Радио дизайн и технологии. RF Design

Радио дизайн и технологии. РЧ оборудование, его разработка, тестирование. схемотехника. RF Design

Модуляция

now browsing by category




Если для передачи информации используется радиоканал, в качестве переносчика информации применяется гармоническое колебание несущей частоты fc, зачастую называемое просто «несущей» (carrier).
При модуляции происходит перенос передаваемой информации, которую содержит цифровой сигнал, поступающий из цифрового тракта на несущую радиочастоту (или на промежуточную частоту).
Таким образом, происходит модуляция РЧ сигнала, частота которого намного больше, чем информационный низкочастотный цифровой сигнал. Этот процесс происходит в устройстве, называемом модулятор.

 

 

Виды и схемы модуляции


В процессе модуляции несущего колебания могут быть изменены такие его параметры как амплитуда, частота и фаза.

В современных системах связи используются различные виды модуляции (Modulation Methods). При амплитудной модуляции АМ (Amplitude Modulation, АМ), амплитуда высокочастотного колебания — несущей (carrier signal) изменяется в соответствии с информационным сигналом. Частотная модуляция ЧМ (Frequency Modulation, FM) — наиболее популярный аналоговый метод модуляции, используемый в системах подвижных связи. В ЧМ амплитуда несущей сохраняется постоянной, в то время как частота изменяется сигналом сообщения.


Вид сигнала

Параметры

Несущее колебание (CW,  Continuous Waves Continuous Carrier)

  • A sin (wt + Ф) – все параметры РЧ колебания неизменяемые.
    • A = const
    • w = const
    • Ф = const

Амплитудная модуляция, АМ (AM, Amplitude modulation)

  • A = A(t) – Амплитуда РЧ колебания изменяется в соответствии с передаваемой информацией
  • w = const
  • Ф = const

Частотная модуляция, ЧМ (FM, Frequency modulation)

  • A = const
  • w = w(t)– Частота изменяется в соответствии с передаваемой информацией
  • Ф = const

Фазовая модуляция ФМ (PM, Phase modulation)

  • A = const
  • w = const
  • Ф = Ф(t) – Фаза изменяется в соответствии с передаваемой информацией


При использовании простых видов модуляции в соответствии с модулирующей информацией изменяется только один параметр. В комбинированных видах модуляции, применяемых в современных системах связи, одновременно могут изменяться и амплитуда, и фаза несущей.

В современных системах связи, где используются очень сложные правила формирования комплексных модулированных сигналов, например, используется множество поднесущих, каждая из которых модулируется с использованием своего вида модуляции, принято говорить уже о схемах модуляции сигнала (signal modulation scheme). Этот же термин используется и для сложных многоуровневых видов модуляции, когда для исчерпывающей характеристики одного родового названия вида модуляции, например 16QAM, рассмотренного далее в этой главе, необходимо дополнение уточняющими характеристиками: конкретной конфигурации сигнального созвездия, алгоритма перемещения по фазовой плоскости, закона сигнального кодирования и т.д.

 

Цифровая модуляция. Лекции в Интернете

Massachusetts Institute of Technology


 


Lecture Series on Digital Communication by Prof. Bikash. Kumar. Dey , Department of Electrical Engineering, IIT Bombay. 



Lecture 2 — Multiple Access Techniques; Ana. & Dig. Modulation




Lecture — 38 GSM and CDMA; Lecture Series on Wireless Communications by Dr. Ranjan Bose, Department of Electrical Engineering, IIT Delhi



Digital Modulation Techniques MATLAB Simulation [Part 1 :BPSK -QPSK]

Модуляция EDGE


 


Базовой схемой модуляции, используемой в технологии EDGE, является восьмипозиционная фазовая манипуляция 8PSK. На рисунке показана исходная векторная диаграмма такого сигнала с сигнальным кодированием (маппинг, Mapping), которая приведена в нормативных документах [1,3.2].


