Inafasiriwa moja kwa moja kutoka kwa Wikipedia ya Kiingereza na Tafsiri ya Google

Mzunguko

Katika umeme na mawasiliano ya simu , modulation ni mchakato wa kutofautiana moja au zaidi mali ya waveform mara kwa mara, inayoitwa ishara carrier , na ishara ya modulating kwamba kawaida ina habari kupitishwa. Mifumo zaidi ya redio katika karne ya 20 ilitumia mzunguko wa mzunguko wa kasi (FM) au modulation amplitude (AM) ili kufanya carrier kubeba matangazo ya redio.

Kwa mawasiliano ya jumla, moduli ni mchakato wa kupeleka signal signal, kwa mfano, mkondo wa digital au ishara ya sauti ya analog , ndani ya ishara nyingine ambayo inaweza kuambukizwa kimwili. Mzunguko wa wimbi la sine hubadilika ishara ya ujumbe wa bande ya msingi ya mzunguko nyembamba kwa ishara ya juu ya kiwango cha bendi ya mzunguko, ambayo inaweza kupitisha chujio.

Modulator ni kifaa kinachofanya modulation. Mtuhumiwa (wakati mwingine detector au demod ) ni kifaa kinachofanya uingizaji wa uharibifu , uingizaji wa modulation. Modem (kutoka mo dulator- odulator dem) inaweza kutekeleza shughuli zote mbili.

Lengo la mzunguko wa analog ni kuhamisha signal ya msingi ya analog (au chini ), kwa mfano ishara ya sauti au ishara ya televisheni, juu ya kituo cha analog bandpass kwa mzunguko tofauti, kwa mfano juu ya bandari ya mzunguko wa redio au kituo cha mtandao wa cable TV .

Lengo la digital modulering ni kuhamisha digital kidogo mkondo juu ya Analog bandpass channel , kwa mfano juu ya umma switched mtandao wa simu (ambapo bandpass filter kiwango cha kurudiwa mbalimbali kwa 300-3400 Hz) au juu kidogo radio bendi ya masafa.

Mzunguko wa analog na wa digital huwezesha kugawa mzunguko wa mzunguko wa mzunguko (FDM), ambapo ishara kadhaa za habari za kupitisha chini huhamishwa wakati huo huo juu ya usawa wa kawaida wa pamoja, ukitumia njia tofauti za bendi (tofauti tofauti za usafirishaji).

Njia ya modulation digital baseband , pia inajulikana kama coding line , ni kuhamisha mkondo digital juu ya channel baseband, kawaida waya zisizochujwa shaba kama vile basi serial au mtandao wired eneo la ndani .

Njia ya njia ya upepo wa mzunguko ni kuhamisha ishara ya analogog nyembamba , kwa mfano, simu ya juu ya channelbandbandband bandband au, katika baadhi ya mipango, kama mkondo mdogo juu ya mfumo mwingine wa maambukizi ya digital .

Katika synthesizers ya muziki, modulation inaweza kutumika kwa kuunganisha mawimbi ya mawimbi na wigo mkubwa wa sauti kwa kutumia idadi ndogo ya oscillators. Katika kesi hiyo, frequency carrier ni kawaida katika utaratibu sawa au chini sana kuliko waveform modulating (angalia awali frequency modulation synthesis au pete modulation synthesis ).

Yaliyomo

Njia za ukimishaji wa Analog

Signal ya chini ya mzunguko (juu) inaweza kufanyika na wimbi la AM au FM.

Katika moduli ya analog , modulation hutumiwa kwa kuendelea kwa kukabiliana na ishara ya habari ya analog.

Orodha ya mbinu za mzunguko wa analog

Mbinu za moduli za kawaida za analog ni:

  • Ukimishaji wa Amplitude (AM) (hapa amplitude ya signal carrier ni tofauti kwa mujibu wa ampliitude instantaneous ya signal modulating)
    • Mzunguko wa upande wa mara mbili (DSB)
      • Mzunguko wa mara mbili wa bandari na carrier (DSB-WC) (kutumika kwenye bendi ya utangazaji wa redio ya AM)
      • Uambukizi wa usambazaji wa mara mbili wa bandari (DSB-SC)
      • Kundi la upande wa pili limepungua maambukizi ya carrier (DSB-RC)
    • Mzunguko wa upande mmoja wa moja kwa moja (SSB, au SSB-AM)
      • Mzunguko wa upande mmoja na carrier (SSB-WC)
      • Ukimishaji wa moja kwa moja wa bandari umesimamishwa modulering carrier (SSB-SC)
    • Vultigial sideband modulation (VSB, au VSB-AM)
    • Nukuu ya amplitude ya Quadrature (QAM)
  • Mzunguko wa Angle , ambayo ni karibu bahasha ya mara kwa mara
    • Mzunguko wa mzunguko (FM) (hapa mzunguko wa ishara ya carrier ni tofauti kulingana na ampliitude instantaneous ya ishara ya modulating)
    • Mzunguko wa Awamu (PM) (hapa mabadiliko ya awamu ya ishara ya carrier ni tofauti kulingana na ampliitude instantaneous ya ishara ya kuimarisha)
    • Transpositional Modulation (TM), ambayo upeo wa mawimbi ya kubadilishaji hubadilishwa na kusababisha ishara ambapo kila mzunguko wa robo inafungwa kwa mchakato wa upepoji. TM ni moduli ya pseudo-analog (AM). Ambapo carrier wa AM pia hubeba awamu ya kutofautiana ya awamu f (ǿ). TM ni f (AM, ǿ)

Mbinu za moduli za Digital

Katika moduli ya digital , ishara ya carrier ya analog imewekwa na signal ishara. Mbinu Digital ubadilikaji inaweza kuchukuliwa kama digital-kwa-Analog uongofu na sambamba demodulation au kugundua kama Analog-kwa-digital kubadilika. Mabadiliko katika ishara ya carrier huchaguliwa kutoka kwa idadi kamili ya alama M mbadala ( alfabeti ya moduli ).

Kibadili cha kiungo cha data cha baud (8 bit / s) kilicho na maadili yaliyoteuliwa.

Mfano rahisi: Simu ya simu imeundwa kwa ajili ya kuhamisha sauti za sauti, kwa mfano, tani, na sio bits za digital (zero na wale). Hata hivyo, kompyuta zinaweza kuwasiliana juu ya mstari wa simu kwa njia ya modems, ambazo zinawakilisha bits digital kwa tani, inayoitwa ishara. Ikiwa kuna alama nne mbadala (zinazohusiana na chombo cha muziki ambacho kinaweza kutoa tani nne tofauti, moja kwa wakati), ishara ya kwanza inaweza kuwakilisha mlolongo kidogo 00, ya pili 01, ya tatu na ya nne 11. Ikiwa modem ina muziki wa tani 1000 kwa pili, kiwango cha alama ni alama 1000 / pili, au baud . Kwa kuwa kila tone (yaani, ishara) inawakilisha ujumbe unao na bits mbili za digital katika mfano huu, kiwango kidogo ni kiwango cha alama mbili, yaani bits 2000 kwa pili. Hii ni sawa na mbinu inayotumiwa na modems ya kupiga simu kwa kinyume na modems za DSL .

Kulingana na ufafanuzi mmoja wa ishara ya digital , [ kutafakari inahitajika ] signal ishara ni signal digital. Kwa mujibu wa ufafanuzi mwingine, [ kutafakari inahitajika ] uimarishaji ni aina ya uongofu wa digital-to-analog . Vitabu vingi vinaweza kufikiria miradi ya moduli ya digital kama aina ya maambukizi ya digital , sawa na maambukizi ya data ; wachache sana wataiona kama maambukizi ya analog .

Njia za moduli za digital

Mbinu za msingi za mbinu za digital zinategemea keying :

  • PSK (awamu ya kuhama-keying) : idadi ya mwisho hutumiwa.
  • FSK (frequency-shift keying) : idadi ya mwisho ya frequencies hutumiwa.
  • ASK (amplitude-shift keying) : idadi ya mwisho ya amplitudes hutumiwa.
  • QAM (moduli ya amplitude ya quadrature) : idadi ya mwisho ya angalau awamu mbili na angalau amplitudes mbili hutumiwa.

