Структурная схема модема – —

Иллюстрированный самоучитель по локальным сетям › Подключение к глобальным сетям с помощью модемов › Структура модема [страница – 139] | Самоучители по операционным системам

Структура модема

Одна из возможных структурных схем модема показана на рис. 12.4.

Рис. 12.4. Структурная схема модема

Она содержит типовые функциональные узлы обработки и преобразования сигналов, из числа которых намеренно исключены некоторые второстепенные узлы, предназначенные для организации синхронизации и обработки служебных сигналов. Далее узлы, осуществляющие прямое и обратное преобразования в передающей и приемной части модема, рассматриваются попарно.

Кодер/декодер предназначены для защиты от ошибок и “сжатия” данных. Защита от ошибок предполагает включение в пакеты передаваемых данных избыточного циклического кода (CRC), как и в локальных компьютерных сетях. При этом в качестве стандартных протоколов, более подробно описывающих форматы данных (в том числе число бит в коде CRC – 16 или 32), используются протоколы серии MNP (Microcom Networking Protocol от фирмы Microcom) или V.42 (международный стандарт ITU-T).

Протокол V.42bis представляет собой протокол сжатия данных. Если нельзя увеличить пропускную способность линии передачи из-за ограничения, накладываемого теоремой Шеннона, то можно уменьшить избыточность передаваемой текстовой информации, используя свойство повторяемости цепочек символов в словах. Для этого на передающем и приемном конце линии модемы (точнее, их кодеры и декодеры) организуют и поддерживают идентичные динамические словари в виде структур типа дерева с отдельными символами в качестве узлов (см. рис. 12.5).

Достаточно передавать не сами слова, а, фактически, специальным образом описанные (в виде чисел) части словарей (пути в дереве), содержащие требуемые последовательности символов. Так, часть словаря на рис. 12.5 позволяет описать строки символов А, В, ВА, BAG, BAR, BI, BIN, C, D, DE, DO и DOG относительно соответствующих корневых узлов.

Рис. 12.5. Пример представления части словаря при работе протокола сжатия V.42bis

Скремблер/дескремблер производят такое преобразование передаваемого и принятого сигналов, которое исключает влияние длинных цепочек из логический нулей или единиц, а также коротких повторяющихся последовательностей на надежность синхронизации в приемной части модема. Скремблер при необходимости “прореживает” такие последовательности за счет вставляемых принудительно логических нулей или единиц, делая преобразованные данные псевдослучайными, а дескремблер удаляет лишние биты, восстанавливая исходный вид данных.

samoychiteli.ru

Структура модема, методы модуляции, стандарты и программные средства для модемов

⇐ ПредыдущаяСтр 34 из 57Следующая ⇒

В данной лекции рассматриваются типовая структурная схема модема для аналоговых телефонных линий, методы модуляции, используемые в высокоскоростных модемах, особенности стандартов V34, V.90 и V.92, классификация модемов и программные средства для них.

Структура модема

Одна из возможных структурных схем модема показана на рисунке 18.1. Она содержит типовые функциональные узлы обработки и преобразования сигналов, из числа которых намеренно исключены некоторые второстепенные узлы, предназначенные для организации синхронизации и обработки служебных сигналов. Далее узлы, осуществляющие прямое и обратное преобразования в передающей и приемной части модема, рассматриваются попарно.

Рисунок 18.1 – Структурная схема модема

Кодер/декодер предназначены для защиты от ошибок и “сжатия” данных. Защита от ошибок предполагает включение в пакеты передаваемых данных избыточного циклического кода (CRC), как и в локальных компьютерных сетях (см. раздел “Использование помехоустойчивых кодов для обнаружения ошибок в сети” Лекции 10). При этом в качестве стандартных протоколов, более подробно описывающих форматы данных (в том числе число бит в коде CRC – 16 или 32), используются протоколы серии MNP (Microcom Networking Protocol компании Microcom) или V.42 / V.44 (международный стандарт ITU–T). Протокол V.42bis представляет собой протокол сжатия данных. Если нельзя увеличить пропускную способность линии передачи из–за ограничения, накладываемого теоремой Шеннона, то можно уменьшить избыточность передаваемой текстовой информации, используя свойство повторяемости цепочек символов в словах. Для этого на передающем и приемном конце линии модемы (точнее, их кодеры и декодеры) организуют и поддерживают идентичные динамические словари в виде структур типа дерева с отдельными символами в качестве узлов (см. рисунок 18.2). Достаточно передавать не сами слова, а, фактически, специальным образом описанные (в виде чисел) части словарей (пути в дереве), содержащие требуемые последовательности символов. Так, часть словаря на рисунке 18.2 позволяет описать строки символов A, B, BA, BAG, BAR, BI, BIN, C, D, DE, DO и DOG относительно соответствующих корневых узлов.

Рисунок 18.2 – Пример представления части словаря при работе протокола сжатия V.42bis

Скремблер/дескремблер производят такое преобразование передаваемого и принятого сигналов, которое исключает влияние длинных цепочек из логических нулей или единиц, а также коротких повторяющихся последовательностей на надежность синхронизации в приемной части модема. Скремблер при необходимости “разреживает” такие последовательности за счет принудительно вставляемых логических нулей или единиц, делая преобразованные данные псевдослучайными, а дескремблер удаляет лишние биты, восстанавливая исходный вид данных. Описанная проблема (зависимость качества синхронизации от вида передаваемых данных) существенна, конечно, не только при модемной связи, но и при любых видах обменов цифровыми данными по последовательной линии передачи, в которой не предусмотрена посылка отдельного синхросигнала. Такая ситуация характерна для компьютерных сетей, в которых для решения указанной проблемы вместо простых кодов передачи используются самосинхронизирующиеся коды (типа двухуровневых кодов Манчестер–2 или трехуровневых кодов с высокой плотностью единиц – КВП или BNZS в английском варианте названия).

Эквалайзер включается в приемной части модема и служит для компенсации зависимости группового времени запаздывания в линии от частоты. Для улучшения качества передачи речевых сигналов их спектральные составляющие на разных частотах должны приходить к удаленному модему с одинаковой задержкой. Идеальная компенсация показана на рисунке 18.3. На практике в высокоскоростных модемах собственное групповое время запаздывания эквалайзера подстраивается автоматически.