На рисунке: Исходное сигнальное кодирование EDGE


Read More

Относительная квадратурная модуляция PI/4 DQPSK


 


Относительная (дифференциальная) фазовая манипуляция со сдвигом кратным PI/4, обозначаемая аббревиатурой PI/4 DQPSK, (зачастую — PI/4 QPSK или 4QAM), применяется в системах связи DAMPS, IS-54, PDC, PHS, системе транкинговой связи TETRA.
При реализации сигнала PI/4 DQPSK сигнальное созвездие формируется, по сути дела, при использовании двух созвездий QPSK, наложенными со сдвигом 45°. В результате в сигнале присутствуют восемь точек сигнального созвездия, причем символы выбираются поочередно то из одного созвездия QPSK, то из другого


Read More

Векторный анализ и формирование сигналов (Vector Signal Analysis)


Используемые в современных цифровых системах связи сигналы, как правило, имеют сложную структуру. С помощью традиционных методов изучения сигнала во временной и спектральной областях обнаружить нарушения «тонкой» структуры сложных сигналов не удается. Из-за свойственного такому сигналу случайного характера и изменчивости и временная, и спектральная форма представления сложных сигналов не позволяют оценить качество сформированного модулированного сигнала, определить степень искажения сигнала, возникающего при прохождении РЧ трактов. Из практики же известно, что даже незначительное нарушение «тонкой» структуры сложного сигнала в РЧ трактах приводит к заметному ухудшению качества функционирования системы связи в целом. Выявить такие повреждения структуры модулированных сигналов, используя более точные, чувствительные инструменты, какими являются ряд сравнительно новых параметров и характеристик, в том числе и статистических, позволяет векторный анализ сигналов (Vector Signal Analysis).









При квадратурном представлении сигналов для векторного анализа они характеризуется набором отсчетов величин квадратурных компонент Si и Sq. При этом каждый символ сигнала – его IQ компоненты — обычно представляются определенным количеством отсчетов (выборок) на символ SpS (Samples per Symbol). Различные алгоритмы обработки отсчетов квадратурных компонентов при векторном анализе сигналов позволяют находить необходимые характеристики анализируемого сигнала.

Read More

Квадратурная модуляция со сдвигом OQPSK (Offset QPSK)


  • При квадратурной модуляции со сдвигом QPSK (Offset QPSK) разовые (одномоментные) фазовые перемещения сигнальной точки ограничены 90 градусами. Одновременные ее перемещения по I и Q каналам, т.е. переход на 180 градусов невозможны, что исключает перемещение сигнальной точки через нуль

Одним из недостатков канонической квадратурной фазовой модуляции является то, что при одновременной смене символов в обоих квадратурных каналах модулятора в сигнале QPSK происходит скачок фазы несущей на 180°. При формировании сигнала обычной QPSK в этот момент происходят перемещения сигнальной точки через нуль, то есть имеются перемещения сигнальной точки на 180 градусов. В момент такого перемещения происходит уменьшение амплитуды формируемого РЧ сигнала до нуля.

Read More

Сдвиговая или офсетная модуляция (Offset modulation)


При сдвиговой модуляции (Offset modulation) происходит постоянный посимвольный сдвиг (смещение) сигнальной точки на фазовой диаграмме, не зависящий от информационного содержания передаваемой информации. Сдвиг сигнальной точки обычно происходит путем дополнительного систематического поворота вектора сигнала по фазе, называемого ротацией (Rotation).


Для обозначения этого вида модуляции, а точнее – манипуляции, используют целый ряд терминов: cдвиговая, офсетная, смещенная, модуляция со смещением, модуляция со сдвигом.


Как правило, сдвиговая модуляция используется для сужения спектра формируемого сигнала и улучшения качества функционирования трактов его обработки.


Пример сдвиговой модуляции:

 

Дополнительно по видам модуляции:

Квадратурная модуляция со сдвигом OQPSK (Offset QPSK)

Относительная квадратурная модуляция PI/4 DQPSK

Сдвиговая или офсетная модуляция (Offset modulation)

Модуляция EDGE



Межсимвольные искажения (МСИ, InterSymbol Interference, ISI)


Межсимвольные искажения (МСИ, InterSymbol Interference, ISI) является одной из форм искажения сигнала, при которой каждый передаваемый информационный символ оказывает влияние на последующие символы, заключающееся в изменении их формы.

 

Это нежелательное явление, так как влияние предыдущих символов в самом общем смысле можно рассматривать как появление дополнительного шума, что делает канал связи менее качественным. Межсимвольные искажения, в оновном, возникают из-за многолучевого распространения (multipath propagation) или влияния трактов обработки сигналов.

Read More

Интегральная функция распределения уровней сигнала CCDF


К сожалению, временная форма сложных сигналов, используемых в современных ССПО, не позволяет определить степень искажения сигнала из-за свойствененного ей случайного характера и изменчивости. Чтобы извлекать полезную информацию из такого шумоподобного сигнала, необходимо статистическое описание уровней мощности в этом сигнале, и дает это широко используемый в настоящее время график функции распределения уровней сигнала CCDF.

