chuige seo ionchorpraithe i scéim mhodhnóireachta ar a dtugtar eochracha aistrithe íosta (MSK), agus tá feabhas freisin ar MSK ar a dtugtar Gaussian MSK.

Ionchódú Difreálach
Deacracht eile ná go bhfuil sé níos deacra dí-dhathú le tonnfhoirmeacha PSK ná le tonnfhoirmeacha FSK. 

Tá minicíocht “iomlán” sa mhéid is gur féidir athruithe minicíochta a léirmhíniú i gcónaí trí anailís a dhéanamh ar na héagsúlachtaí comhartha maidir le ham. Tá an chéim coibhneasta, áfach, sa mhéid is nach bhfuil aon tagairt uilíoch aici - gineann an tarchuradóir na héagsúlachtaí céime ag tagairt do phointe ama, agus d’fhéadfadh an glacadóir na héagsúlachtaí céime a léirmhíniú agus tagairt á déanamh do phointe ar leithligh in am.

Seo a leanas an léiriú praiticiúil air seo: Má tá difríochtaí idir céim (nó minicíocht) na n-oscillators a úsáidtear le haghaidh modhnú agus dí-dhathú, beidh PSK neamhiontaofa. Agus ní mór dúinn glacadh leis go mbeidh difríochtaí céime ann (mura gcorpraíonn an glacadóir ciorcadóireacht aisghabhála iompróra).

Is malairtí é QPSK Difreálach (DQPSK) atá comhoiriúnach le glacadóirí neamh-chomhleanúnacha (ie glacadóirí nach sioncronaíonn an t-oscillator dí-uiscithe leis an oscillator modhnóireachta). 

Ionchódaíonn QPSK difreálach sonraí trí athrú céime áirithe a tháirgeadh i gcoibhneas leis an tsiombail roimhe seo. Trí chéim na siombail roimhe seo a úsáid ar an mbealach seo, déanann an ciorcadóireacht dí-uiscithe anailís ar chéim siombail ag baint úsáide as tagairt atá comónta don ghlacadóir agus don tarchuradóir.

Achoimre
* Is scéim mhodhnóireachta dhíreach í eochrú dénártha aistrithe a fhéadann giotán amháin a aistriú in aghaidh an tsiombail.

* Tá eochrú aistrithe céim chearnach níos casta ach déanann sé an ráta sonraí a dhúbailt (nó an ráta sonraí céanna a bhaint amach le leath an bandaleithid).

* Is scéimeanna modhnóireachta iad Fritháireamh QPSK, π / 4-QPSK, agus íos-eochrú aistrithe a mhaolaíonn éifeachtaí athruithe voltais siombail-go-siombail ard-fhána.

* Úsáideann QPSK difreálach an difríocht chéim idir siombailí cóngaracha chun fadhbanna a bhaineann le heaspa sioncrónaithe céime idir an tarchuradóir agus an glacadóir a sheachaint.

Fág nóta 

Liosta Teachtaireachtaí