Рисунок 18.3 – Идеальная компенсация эквалайзером зависимости группового времени запаздывания в линии от частоты

В приемной части модемов, работающих в дуплексном режиме на обычной двухпроводной телефонной линии, требуется осуществлять также эхо–компенсацию. Соответствующий функциональный узел на рисунке 18.1 не показан. Проблема состоит в том, что при дуплексном обмене передающий модем может воспринять порожденный им же сигнал, отраженный от другого конца линии, как пришедший от удаленного модема. В стандартах для высокоскоростных модемов (в частности, в стандарте V.34) предусмотрена процедура эхо–компенсации и установлены ограничения на уровень отраженного сигнала (он должен быть меньше полезного сигнала не менее чем на 25…30 дБ) и его максимальную задержку (не более 200…300 мс). Практическая реализация эхо–компенсации в высокоскоростных модемах предусматривает автоматическое определение параметров отраженного сигнала (его амплитуды и задержки) на этапе установления соединения.

Фильтры и усилители на рисунке 18.1 являются традиционными устройствами при обработке сигналов на фоне шумов и помех и не нуждаются в более подробном описании. В то же время модулятор и демодулятор в модемах реализуют специфические и достаточно сложные методы модуляции, которые рассматриваются в разделе “Методы модуляции, используемые в высокоскоростных модемах”.

В современных модемах большая часть функций выполняется программой, управляющей работой цифрового сигнального процессора (ЦСП). Для исключения эффекта наложения спектров принципиально использование непрерывных аналоговых фильтров. Нужны также аналоговые усилители, АЦП и ЦАП для преобразования аналоговых сигналов в цифровые и обратно.



infopedia.su

Функциональная схема модема. Режим передачи и тип окончания канала связи. Основные параметры абонентской линии

Содержание

     Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.  Функциональная схема модема . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

1.1.  Передающая часть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

1.2.  Приемная часть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.  Характеристики модема . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.1  Скорость передачи данных и модуляция . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

2.2  Режим передачи и тип окончания канала связи . . . . . . . . . . . . 9

2.3  Метод передачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.  Структурная схема модема . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

4.  Основные параметры абонентской линии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

5.  Расчет помехоустойчивости приема единичных элементов . . . . . . .17

6.  Расчет степени искажений сигналов в дискретных каналах . . . . . . .20

7.  Расчет параметров устройств регистрации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

8.  Проектирование устройств синхронизации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

9.  Расчет спектра сигнала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

10. Индивидуальное задание.  Скремблер, дескремблер . . . . . . . . . . . 33

11. Дополнительное задание.  Характеристики модема V.26 . . . . . . . . 37

Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Приложение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40

ВВЕДЕНИЕ

Технические средства обмена и передачи информации    включают в себя аппаратуру передачи  данных  с  устройствами  сопряжения между оконечным оборудованием и каналами передачи данных.

На железнодорожном транспорте его распределенной  на  большие расстояния инфраструктурой  эта  техника  передачи  информации  и пользуется особенно эффективно,  способствуя  повышению  качества управления процессами перевозок на всех уровнях.

Для передачи информации между  двумя  пунктами  необходимо иметь передатчик, приемник и проводящую среду.  Для передачи сигналов передатчик должен обеспечить преобразование сигналов в форму, соответствующую среде передачи  информации.  Среда  передачи должна образовать  путь  передачи  информации  от  передатчика  к приемнику без значительного искажения.

В связи с тем, что телефонные линии первоначально проектировались для передачи аналоговых  сигналов  с  ограниченной  полосой частот, непосредственная передача цифровых сигналов по ним приводит к большим искажениям.  Для организации связи передаваемые  из терминала в другое устройство телефонным линиям дискретные сигналы, должны быть преобразованы в форм соответствующую среде  передачи.  Такое преобразование осуществляет специальное устройство – модем.

Модемом   называется электронное устройство, которое  преобразует цифровые  сигналы,  вырабатываемые  компьютером  или  терминальным устройством, аналоговые, которые передаются по телефонной сети с помощью аналоговых аппаратных средств.

Аппаратура образования каналов связи имеет  много  разновидностей, используется разнообразное оборудование  обработки  данных, различные каналы связи, поэтому  для  обеспечения  возможности совместной работы оборудования различных систем  с  оборудованием обработки данных и каналами связи имеются международные рекомендации, разрабатываемые Международным Консультативным  Комитетом  по Телефонии и Телеграфии (МККТТ).  МККТТ играет ведущую роль в стандартизации скорости передачи данных других важных параметров аппаратуры, а так же в принятии и единых технических приемов и решений.

Данный курсовой проект посвящен проектированию модема в соответствии с рекомендацией МККТТ V.33.

1. Функциональная схема модема

Большинство современных модемов для телефонных каналов коммутируемых телефонных сетей общего пользования (КТСОП) обеспечивают синхронную передачу данных по каналу.

В самом общем виде синхронный модем содержит приемник, передатчик, компенсатор электрического эха, схему управления и, возможно, источник питания (рис. 1). Схема управления, как правило, выполняется в виде микропроцессора универсального назначения и предназначена для обеспечения интеллектуального интерфейса с оборудованием обработки данных (ООД) и управления работой приемника, передатчика и эхо-компенсатора.

Эхо-компенсатор предназначен для ослабления вредного влияния помехи в виде электрического эха  (собственного отраженного сигнала) на прием сигнала от удаленного модема.

 

Рис.1.  Схема синхронного модема

1.1 Передающая часть

Передаваемые ООД данные  поступают в передатчик модема, который выполняет операции скремблирования, относительного кодирования, синхронизации и иногда вносит предыскажения, частично компенсирующие нелинейность амплитудной и фазочастотной характеристик (АЧХ и ФЧХ) используемого телефонного канала. Схема передатчика приведена на рис. 2.

Схема синхронизации передатчика получает сигнал опорной частоты от внутреннего генератора или получает его от ООД, например, через 24-контатный разъем DB-25 интерфейса RS-232. В последнем случае модем обязан поддерживать синхронный режим работы не только по каналу с удаленным модемом, но и по интерфейсу ООД –  аппаратура канала данных (АКД). Скремблер предназначен для придания свойств случайности (рандомизации) передаваемой последовательности данных с целью облегчения выделения тактовой частоты приемником удаленного модема. При использовании сигналов ФМ и производных о них, применение относительного кодирования позволяет решить проблему неоднозначности фазы, восстановленной на приеме несущей.