Read More

Модуляция. Интернет-источники

 


Подборка Интернет-источников по цифровым видам модуляции


Русскоязычные


Англоязычные

 

  • Communication systems and technology The Evolution of Communication Concepts, Quantification and Representation of Information: Introduction, Spectral Analysis: Modulation and Multiplexing, Wireless Technology: Electromagnetic Fields and Radiation, The Representation and Communication of Auditory and Visual Information, Optical Fiber Technology;

 

 

  • DAB DAB, Radio broadcasting systems, Digital Audio Broadcasting (DAB) to mobile, portable and fixed receivers, pdf

 

Digitally Modulated RF Systems a tutorial overview of various digital communication techniques currently applicable to Broadcasting, 16 QAM, Channel Capacity, Binary Phase Shift Keying (BPSK), Quadrature Phase Shift Keying (QPSK/QAM), pdf file

Digital Communications pdf file

Digital modulation Digital modulation, Data Signal Analysis, Spectrum Analysis, pdf file

Digital modulation

Digital modulation direct sequence, Code Division Multiple Access (DS-CDMA), frequency hopping Code Division Multiple Access (FH-CDMA), Time Division Multiple Access (TDMA), Frequency Division Multiple Access (FDMA), pdf file

Digital modulation PSK, QPSK, OQPSK, M-PSK, MSK, GMSK, pdf file

Digital modulation ASK, FSK and PSK, Modulation techniques, QPSK, OQPSK, M-PSK, MSK, GMSK, pdf file

Digital modulation ASK, FSK and PSK, pdf file

Digital modulation and GMSK Digital Modulation and GMSK, Phase shift keying, Quadrature Phase Shift Keying, Offset Quadrature Phase Shift Keying, OQPSK, Minimum Shift Keying, Gausssian Minimum Shift Keying (GMSK), GMSK Modulation, pdf file

Digital modulation: application notes

Digital Modulation in Communications Systems how information is modulated onto in-phase (I) and quadrature (Q) signals, different types of digital modulation, an overview table with key specifications for the major digital communications systems, pdf file

Digital Modulation in Communications Systems pdf file

Digital modulation schemes pdf file

Digital modulation overview pdf file

Digital modulation techniques Digital modulation techniques, Amplitude shift key modulation (ASK), Frequency shift key modulation (FSK), Binary-phase shift key modulation (BPSK), Quadrature-phase shift key modulation (QPSK), Quadrature amplitude modulation (QAM)

Digital modulation techniques overview Digital modulation techniques overview

Digital Transmission of Analog Signals Digital Transmission of Analog Signals, Analog Pulse Modulation, pulse amplitude modulation (PAM), pulse width modulation (PWM) and pulse position modulation (PPM), Educypedia, sampling process, Digital Pulse Modulation, Pulse code modulation (PCM) and delta modulation (DM), Pulse Code Modulation, PCM Channel Banks, CCITT µ-Law, CCITT A-Law, PCM Transmission, pdf file

Ericsson technologies

Radio Communications

Reference for Wireless Communication Understanding Wireless Telecom and Data Communications Terminology, This reference will help you understand the terminology associated with wireless telecom and data communications, pdf file

Signal Processing for Cellular Communication Systems Data Flow Diagram, Amplitude Shift Keying, Frequency Shift Keying, Phase Shift Keying, Quadrature Amplitude Modulation, Flat fading, Multi-path fading

Tutorials in communications engineering signal analysis, power, energy and spectrum, Differential Phase Shift Keying, DVB-S standard, Fourier analysis, baseband — passband — and Amplitude Modulation (AM), Convolutional Coding and Decoding, coding concepts and block coding, inter symbol interference (ISI) and raised cosine filtering, Quadrature Partial Response (QPR) modulation, Frequency Modulation (FM) , FSK, MSK, Phase Locked Loop (PLL), Trellis coded Modulation (TCM)

Wireless LAN technologies Wireless LAN technologies, direct sequence, Code Division Multiple Access (DS-CDMA), frequency hopping Code Division Multiple Access (FH-CDMA), Time Division Multiple Access (TDMA), Frequency Division Multiple Access (FDMA), ppt file

Wireless Networking Measuring and Troubleshooting OFDM Wireless LAN Signal Quality, OFDM versus Single Carrier Modulation, Structure of IEEE 802.11a OFDM Frame, IEEE 802.11a Specifications, 64QAM

Horiz

  • 64-QAM scheme 64-QAM scheme suitable for the transmission of cable televisions, Differential Coding And Mapping

256-QAM 256-QAM, pdf file

 