Katika QAM, ishara ya awamu (au mimi, kwa mfano mmoja ni mfano wa wimbi la cosine) na ishara ya awamu ya quadrature (au Q, pamoja na mfano kuwa wimbi la sine) ni amplitude modulated na idadi kamili ya amplitudes na kisha summed. Inaweza kuonekana kama mfumo wa njia mbili, kila channel kutumia ASK. Ishara iliyosababisha ni sawa na mchanganyiko wa PSK na ASK.

Katika njia zote zilizotajwa hapo juu, kila moja ya awamu hizi, frequency au amplitudes hupewa muundo wa kipekee wa bits za binary . Kawaida, kila awamu, mzunguko au amplitude huingiza idadi sawa ya bits. Nambari hii ya bits inajumuisha ishara inayoonyeshwa na awamu fulani, mzunguko au amplitude.

Ikiwa alfabeti ina ishara mbadala, kila ishara inawakilisha ujumbe unaojumuisha bits N. Ikiwa kiwango cha alama (pia kinachojulikana kama kiwango cha baud ) ni alama / pili (au baud ), kiwango cha data ni kidogo / pili.

Kwa mfano, na alfabeti yenye alama 16 mbadala, ishara kila inawakilisha bits 4. Hivyo, kiwango cha data ni mara nne kiwango cha baud.

Katika kesi ya PSK, ASK au QAM, ambapo frequency carrier ya ishara modulated ni mara kwa mara, alfabeti ya modulation mara nyingi kuwakilishwa kwa urahisi juu ya mchoro wa constellation , kuonyesha amplitude ya signal I katika x-axis, na amplitude ya signal Q katika mhimili wa y, kwa kila ishara.

Modulator na kanuni za detector ya uendeshaji

PSK na ASK, na wakati mwingine pia FSK, mara nyingi huzalishwa na hutambuliwa kwa kutumia kanuni ya QAM. Ishara za I na Q zinaweza kuunganishwa kuwa ishara yenye thamani tata I + jQ (ambapo j ni kitengo cha kufikiri ). Sababu inayoitwa sawa ya chini ya signal au ishara ya msingi ya msingi ya banduku ni uwakilishi wa thamani sana wa ishara ya kimwili yenye thamani yenye thamani (kiashiria kinachoitwa passband au signal RF ).

Hizi ndizo hatua za kawaida zinazotumiwa na modulator kusambaza data:

  1. Weka vipindi vya data zinazoingia ndani ya codewords, moja kwa kila ishara ambayo itaenea.
  2. Ramani ya codewords ya sifa, kwa mfano, amplitudes ya ishara ya I na Q (signal sawa chini pass), au maadili ya kawaida au awamu.
  3. Tengeneza kutengeneza pigo au kuchuja nyingine ili kupunguza ukanda na kuunda wigo wa ishara ya chini ya kupitisha, kwa kawaida kutumia usindikaji wa signal digital.
  4. Fanya digital kwa uongofu wa analogog (DAC) ya ishara za I na Q (tangu leo ​​yote haya yote yanapatikana kwa kutumia usindikaji wa signal digital , DSP).
  5. Kuzalisha fomu ya mawimbi ya frequency sine carrier, na labda pia sehemu ya quadrature ya cosine. Tumia mzunguko, kwa mfano kwa kuzidisha waveform ya sine na cosine na ishara za I na Q, na kusababisha signal sawa ya kupitisha kuwa mzunguko umebadilishwa kwa ishara ya passband ya kawaida au RF ishara . Wakati mwingine hii inafanikiwa kwa kutumia teknolojia ya DSP, kwa mfano mfano wa moja kwa moja wa digital kutumia meza ya mawimbi , badala ya usindikaji wa signal ya analog. Katika hali hiyo, hatua ya juu ya DAC inapaswa kufanyika baada ya hatua hii.
  6. Kupiga picha na kufuta bandpass ya analog ili kuzuia kuvuruga harmonic na wigo wa mara kwa mara.