 

Рис. 2.  Схема передатчика синхронного модема

1.2 Приемная часть

Приемник типового синхронного модема в свою очередь содержит адаптивный эквалайзер со схемой управления, модулятор с задающим генератором, демодулятор, относительный декодер, дескремблер и схему синхронизации (рис 3). 

 

Рис. 3.  Схема приемника синхронного модема

Модулятор приемника совместно с задающим генератором позволяют перенести спектр принимаемого сигнала (300-3400 Гц) в область более высоких частот. Это делается для облегчения операций фильтрации и демодуляции. Относительный  декодер и дескремблер выполняют операции, обратные выполняемым в передатчике. Дескремблер выделяет из принятой последовательности исходную информационную последовательность. Схема синхронизации выделяет тактовую частоту из принимаемого сигнала и подает ее на другие узлы приемника.

Адаптивный эквалайзер приемника, как и эквалайзер передатчика, позволяет компенсировать нелинейные искажения, вносимые каналом передачи. Адаптивность эквалайзера заключается в его способности подстраиваться под изменяющиеся параметры канала в течении сеанса связи.

ООД передает и принимает данные посредством использования аппаратуры

vunivere.ru

Иллюстрированный самоучитель по локальным сетям › Подключение к глобальным сетям с помощью модемов › Структура модема [страница – 140] | Самоучители по операционным системам

Структура модема

Описанная проблема (зависимость качества синхронизации от вида передаваемых данных) существенна, конечно, не только при модемной связи, но и при любых видах обменов цифровыми данными по последовательной линии передачи, в которой не предусмотрена посылка отдельного синхросигнала. Такая ситуация характерна для компьютерных сетей, в которых для решения указанной проблемы вместо простых кодов передачи используются самосинхронизирующиеся коды (типа двухуровневых кодов Манчестер-П или трехуровневых кодов с высокой плотностью единиц – КВП или BNZS в английском варианте названия).

Эквалайзер включается в приемной части модема и служит для компенсации зависимости группового времени запаздывания в линии от частоты. Для улучшения качества передачи речевых сигналов их спектральные составляющие на разных частотах должны приходить к удаленному модему с одинаковой задержкой. Идеальная компенсация показана на рис. 12.6. На практике в высокоскоростных модемах собственное групповое время запаздывания эквалайзера подстраивается автоматически.

В приемной части модемов, работающих в дуплексном режиме на обычной двухпроводной телефонной линии, требуется осуществлять также эхо-компенсацию.

Соответствующий функциональный узел на рис. 12.4 не показан. Проблема состоит в том, что при дуплексном обмене передающий модем может воспринять порожденный им же сигнал, отраженный от другого конца линии, как пришедший от удаленного модема. В стандартах для высокоскоростных модемов (в частности, в стандарте V.34) предусмотрена процедура эхо-компенсации и установлены ограничения на уровень отраженного сигнала (он должен быть меньше полезного сигнала не менее чем на 25…30 дБ) и его максимальную задержку (не более 200…300 мс). Практическая реализация эхо-компенсации в высокоскоростных модемах предусматривает автоматическое определение параметров отраженного сигнала (его амплитуды и задержки) на этапе установления соединения.

Рис. 12.6. Идеальная компенсация эквалайзером зависимости группового времени запаздывания в линии от частоты

Фильтры и усилители на рис. 12.4 являются традиционными устройствами при обработке сигналов на фоне шумов и помех и не нуждаются в более подробном описании. В то же время модулятор и демодулятор в модемах реализуют специфические и достаточно сложные методы модуляции, которые рассматриваются в разделе 12.4.

В современных модемах большая часть функций выполняется программой, управляющей работой цифрового сигнального процессора (ЦСП). Для исключения эффекта наложения спектров принципиально использование непрерывных аналоговых фильтров. Нужны также аналоговые усилители, АЦП и ЦАП для преобразования аналоговых сигналов в цифровые и обратно.

samoychiteli.ru

Лекция 13. Модемы. Устройство. Классификация Глава 4 Модемы. Классификация и основные принципы работы

4.1. Устройство современного модема

Главной функцией модема является функция преобразования сигналов. По этой причине первые модемы, не обладавшие возможностями современных, часто называли просто УПС. В современном понимании понятие модема значительно шире, чем совокупность модулятора и демодулятора. В настоящее время модемы являются интеллектуальными устройствами, позволяющими помимо своей основной функции, реализовать множество других функций, предоставляя дополнительные удобства пользователю.

Интеллектуальные возможности модемов реализуются благодаря наличию в них схемы управления, выполненной на основе использования микропроцессоров. Обобщенную архитектуру современного модема можно представить в виде следующей схемы (рис. 4.1).

В этой схеме универсальный процессор выполняет функции управления взаимодействием с компьютером и схемами индикации состояния модема. Он реализует посылаемые компьютером команды и управляет режимами работы остальных частей модема. Он же может реализовать различные алгоритмы сжатия и восстановления передаваемых данных.

Рисунок 4.1. Обобщенная структура современного модема

Микропрограммы управления модемом хранятся в ПЗУ. Путем замены ПЗУ иногда можно добиться существенного улучшения свойств модема, т.е. произвести его модернизацию с целью обеспечения поддержки новых протоколов или сервисных функций. Для облегчения такой модернизации в последнее время вместо ROM стали широко применяться микросхемы флеш-ROM.

Схема ППЗУ позволяет сохранить установки модема на время его выключения.

ОЗУ используется для временного хранения данных при промежуточных вычислениях как универсальным процессором, так и цифровым сигнальным процессором.

На ЦСП возлагаются задачи по реализации основных функций кодирования как корректирующим, так и линейным кодом, скремблирование и другие функции, за исключением собственно операций модуляции и демодуляции.

Эти операции обычно выполняются специализированным модемным процессором.

Рассмотренная схема не является структурной схемой какого-либо конкретного модема, а представляет собой обобщенную функциональную организацию современного модема. В каждой конкретной модели описанные функции могут быть реализованы различными способами.

4.2. Классификация модемов

Строгой классификации модемов не существует по причине их большого разнообразия. Тем не менее, выделяется ряд признаков, по которым можно произвести условную классификацию.

К этим признакам можно отнести:

– поддерживаемый модемом протокол взаимодействия;

– метод передачи;

– область применения;

– используемый тип модуляции;

– используемый метод исправления ошибок и сжатия данных;

– интеллектуальные возможности.