Amplitude-Shift Keying (ASK) Modulation pdf file

CDMA CDMA technique

CDMA CDMA History, Spread Spectrum Technology, Direct-Sequence Frequency Hopping, Time Hopping, CDMA Challenges, Receiver design, Near-Far Problem, Power Control, Soft and softer Handover, CDMA Applications in Mobile Network, …, pdf file

CDMA Coding this applet demonstrates CDMA multiple access coding and allows the user to see the process of coding and decoding in real time

CDMA Interactive Interactive Flash Presentation covering various CDMA concepts

CDMA techniques CDMA techniques

CDMA technology the concept behind multiple access is to permit a number of users to share a common channel. The two traditional ways of multiple access are Frequency Division Multiple Access (FDMA) and Time Division Multiple Access (TDMA). CDMA, for Code Division Multiple Access, is different than those traditional ways in that it does not allocate frequency or time in user slots but gives the right to use both to all users simultaneously

CDMA tutorial Frequency Division Multiple Access (FDMA), Code Division Multiple Access (CDMA), Time Division Multiple Access (TDMA).

CDMA tutorial an introduction to Code Division Multiple Access (CDMA) communications, covering a Radio Carrier Station (RCS) and a Fixed Subscriber Unit (FSU), Introduction to Spread Spectrum Communications, Three Types of Spread Spectrum Communications, Direct Sequence Spread Spectrum, Implementing CDMA Technology

Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing (COFDM) Variable Bit Rate Coding, VBR, Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing (COFDM), DAB, Wideband & Narrowband Wireless Transmission, Error Correction Coding, QPSK symbols, 16-QAM, 64-QAM

Coded Orthogonal Frequency Division Multiple Access pdf file

COFDM Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing (COFDM) is a form of modulation which is particularly well-suited to the needs of the terrestrial broadcasting channel, pdf file

COFDM The how and why of COFDM, COFDM Technology Basics, pdf file

Convolutional coding with Viterbi decoding a forward error correction technique known as convolutional coding with Viterbi decoding

Digital Transmission: Carrier-to-Noise, Signal-to-Noise & Modulation Error Ratio Digital Transmission: Carrier-to-Noise Ratio, Signal-to-Noise Ratio, and Modulation Error Ratio

Direct-Sequence Spread-Spectrum communications DSSS communications

Direct sequence vs. frequency hopping A Comparison of Frequency Hopping and Direct Sequence Spread Spectrum Modulation for IEEE 802.11 Applications at 2.4 GHz, pdf file

Discrete MultiTone transmission DMT

DVB QAM Modulator The L64777 chip implements a QAM modulator that is digital video, pdf file

DPSK mode describes the sixteen-tone differential phase-shift keying (DPSK) mode

DSSS communications In telecommunications, direct-sequence spread spectrum is a modulation technique where the transmitted signal takes up more bandwidth than the information signal that is being modulated, which is the reason that it is called spread spectrum. DSSS, …

DSSS: an Introduction to Direct-Sequence Spread-Spectrum Communications DSSS, A tutorial overview of spread spectrum principles. Covers both direct sequence and fast hopping methods. Educypedia, Theoretical equations are given to allow performance estimates. Relation to CDMA and TDMA is provided. Schematic of a code sequence generator is shown. Spectral plots are shown for DSSS and FHSS methods, pdf file

FDMA channel allocations

FREQUENCY CHANNEL ENCODING Pulse Modulation (PAM, PPM, and PFM)

FSK Frequency shift keying (FSK) is the most common form of digital modulation in the high-frequency radio spectrum, and has important applications in telephone circuits

FSK A quadrature modulator is a FSK modulator, Frequency shift keying modulator, pdf file

FSK: Signals and Demodulation FSK: Signals and Demodulation, Binary FSK is a modulation scheme typically used to send digital information between digital equipment such as teleprinters and computers, pdf file

GMSK Digital Modulation and GMSK, Gausssian Minimum Shift Keying (GMSK), pdf file

GMSK

GMSK Gaussian Minimum Shift Keying GMSK, Software Defined Radio, Modulation scheme used in GSM

GMSK Data Transmission Frequency Shift Keying FSK, Multi-level Frequency Shift Keying MFSK, Continuous Phase Frequency Shift Keying CPFSK, Minimum Shift Keying MSK, Gaussian Minimum Shift Keying GMSK, Tamed Frequency Modulation TFM, Phase Shift Keying PSK, Quadrature Phase Shift Keying QPSK, Differential Quadrature Phase Shift Keying DQPSK, Pi/4 Differential Quadrature Phase Shift Keying Pi/4 DQPSK, Quadrature Amplitude Modulation QAM, pdf file