Katika upande wa kupokea, mtu anayefanya demodulator hufanya:

  1. Kuchuja bandpass.
  2. Uwezeshaji wa moja kwa moja , AGC (fidia uzuiaji , kwa mfano kufuta ).
  3. Kubadilishana mara kwa mara kwa ishara ya RF kwa ishara ya msingi ya msingi ya bandari I na Q, au kwa ishara ya kati (IF), kwa kuzidisha ishara ya RF kwa wimbi la mawimbi la oscillator na wimbi la wimbi la cosine (angalia kanuni ya kupokeza superheterodyne ).
  4. Sampuli na uongofu wa analog-digital (ADC) (wakati mwingine kabla au badala ya hatua hapo juu, kwa mfano kwa njia ya kupinduliwa ).
  5. Kuweka usawaji wa usawa, kwa mfano, chujio kilichoendana, fidia kwa uenezi wa multipat, kueneza muda, uharibifu wa awamu na upepo wa kuchagua, ili kuepuka kuingiliwa kwa intersymbol na kuvuruga alama.
  6. Kugundua amplitudes ya ishara ya I na Q, au mzunguko au awamu ya signal IF.
  7. Uthibitishaji wa amplitudes, frequencies au awamu kwa maadili ya ishara ya kuruhusiwa karibu.
  8. Kupiga ramani ya amplitudes zilizopimwa, frequencies au awamu kwa codewords (vikundi vidogo).
  9. Uongofu wa sambamba-kwa-serial wa codewords katika mkondo kidogo.
  10. Pitisha mtoko mkondo wa matokeo kwa usindikaji zaidi kama vile kuondolewa kwa nambari zozote za kusahihisha makosa.

Kama ilivyo kawaida kwa mifumo yote ya mawasiliano ya digital, muundo wa modulator na demodulator lazima ufanywe wakati huo huo. Mipango ya uendeshaji wa digital inawezekana kwa sababu jozi ya mpangilio-mpokeaji ina ujuzi wa awali kuhusu jinsi data inakiliwa na inawakilishwa katika mfumo wa mawasiliano. Katika mifumo yote ya mawasiliano ya digital, wote modulator katika mtoaji na mpangilio wa mpangilio katika mpokeaji hupangwa ili wafanye shughuli za inverse.

Njia zisizo na uwiano wa moduli hazihitaji muhtasari wa saa ya kumbukumbu ya mpokeaji ambayo ni safu inayofanana na ishara ya carrier ya mtumaji. Katika kesi hii, ishara za moduli (badala ya bits, wahusika, au pakiti za data) zinahamishwa kamaynchronously . Kinyume chake ni uwiano mzuri .

Orodha ya mbinu za kawaida za moduli za digital

Njia za kawaida za kawaida za moduli ni:

  • Kusonga kwa Awamu ya Pembejeo (PSK)
    • Binary PSK (BPSK), kwa kutumia M = 2 alama
    • Quadrature PSK (QPSK), kwa kutumia M = alama nne
    • 8PSK, kwa kutumia M = 8 alama
    • 16PSK, kwa kutumia M = 16 alama
    • Tofauti PSK (DPSK)
    • QPSK tofauti (DQPSK)
    • Inakabiliwa na QPSK ( OQPSK )
    • π / 4-QPSK
  • Hoft-shift keying (FSK)
    • Sauti ya frequency-shift keying (AFSK)
    • Multi-frequency shift keying (M-ary FSK au MFSK)
    • Mzunguko wa mara mbili wa sauti (DTMF)
  • Amplitude-shift keying (ASK)
  • On-off keying (OOK), kawaida ASK aina
    • M-ary vestigial sideband modulation , kwa mfano 8VSB
  • Mfumo wa amplitude wa Quadrature (QAM), mchanganyiko wa PSK na ASK
    • Mfumo wa polar kama QAM mchanganyiko wa PSK na ASK [ citation inahitajika ]
  • Mbinu za moduli za kuendelea (CPM)
    • Kiwango cha chini cha kuhama (MSK)
    • Gaussian kiwango cha chini cha kuhama (GMSK)
    • Kuendelea kwa kiwango cha mzunguko wa awamu (CPFSK)
  • Mzunguko wa mzunguko wa mzunguko wa oregonal (OFDM)
    • Discrete multitone (DMT), ikiwa ni pamoja na modulation adaptive na kupakia kidogo
  • Mzunguko wa Wavelet
  • Mfumo wa kutengeneza ufanisi wa Trellis (TCM), unaojulikana pia kama uwiano wa Trellis
  • Mbinu za kuenea kwa wigo
    • Mfululizo wa mlolongo wa moja kwa moja (DSSS)
    • Chirp kuenea wigo (CSS) kulingana na IEEE 802.15.4a CSS inatumia coding pseudo-stochastic
    • Kiwango cha kuenea kwa frequency-hopping (FHSS) inatumika mpango maalum wa kutolewa kwa channel

MSK na GMSK ni kesi maalum ya moduli ya awamu ya kuendelea. Kwa hakika, MSK ni kesi maalum ya familia ndogo ya CPM inayojulikana kama sekunde ya kuhama kwa kasi ya mzunguko (CPFSK) ambayo inaelezea na mzunguko wa mzunguko wa mstatili (yaani mzunguko wa mzunguko wa mstari) wa muda wa muda wa ishara (jumla ishara ya majibu).