Функции современных модемов относятся к наиболее далеким от пользователя уровням – физическому и канальному.

Физический уровень определяет интерфейсы системы с каналом связи, а именно, механические, электрические, функциональные и процедурные параметры соединения. Физический уровень выполняет три основные функции: установление и разъединение соединений; преобразование сигналов; реализация интерфейса.

Типовой профиль протоколов при использовании модема, поддерживающего только функции физического уровня, выглядит следующим образом (рис. 4.2).

Рисунок 4.2. Типовой профиль протоколов физического уровня

При этом считается, что ООД (компьютер) соединен с модемом посредством интерфейса RS-232, а модем для подключения к каналу тональной частоты КТСОП использует протокол модуляции в соответствии с рекомендациями V.21.

Возможный профиль протоколов для модема, поддерживающего функции физического и канального уровней выглядит следующим образом (рис. 4.3).

В этой схеме компьютер соединяется с модемом посредством интерфейса RS-232, а модем реализует протокол модуляцииV.34 и аппаратную коррекцию ошибок согласно рекомендациямV.42.

С функциональной точки зрения модемные протоколы могут быть разделены на следующие группы:

1. Протоколы, определяющие нормы взаимодействия модема с каналом связи – V.2,V.25.

2. Протоколы, регламентирующие соединение и алгоритмы взаимодействия модема и ООД – V.10,V.11,V.24,V.25,V.25bis,V.28.

Рисунок 4.3. Типовой профиль протоколов физического и канального уровней

3. Протоколы модуляции, определяющие основные характеристики модемов, предназначенных для коммутируемых и выделенных телефонных каналов – V.17,V.21,V.22,V.23,V.26,V.32,V.33,V.34 и другие.

4. Протоколы защиты от ошибок – V.41,V.42.

5. Протоколы сжатия передаваемых данных – V.42bisи другие.

6. Протоколы согласования параметров связи на этапе их установления – V.8.

По методу передачи модемы делятся на асинхронные и синхронные. Следует напомнить, что говоря о синхронном, либо асинхронном методе передачи обычно подразумевают передачу по каналу связи между модемами. Однако передача данных по интерфейсу «компьютер – модем» тоже может быть синхронной и асинхронной. Модем может работать с компьютером в асинхронном режиме и одновременно с удаленным модемом – в синхронном режиме и наоборот. В таком случае говорят, что модем работает в синхронно-асинхронном режиме.

studfile.net

12. Современные модемы. Классификация. Функции модемов. Рекомендации мкктт.

Модем–устройство прямого ( модулятор ) и обратного ( демодулятор ) преобразования сигналов к виду, принятому для использования в определенном канале связи. Но в современном понимании понятие модема значительно шире, чем просто совокупность модулятора и демодулятора. В настоящее время модемы являются интеллектуальными устройствами, которые позволяют реализовать помимо основных, множество дополнительных функций.

Подразделяются:

• На аналоговые ( самые распространенные сейчас модемы )

• На цифровые ( или сетевые адаптеры ). В них нет классической модуляции и демодуляции. Входные и выходные сигналы у таких модемов импульсные. Для них не разработаны общепринятые стандарты и они выпускаются для работы в конкретных цифровых технологиях: ISDN, HDSL, ADSL и т.д.

По классу подразделяются:

• Модемы 1 класса. Выполняют основную работу по приему и передаче сообщений компьютером с программой поддержки факсимильной связи.

• Модемы 2 класса. Реализуют все процедуры приема и передачи факсов средствами самого модема.

По исполнению:

• Внутренние.

• Внешние.

По интерфейсу с каналом связи:

По назначению:

• Для телефонных каналов ( стандарт V ).

• Для телеграфных каналов.

• Факс модемы.

• Сотовые модемы.

• Оптоволоконные модемы.

• Спутниковые радиомодемы.

По скорости передачи:

По принципу работы линии:

• Асинхронные. В этом режиме каждый переданный байт дополняется стартовым битом и 2 стоповыми битами. Иногда дополняется битом четности.

• Синхронные. В данном режиме данные передаются одним потоком байт за байтом. Стартовые и стоповые биты отсутствуют.

• Синхронно-ассинхронные.

По реализации протоколов:

Порт интерфейса ООД-АПД ( ПК – модем ) обеспечивает взаимодействие с ООД ( ПК ). Если модем внутренний, то вместо этого интерфейса используется внутренняя компьютерная шина PCI или ISA.

Порт канального интерфейса обеспечивает согласование электрических параметров с используемым каналом связи. Канал может быть аналоговым или цифровым с 2-х или 4-х проводным окончание.

Универсальный процессор выполняет функции управления взаимодействием с ООД и схемами индикации состояния модема. Именно он выполняет, посылаемые с ПК , АТ-команды и управляет режимами работы остальных составных частей модема. Может реализовывать операции компрессии и декомпрессии передаваемых данных.

Интеллектуальные возможности модема определяются в основном типом используемого универсального процессора и микропрограммой управления модемом, хранящейся в ПЗУ. Путем замены или перепрограммирования ПЗУ можно существенно улучшить свойства модема, т.е. произвести его модернизацию. Это может обеспечить поддержку новых протоколов и сервисных функций.

Схема ППЗУ позволяет сохранять установки модема в профилях ( профайлах ) на время его выключения. Параметры конфигурации модема хранятся в ППЗУ ( активный профиль), ПЗУ ( заводская ), в ОЗУ ( текущая конфигурация ). Выбор любого профиля производится по командам от ПК. Память ОЗУ интенсивно используется и для временного хранения данных и промежуточных вычислений, производимых как универсальным, так и цифровым сигнальным процессорами.

На сигнальный процессор возлагаются задачи по реализации основных функций протоколов модуляции ( линейное кодирование, скремблирование и т.д. ) за исключением собственно операций модуляции и демодуляции. Они выполняются модемным процессором.

Основные функции:

• Осуществляет преобразование последовательных цифровых сигналов в аналоговый и наоборот.

• Защита от ошибок.

• Сжатие данных, что позволило радикально увеличить скорость передачи и достоверность ( код Хафмена, метод Шеннона-Фано ). Сжатие данных выполняется путем обнаружения и частичного устранения избыточности информации во входном потоке передающего модема, после чего закодированные блоки данных уменьшенного размера направляются принимающему модему, который восстанавливает их исходный вид.

• Адаптивная коррекция.