GSM physical layer modulation GSM uses Gaussian-Fitered Minimum Shift Keying (GMSK) as it’s modulation scheme

IQ modulation IQ modulation, modulation technique that lends itself well to digital processes is called «IQ Modulation», where «I» is the «in-phase» component of the waveform, and «Q» represents the quadrature component

Minimum Shift Keying two possibilities of detecting a minimum-shift keying signal: either as a BFSK signal or as two BPSK signals, pdf file

Missing Cycle Modulation Pulse Position Phase Reversal Keying ( 3PRK ) pdf file

OFDM Modulation type of multi-carrier modulation

OFDM Modulation An Introduction to Orthogonal Frequency Division Multiplex Technology, pdf file

OFDM Receivers for Broadband-Transmission

OOK, ASK and FSK Modulation pdf file

PCM tutorial puls code modulation

PSK Phase shifting a carrier in known steps to convey digital data

Phase-shift keying Phase-shift keying (PSK) is a digital modulation scheme that conveys data by changing, or modulating, the phase of a reference signal (the carrier wave)

Phase-shift keying Digital potentiometer controls phase shift

PSK Demodulation 1 PSK Demodulation

PSK Demodulation 2 PSK Demodulation

Puls code modulation ppt file

QAM Demodulation

QAM modulation QPSK and 16-QAM Digital Modulation

QPSK Modulation Demystified quadraphase-shift keying (QPSK)

QPSK modulation demystified Digital Frequency Modulation, Digital Phase Modulation, Quadraphase-Shift Modulation

Quadrature Amplitude Modulation Quadrature Amplitude Modulation, QAM, combination of amplitude modulation and phase shift keying

Quadrature modulators pdf file

Quadrature Amplitude Modulation Quadrature amplitude modulation, or QAM, is a big name for a relatively simply technique. It is simply a combination of amplitude modulation and phase shift keying

Quadrature amplitude modulation Quadrature amplitude modulation (QAM) is a modulation scheme which conveys data by changing (modulating) the amplitude of two carrier waves. These two waves, usually sinusoids, are out of phase with each other by 90° and are thus called quadrature carriers,

Quadrature signals and their importantance in Digital Signal Processing pdf file

QPSK Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) modulation, a cosine carrier is varied in phase while keeping a constant amplitude and frequency

QPSK Phase-shift keying (PSK) is a digital modulation scheme that conveys data by changing, or modulating, the phase of a reference signal (the carrier wave), …

Sources of Error in IQ Based RF Signal Generation decribes the basic architecture of IQ-based RF signal generators and provides an in-depth analysis of ways to characterize types error in communicaitons systems

Spread spectrum & CDMA tutorial spread spectrum & CDMA tutorial

Spread spectrum communication Frequency Hopping Techniques

Spread spectrum communication Direct sequence spread spectrum (DSSS), General Block Diagram, Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS), Spreading and Despreading, Educypedia

Spread spectrum communications spread spectrum communications, A tutorial overview of spread spectrum principles. Covers both direct sequence and fast hopping methods. Theoretical equations are given to allow performance estimates. Relation to CDMA and TDMA is provided. Schematic of a code sequence generator is shown. Spectral plots are shown for DSSS and FHSS methods

Spread spectrum modulation Spread spectrum modulation, What is direct Sequence spread spectrum modulation

Spread Spectrum Modulation Techniques Introduction to Spread Spectrum Techniques

TDMA Time Division Multiple Access (TDMA) is a multiple access technique used by several cellular communication systems

TDMA channel allocations Temporal Multiplexing, Synchronous Telegraphy

TDMA/FDMA pdf file

TDMA tutorial Time division multiple access (TDMA) is digital transmission technology that allows a number of users to access a single radio-frequency (RF) channel without interference by allocating unique time slots to each user within each channel

Techniques de codage NRZ, NRZI, MLT3, 2B1Q, Manchester, AMI, HDBx, nB/mB, FSK, ASK, QAM, FDM, TDM, WDM, DWDM, DMT, CAP, DWMT; франц

Trellis coded Modulation (TCM) Trellis coded Modulation (TCM), pdf file

Trellis-Coded Modulation TCM, pdf file

WCDMA Wideband Code Division Multiple Access. In WCDMA systems the data bits are called «symbols» before spreading, but after channel coding and frame building. 3 XOR multiplication means modulo 2 addition