OFDM inategemea wazo la multiplexing ya mzunguko wa mzunguko (FDM), lakini mito nyingi nyingi ni sehemu ya mkondo mmoja wa awali. Mto mkondo umegawanyika katika mito kadhaa ya data sambamba, kila huhamishiwa juu ya ndogo-carrier yake kwa kutumia mpango wa kawaida wa kuimarisha digital. Wafanyabiashara wanaojitokeza huelezewa kuunda ishara ya OFDM. Ugawanishaji huu na kurejesha msaada kwa kushughulikia vidonda vya kituo. OFDM inachukuliwa kama mbinu ya moduli badala ya mbinu nyingi nyingi tangu kuhamisha mkondo mmoja juu ya njia moja ya mawasiliano kwa kutumia mlolongo mmoja wa alama inayoitwa OFDM. OFDM inaweza kupanuliwa kwa njia nyingi za upatikanaji wa kituo cha njia katika upatikanaji wa mgawanyoko wa mzunguko wa mzunguko wa mzunguko (OFDMA) na mipango mbalimbali ya kupatikana kwa mstari wa mtoa huduma (MC-CDMA), na kuruhusu watumiaji kadhaa kushiriki sehemu moja ya kimwili kwa kutoa tofauti ndogo -wasafirishaji au kupitisha codes kwa watumiaji tofauti.

Ya aina mbili za amplifier nguvu ya RF , kubadili amplifiers ( Daraja D amplifiers ) gharama chini na kutumia chini ya betri nguvu kuliko amplifiers linear nguvu sawa pato. Hata hivyo, wao hufanya kazi tu na ishara za kawaida-amplitude-modulation ishara kama vile angle modulation (FSK au PSK) na CDMA , lakini si kwa QAM na OFDM. Hata hivyo, ingawa kugeuza amplifiers haifai kabisa kwa makundi ya kawaida ya QAM, mara nyingi kanuni ya uimarishaji wa QAM hutumiwa kuendesha kasi ya amplifiers na hizi fomu za mawimbi za FM na nyingine, na wakati mwingine demodulators za QAM hutumiwa kupokea ishara zilizowekwa na haya ya kupitisha.

Utambuzi wa moduli ya moja kwa moja ya digital (ADMR)

Utambuzi wa moduli ya moja kwa moja katika mifumo ya mawasiliano ya akili ni mojawapo ya masuala muhimu katika programu iliyoelezwa redio na redio ya utambuzi . Kwa mujibu wa wingi wa kupokea akili, utambuzi wa modulation moja kwa moja unakuwa changamoto katika mifumo ya mawasiliano na uhandisi wa kompyuta. Mifumo hiyo ina maombi mengi ya kiraia na ya kijeshi. Aidha, utambuzi wa kipofu wa aina ya moduli ni tatizo muhimu katika mifumo ya kibiashara, hasa katika programu iliyoelezwa redio . Kawaida katika mifumo hiyo, kuna maelezo ya ziada ya usanidi wa mfumo, lakini kwa kuzingatia njia za kipofu katika kupokea akili, tunaweza kupunguza overload habari na kuongeza utendaji maambukizi. [1] Kwa wazi, bila ujuzi wa data iliyoambukizwa na vigezo vingi haijulikani katika mpokeaji, kama vile nguvu za ishara, frequency carrier na awamu za upepo, maelezo ya muda, nk, utambulisho wa kipofu wa modulation unafanywa vigumu. Hii inakuwa changamoto zaidi katika hali halisi ya ulimwengu na kupungua kwa kuzidisha, mara nyingi za kuchagua na wakati tofauti. [2]

Kuna mbinu mbili kuu za utambuzi wa moduli ya moja kwa moja. Njia ya kwanza hutumia mbinu za uwezekano wa kugawa ishara ya pembejeo kwa darasa sahihi. Njia nyingine ya hivi karibuni inategemea uchimbaji wa kipengele.