• Эхо-компенсация. На телефонных каналах присутствуют участки перехода с 2-х проводной части канала на 4-х проводную и наоборот. Переход идет через дифференциальную систему, которая не является идеальной. Поэтому присутствуют токи обратной связи и как следствие эхо-сигналы, поступающие на вход модема. Для борьбы с этим явлением модемы используют функцию эхо-компенсации.

• Сверточное кодирование и декодирование.

• Полное самотестирование модема.

• Распознавание идентификатора звонящего.

• Автоматический дозвон.

• Процесс передачи информации с одновременным наблюдением за целостностью коммутируемого канала.

• Автоматическая инициализация модема.

Помимо основных функций в современных модемах реализованы дополнительно интеллектуальные возможности, которые рассмотрены далее в ответе на вопрос 46.

По рекомендациям МККТТ, передача данных и их преобразования в модемах выполняются в соответствии принятыми протоколами.

Протокол передачи данных – это совокупность правил, регламентирующих формат данных и процедуры их передачи в канале связи.

Протоколы передачи по телефонным каналам связи:

V 21 – асинхронный режим, частотная модуляция, максимальная скорость 300 бит/с. Предназначен для факсимильной передачи данных.

V 22 – дуплексный , асинхронно-синхронный режим, относительная фазовая модуляция, максимальная скорость 1200 бит/с, есть скремблирование.

V 22bis – дуплексный , используется квадратурно-амплитудная модуляция, максимальная скорость 2400 бит/с.

V 32 – асинхронно-синхроннй режим, квадратурно – амплитудная модуляция, максимальная скорость 9600 бит/с, наличие скремблирования и эхо-компенсации.

V 32 bis – асинхронно-синхроннй режим, квадратурно – амплитудная модуляция, максимальная скорость 14400 бит/с, наличие скремблирования и эхо-компенсации, автоматическая подстройка скорости передачи.

V 34,V 34bis – максимальная скорость 28800, 33600 бит/с, 256 кратная квадратурно – амплитудная модуляция. Имеет новые методы коррекции ошибок, кодирование данных, управление уровнем сигнала и т.д.

V 90 – протокол 1998 года. «Полуцифровой» скоростной протол. Квадратурно – амплитудная модуляция, максимальная скорость 56000 бит/с.

Протоколы факсмодемов:

V17 – 2х провдный, максимальная скорость 14400 бит/с, подстройка с меньшей скорости, м128 кратная фазовая модуляция, решетчатое кодирование или кодирование со сверточным кодом.

V27bis – для выделенных телефонных и факсимильных каналов, максимальная скорость 4800 бит/с.

V29 – для 4х проводного канала, максимальная скорость 9600 бит/с, синхронный режим.

Протоколы широкополосных модемов:

V 35 – для передачи газетных полос по фототелеграфу. Максимальная скорость передачи 48000 бит/с, ширина канала 60-108 кГц.

V36 – Максимальная скорость передачи 72000 бит/с, ширина канала 60-108 кГц.

V37 – Максимальная скорость передачи более 72000 бит/с, ширина канала 60-108 кГц.

Протоколы коррекции ошибок и сжатия данных:

Практически все протоколы коррекции ошибок основаны на повторении передачи ошибочного блока по запросу от принимающего модема. Каждый блок снабжается контрольной суммой, которая проверяется на приеме и блок не отдается потребителю до тех пор, пока не будет принят в правильном виде. Наиболее распространены протоколы MNP – аппаратные протоколы коррекции ошибок и сжатия данных. Из них MNP 4 включая более поздний V42. Для сжатия данных наиболее распространены протоколы MNP5 и V 42bis. Сжатие данных в 2-4 раза.

Протоколы передачи данных:

ASCIT – без коррекции ошибок, поэтому используется на коротких линиях.

X–MODEM – наиболее распространен. Имеет 3 варианта. В последнем варианте если передача идет без ошибок, то размер пакета автоматически увеличивается до 1024 байт. При увеличении числа ошибок размер пакета уменьшается.

Y–MODEM – для использования с модемами, которые автоматически осуществляют коррекцию ошибок на аппаратном уровне.

Z–MODEM – это быстрый протокол передачи данных. Не требует писать полный путь передаваемого файла. Имеется автоматическая постройка размеров пакета.

studfile.net

Модуляция сигналов в РЭС передачи информации — Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 16:21, 14 ноября 2016.

Модуляция сигналов

Общие сведения

Для передачи информации находят применение различные виды модуляции гармонических колебаний: амплитудная (AM), частотная (ЧМ), фазовая модуляция (манипуляция) (ФМ), относительная фазовая манипуляция (ОФМ), а также методы многократной, в основном двукратной частотной (ДЧМ), двукратной относительной фазовой модуляции (ДОФМ). Возможны комбинированные методы модуляции, когда одновременно модулируется несколько параметров сигнала (амплитуда, частота, фаза). В результате получают амплитудно-фазовую (АФМ), частотно-фазовую (ЧФМ) и другие виды модуляции (манипуляции), позволяющие существенно повысить пропускную способность канала передачи двоичных сигналов.

В многоканальных системах связи с временным уплотнением находят применение такие виды импульсной модуляции, как амплитудно-импульсная (АИМ), фазо-импульсная (ФИМ), широтно-импульсная (ШИМ) и кодово-импульсная (КИМ).

В радиосвязи и многоканальных системах связи иногда воздействуют на какой-либо параметр напряжения передатчика (амплитуду, частоту) сигналом с определенным видом модуляции. В результате получают разновидности многоступенчатой модуляции AM—AM, AM—ЧМ и др.

Использование широкополосных сигналов в системах передачи информации

Наибольшее распространение из широкополосных сигналов получили псевдослучайные фазоманипулированные последовательности. Символам “1” и “0” соответствуют кодовые комбинации длиной I{\displaystyle I}, равной базе сигнала. При когерентном суммировании всех элементов этих кодовых комбинаций отношение сигнал-помеха по мощности увеличивается в I{\displaystyle I} раз. Псевдослучайные последовательности формируются с помощью регистров с обратной связью. Возможно, использование частотно манипулированных сигналов. Распространено применение сложных видов кодирования информации.

Радиолинии с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ)

Использование ППРЧ в радиолиниях:

• существенно затрудняет радиоперехват и дезинформацию;
• повышает помехозащищенность от прицельных радиопомех. Широко используется в войсковых радиостанциях, УКВ диапазона в частности.

Режимы согласованной между собой перестройки приемников и передатчиков задаются генераторами псевдослучайных последовательностей (ПСП), например М-последовательностей. Генераторы ПСП системы взаимодействующих радиостанций периодически перезапускаются и перезагружаются начальными последовательностями, что обеспечивает синхронизацию и повышает скрытность переключения частот. Номера частот определяются при этом генераторами ПСП и так называемыми ключами. Необходимая ключевая информация в виде данных о наборе разрешенных частот и исходных временных параметров вводится заранее оператором либо по радиоканалу.

Ускорение процесса перестройки может понизить качество передачи информации, замедление — понизить скрытность. В качестве компромисса проводится обычно 80…200 переключений в секунду. Чтобы избежать искажения информации, на краях интервала между перестройками (примерно по 10% от этого интервала) информацию не передают. Тогда в оставшейся части интервала ее передают ускоренно.

Сравнительный анализ различных видов модуляции

Показатели верности приема сообщений

При передаче непрерывных сообщений в системах связи для оценки верности используют отношение мощностей сигнала Pc{\displaystyle P_{c}} и шума Pw{\displaystyle P_{w}} на выходе приемника (Pc/Pw)vih{\displaystyle (P_{c}/P_{w})_{vih}}. Для практических расчетов при анализе непрерывных видов модуляции используют коэффициент выигрыша (выигрыш) системы модуляции, определяемый отношением

g=(Pc/Pw)vih/(Pc/Pw)vh{\displaystyle g=(P_{c}/P_{w})_{vih}/(P_{c}/P_{w})_{vh}}

Кроме этого, для характеристики систем используют: квадрат относительной ошибки передачи (фильтрации), представляющий собой отношение дисперсии оценки сигнала к среднеквадратичному значению случайного сообщения; вероятность ошибки передачи дискретного сообщения.

Сравнение систем модуляции по величине выигрыша

Предельное значение выигрыша g{\displaystyle g} при AM равно 1. При использовании AM без несущей,но с двумя боковыми полосами (AM ДБП) g<2{\displaystyle g<2}. Аналогичные результаты получаются и в случае использования AM с одной боковой полосой (AM ОБП).

При фазовой модуляции величина выигрыша может значительно превосходить единицу. Частотная модуляция с определенной девиацией частоты также обеспечивает выигрыш значительно больший единицы. Однако в обоих случаях необходимо увеличивать полосу пропускания приемника и выигрыш может быть достигнут только при малом уровне помех. При большом уровне помех наблюдается пороговый эффект, приводящий к подавлению слабого сигнала. С увеличением индекса модуляции порог возрастает.

При ФИМ выигрыш можно увеличить, уменьшая длительность импульса Tu{\displaystyle T_{u}}, но с уменьшением ее возрастает порог. При КИМ—ФМ можно добиться значительного выигрыша, также связанного с возрастанием порога.

Ошибки передачи

(Сравнение по квадрату относительной ошибки передачи непрерывного сообщения и по вероятности ошибки передачи дискретного сообщения.)

Ошибки передачи непрерывного сообщения при AM снижаются с увеличением коэффициента модуляции. Двухполосная AM без несущей имеет преимущества перед двухполосной с несущей и однополосной Рис. 1. Зависимости вероятности ошибки модуляцией. При фазовой модуляции ошибки фильтрации уменьшаются с повышением стабильности генераторов и возрастанием отношения сигнал-помеха. При частотной модуляции они уменьшаются с возрастанием индекса модуляции mch{\displaystyle m_{ch}} и стабилизацией частоты генераторов. Однако при возрастании mch{\displaystyle m_{ch}} возрастает ширина спектра сигнала!

Поэтому mch{\displaystyle m_{ch}} выбирают, исходя из совокупных требований точности фильтрации и допустимой ширины спектра сигнала.

Ошибки передачи при АИМ снижаются с уменьшением периода следования импульсов. От флюктуации^[1] фазы сигнала ошибки не зависят. При ШИМ точность фильтрации улучшается с уменьшением периода следования импульсов, с повышением степени прямоугольности импульсов. При ФИМ ошибки фильтрации тем менее, чем меньше длительность фронта импульса и больше период их следования.

Наибольшей точностью передачи обладает ФИМ. Преимущество этого вида модуляции тем выше, чем больше скважность импульсов и чем эти импульсы ближе к прямоугольным. АИМ обладает сравнительно низкой помехоустойчивостью и применяется преимущественно в качестве промежуточного вида модуляции. По помехоустойчивости ШИМ занимает промежуточное положение. Применяется в многоканальных линиях телеуправления, а также в виде промежуточного вида модуляции в системах связи. Обладая высокой помехоустойчивостью, ФИМ наиболее широко применяется в линиях телеуправления и радиорелейных линиях с временным разделением каналов.

По вероятности ошибки передачи дискретного сообщения наибольшей помехо-устойчивостью из всех видов модуляции обладает КИМ—ФМ. Зависимости вероятности ошибки при передаче элемента КИМ от отношения сигнал-шум для различных видов манипуляции поднесущего колебания приведены на рис.13.1. Они построены по формулам и показывают, что наименьшая вероятность ошибки достигается при использовании ФМ, к ней приближаются вероятности ошибок при некоторых других видах манипуляции.

Помехоустойчивое кодирование дополнительно снижает вероятности ошибок при цифровой связи с КИМ до 10−7…10−11{\displaystyle 10^{-7}…10^{-11}}. Аналоговые же системы связи обеспечивают вероятности ошибок 10−3…10−4{\displaystyle 10^{-3}…10^{-4}}

АМ(Амплитудная модуляция)

Амплитудная модуляция – вид модуляции, при которой изменяемым параметром несущего сигнала является его амплитуда.

Передаваемый сигнал при AM

Передаваемый сигнал при амплитудной модуляции обычно имеет вид:

u(t)=Um[1+maA(t)]cos⁡(2πf0t+φ){\displaystyle u(t)=U_{m}[1+m_{a}A(t)]\cos(2{\pi }f_{0}t+{\varphi })\,\!} (1){\displaystyle \quad \quad {\color {Maroon}(1)}}

где

Um{\displaystyle U_{m}\,\!}— амплитуда несущего колебания;

ma=ΔU/Um,{\displaystyle m_{a}={\Delta }U/U_{m},\!} — индекс модуляции;

ΔU{\displaystyle {\Delta }U\,\!} — максимально возможное приращение амплитуды;

A(t){\displaystyle A(t)\,\!} — модулирующая функция (|A|<1){\displaystyle (|{\mathrm {A} }|<1)\,\!};

f0{\displaystyle f_{0}\,\!} и φ{\displaystyle \varphi \,\!}— частота и фаза несущего колебания.