Digital baseband ubadilikaji au line coding

Njia ya modulation ya msingi ya digital (au digital transmission bandband) ni sawa na kanuni za mstari . Hizi ni mbinu za kuhamisha mkondo wa digital juu ya kituo cha msingi cha analog (aka lowpass channel) kwa kutumia treni ya impulsa, yaani namba ya wazi ya viwango vya signal, kwa kuimarisha moja kwa moja voltage au sasa juu ya cable au serial basi. Mifano ya kawaida ni unipolar , isiyo ya kurudi-kwa-zero (NRZ), Manchester na alama nyingine za inversion (AMI). [3]

Njia za upepo wa upepo

Mipango ya kuimarisha mchanganyiko ina lengo la kuhamisha signal ya analog nyembamba juu ya kituo cha msingi cha analog kama ishara ya ngazi mbili kwa kuimarisha wimbi la pigo . Baadhi miradi ya kunde ubadilikaji pia kuruhusu narrowband Analog ishara kuhamishiwa kama ishara ya digital (yaani, kama quantized kipekee wakati signal ) kwa kiwango cha fasta kidogo, ambayo inaweza kuhamishwa juu ya msingi ya mfumo wa digital maambukizi, kwa mfano, baadhi ya mstari msimbo . Hizi sio mipangilio ya modulation kwa maana ya kawaida kwa kuwa sio mipangilio ya coding ya njia , lakini inapaswa kuchukuliwa kama mipango ya coding ya chanzo , na katika baadhi ya mbinu za uongofu wa analog-to-digital.

Mbinu za Analog-over-analog

  • Mchoro wa amplitude (PAM)
  • Mfumo wa upanaji wa upanaji (PWM) na mzunguko wa kina wa Pulse (PDM)
  • Mzunguko wa msimamo wa mpangilio (PPM)

Njia za Analog-over-digital

  • Mfumo wa kuondokana na msimbo (PCM)
    • Tofauti ya PCM (DPCM)
    • DPCM ya Adaptive (ADPCM)
  • Mzunguko wa Delta (DM au Δ-modulation)
  • Mzunguko wa delta-sigma (ΣΔ)
  • Mzunguko wa delta mteremko unaoendelea (CVSDM), pia huitwa moduli ya Adaptive-delta (ADM)
  • Mzunguko wa wiani wa pembe (PDM)

Mbinu tofauti za modulation

  • Matumizi ya kuacha kuacha kusambaza code Morse kwenye frequency ya redio inajulikana kama operesheni ya kuendelea (CW).
  • Ukimishaji wa kupitisha
  • Mzunguko wa nafasi ni njia ambayo ishara zinawekwa ndani ya anga kama vile kutumika katika mifumo ya kutua vyombo .

Angalia pia

  • Njia za kufikia kituo
  • Coding ya kituo
  • Codec
  • Kituo cha mawasiliano
  • Uharibifu
  • Ufunuo wa umeme
  • Heterodyne
  • Nambari ya mstari
  • Modem
  • Amri ya mzunguko
  • Upungufu wa uharibifu
  • RF modulator
  • Gonga moduli
  • Mawasiliano ya simu
  • Aina za uzalishaji wa redio

Marejeleo

  1. ^ M. Hadi Valipour, M. Mehdi Homayounpour and M. Amin Mehralian, Automatic digital modulation recognition in presence of noise using SVM and PSO , in Proceedings of 2012 Sixth International Symposium on Telecommunications (IST), pp 378–382, Nov 2012, Tehran, Iran.
  2. ^ Dobre, Octavia A., Ali Abdi, Yeheskel Bar-Ness, and Wei Su. Communications, IET 1, no. 2 (2007): 137–156. (2007). "Survey of automatic modulation classification techniques: classical approaches and new trends" (PDF) . IET Communications : 137–156.
  3. ^ Ke-Lin Du & M. N. S. Swamy (2010). Wireless Communication Systems: From RF Subsystems to 4G Enabling Technologies . Cambridge University Press. p. 188. ISBN 978-0-521-11403-5 .

Kusoma zaidi

Viungo vya nje