Передача “1” обеспечивается генерированием единичного элемента переменного тока

u1(t)=Umcos(2πf0t+φ){\displaystyle u_{1}(t)=U_{m}cos(2{\pi }f_{0}t+{\varphi })\,\!}

длительности Tc{\displaystyle T_{c}\,\!}, передача “0” соответствует паузе

u0(t)=0{\displaystyle u_{0}(t)=0\,\!}

Если функция A(t){\displaystyle A(t)\,\!} является наложением колебаний дискретных частот Fi(i=1,2,…){\displaystyle F_{i}(i=1,2,…)\,\!}, то спектр модулированного колебания (1) содержит колебания несущей f0{\displaystyle f_{0}\,\!} и боковых частот f0±Fi{\displaystyle f_{0}\pm F_{i}\,\!}. При сплошном спектре модулирующих колебаний A(t){\displaystyle A(t)\,\!} спектр модулированного колебания (4.1) включает колебания несущей частоты f0{\displaystyle f_{0}\,\!}, нижнюю

f0−Fmax<f<f0−Fmin{\displaystyle f_{0}-F_{max}<f<f_{0}-F_{min}\,\!} Рис. 1. Структурная схема модема амплитудной модуляции

и верхнюю

f0+Fmin<f<f0+Fmax{\displaystyle f_{0}+F_{min}<f<f_{0}+F_{max}\,\!}

боковые полосы частот.

Структурная схема модема

Структурная схема приведена на рис. 1.

Устройство преобразования сигналов (УПС) передатчика содержит генератор (Г) колебаний несущей частоты, амплитудный модулятор (AM) и полосовой фильтр (ПФ), ограничивающий спектр передаваемого сигнала. Устройство преобразования УПС приемника наряду с ПФ содержит амплитудный детектор (АД), фильтр нижних частот (ФНЧ) и пороговое устройство (ПУ).

При цифровом приеме на выходе ПУ формируется “1”, если выходное напряжение детектора превышает некоторый пороговый уровень u{\displaystyle u\,\!} и “0”, если оно ниже уровня u{\displaystyle u\,\!}.

ЧМ (Частотная модуляция)

Частотная модуляция — вид аналоговой модуляции, при котором информационный сигнал управляет частотой несущего колебания. По сравнению с амплитудной модуляцией здесь амплитуда остаётся постоянной.

Передаваемый сигнал при ЧМ

Передаваемый сигнал при частотной модуляции имеет вид:

u(t)=Umcos(2π[f0t+Δfm(t)]){\displaystyle u(t)=U_{m}{\cos }({2{\pi }[f_{0}t+{\Delta }f_{m}(t)]})\,\!}

где

Δfm{\displaystyle {\Delta }f_{m}\,\!} — девиация частоты;

0(t)=∫A(s)ds{\displaystyle 0(t)=\int A(s)ds\,\!} — изменяющийся во времени индекс частотной модуляции.

В случае манипуляции символам «1» и «0» соответствуют напряжения

u1(t)=Umcos⁡(2πf1t){\displaystyle u_{1}(t)=U_{m}\cos(2{\pi }f_{1}t)} и u0(t)=Umcos(2πf0t){\displaystyle u_{0}(t)=U_{m}cos(2{\pi }f_{0}t)\,\!}

Разность частот f1−f0=Fp{\displaystyle f_{1}-f_{0}=F_{p}\,\!} называют разносом частот, ее половину Fp/2=Fd{\displaystyle F_{p}/2=F_{d}\,\!} — девиацией частоты. Отношение девиации к основной частоте манипуляции Fb/Fm=mN{\displaystyle F_{b}/F_{m}=m_{N}\,\!} называют индексом частотной манипуляции. Обычно Fd≪f0{\displaystyle F_{d}\ll f_{0}\,\!}.Способ манипуляции с разрывом фазы. Предполагает наличие двух задающих генераторов, с частотами f1{\displaystyle f_{1}\,\!} и f0{\displaystyle f_{0}\,\!}, коммутируемых в соответствии с видом передаваемых посылок. В моменты переключения возникают резкие скачки фазы, приводящие к нежелательному расширению эффективной ширины спектра сигнала.

Способ манипуляции без разрыва фазы. Предусматривает наличие одного задающего генератора. Частотная манипуляция осуществляется путем изменения параметра (емкости) контура. Спектр сигнала сужается. Удается передавать около 0,4 бит/с на 1 Гц полосы частот.

Рис. 1. Структурная схема модема частотной модуляции

Частотная манипуляция с минимальным сдвигом фазы

Это разновидность частотной манипуляции без разрыва фазы, в которой обеспечивается сужение спектра передаваемых частот за счет ограничения изменения начальной фазы за время длительности посылки величиной π/2{\displaystyle {\pi }/2\,\!}. Главный лепесток огибающей спектра включает при этом 99,5% мощности сигнала.

Структурная схема модема

Структурная схема модема представлена на рис. 1. В устройстве преобразования сигналов (УПС) передатчика содержится генератор (Г) колебаний несущей частоты, частотный манипулятор (ЧМ) и полосовой фильтр (ПФ). Под действием модулирующего напряжения осуществляется изменение реактивного параметра контура (емкости), а значит и частоты выходного напряжения.

В УПС приемника содержится входной полосовой фильтр (ПФ), ограничитель амплитуды ОГР, частотный детектор(дискриминатор) и выходной фильтр нижних частот ФНЧ.

ФМ (Фазовая модуляция)

Фазовая модуляция – один из видов модуляции, при которой фаза несущего колебания управляется информационным сигналом.

Передаваемый сигнал при ФМ

Передаваемый сигнал при фазовой модуляции имеет вид:

u(t)=Umcos⁡[2πf0t+mfA(0)]{\displaystyle u(t)=U_{m}\cos[2{\pi }f_{0}t+m_{f}A(0)]\,\!}

где mf{\displaystyle m_{f}\,\!} — индекс фазовой модуляции.

В случае манипуляции элементам “0” и “1” соответствуют двоичные сигналы

Uj(t)=Umcos⁡(2πf0t)=Umcos⁡(2πf0t+π){\displaystyle U_{j}(t)=U_{m}\cos(2{\pi }f_{0}t)=U_{m}\cos(2{\pi }f_{0}t+{\pi })\,\!} Рис. 1. Структурная схема модема фазовой модуляции

Спектр двоичных ФМ сигналов практически отличается от спектра AM сигналов лишь тем, что у него подавлены колебания несущей частоты. Степень подавления зависит от характера функции A(t){\displaystyle A(t)\,\!}. В современных системах передачи данных с ФМ удается передавать 0,9 бит/с на 1 Гц полосы частот.

Структурная схема модема

В УПС передатчика содержится генератор (Г) колебаний несущей частоты f0{\displaystyle f_{0}\,\!}, фазовый манипулятор (ФМ) и входной полосовой фильтр (ПФ). В зависимости от характеристик выходного фильтра возможно формирование фазоманипулированных колебаний, содержащих обе боковые полосы, с одной боковой полосой, с частичным подавлением одной боковой полосы. В УПС приемника содержится входной полосовой фильтр (ПФ), ограничитель амплитуды (ОГР), фазовый детектор (ФД), устройство формирования опорного напряжения (УФОН), выходной фильтр нижних частот (ФНЧ), выход-устройство (ВУ). На выходе фазового детектора создается напряжение, пропорциональное модулирующей функции. Его опорное напряжение формируют из принимаемого сигнала путем умножения и последующего деления частоты в два раза.

При приеме цифрового сигнала опорное напряжение имеет два устойчивых состояния фазы со сдвигом на 180°. Это приводит к возможности «обратной работы», при которой “1” фиксируется как “0” и наоборот. Поэтому часто предусматривают устройства обнаружения «обратной работы». Такая возможность имеется при использовании помехоустойчивых кодов.

РФМ (Относительная фазовая манипуляция)

При относительной фазовой модуляции в зависимости от значения информационного элемента изменяется только фаза сигнала при неизменной амплитуде и частоте. Причем каждому информационному биту ставится в соответствие не абсолютное значение фазы, а ее изменение относительно предыдущего значения.

Сущность однократной ОФМ

Фаза передаваемого элемента несущего колебания:

• задается такой же, что и у предыдущего элемента при передаче “0”
• изменяется по отношению к нему на 180° при передаче “1”

Структурная схема модема

Рис. 1. Структурная схема модема относительной фазовой манипуляции

Дополнительно к элементам, показанным на рис.1, УПС передатчика содержит кодирующее устройство (обычно триггер со счетным входом). В УПС приемника имеется дифференцирующая цепь ДЦ и выпрямитель. Эпюры напряжений при формировании и приеме сообщения 11011 показаны на рис.5.2. При поступлении на вход кодирующего устройства импульса “1” (эпюра 1) полярность его выходного напряжения меняется (эпюра 2), что вызывает изменение фазы напряжения на выходе фазового манипулятора (ФМ) на 180°(эпюра 3). На приемной стороне проводится обратное преобразование (эпюры 4, 5, 6). Декодирование осуществляют путем сравнения полярностей i-гo и (i-1)-го детектированных элементов, отображающих соотношение фаз колебаний: если они совпадают, считается принятым элемент “0”, если нет — элемент “1”. Устройство, выявляющее наличие либо отсутствие перемены полярности, состоит из дифференцирующей цепи и выпрямителя. Скачок фазы опорного напряжения (точка “а” на эпюре 7) приводит лишь к одиночной ошибке (эпюры 5″, 6″).

Рис. 2. Эпюры напряжений при формировании и приеме сообщения 11011

Многократные методы манипуляции

При многократном методе манипуляции модулируемый параметр (например, амплитуда, частота, фаза) принимает не два (как при однократной модуляции), а большее число различных значений. Каждая передаваемая посылка переносит в результате большее количество информации, чем при однократной манипуляции.

Двукратная частотная манипуляция (ДЧМ)

Является простейшим видом многократной манипуляции. Модулируемый параметр (частота передатчика) принимает четыре значения: f1,f2,f3,f4{\displaystyle f_{1},f_{2},f_{3},f_{4}\,\!}. Модуляционные коды приведены в таблице №1. Она составлена применительно к передаче кодовых комбинаций двоичного кода. Элементами 1 и 2-го каналов являются соответственно нечетные и четные разряды передаваемых кодовых комбинаций. В многоканальных системах связи — это сигналы различных абонентов.

Таблица №1. Модуляционные коды 1-ый подканал (нечетные разряды) 2-ый подканал (четные разряды) Частота 0 0 f1 {\displaystyle f_{1}~\,\!} 0 1 f2 {\displaystyle f_{2}~\,\!} 1 1 f3 {\displaystyle f_{3}~\,\!} 1 0 f4 {\displaystyle f_{4}~\,\!}

Для формирования ДЧМ сигналов необходимо разделить передаваемую кодовую комбинацию на последовательности нечетных и четных разрядов. В зависимости от содержания каждой такой пары разрядов формируются управляющие сигналы изменения частоты передатчика. Принятые колебания через полосовые фильтры, каждый из которых настроен на одну из частот f1,f2,f3{\displaystyle f_{1},f_{2},f_{3}} и f4{\displaystyle f_{4}\,\!}, поступают на соответствующие амплитудные детекторы. С выхода детектора сигналы выдаются в декодирующее устройство, которое формирует пару двоичных разрядов, соответствующих частоте принятого сигнала.

Двукратная относительная фазовая манипуляция (ДОФМ)

Каждому сочетанию значений двух соседних (нечетных и четных) разрядов передаваемой кодовой комбинации ставится в соответствие одно из четырех возможных значений разности фаз соседних посылок. В таблице №2 приведены два наиболее употребительных варианта модуляционного кода.

Таблица №2. Наиболее употребительные варианты модуляционного кода 1-ый подканал (нечетные разряды) 2-ый подканал (четные разряды) Величина скачка фазы несущей 1-ый вариант 2-ой вариант 0 0 0° 45° 0 1 90° 135° 1 1 180° 225° 1 0 270° 315°

Первый вариант несколько проще в реализации, но при длительной передаче нулей затрудняет выделение колебаний тактовой частоты, необходимых для синхронизации.

Структурная схема модема при ДОФМ

Рис. 1. Структурная схема модема при ДОФМ

Устройство формирования (УФ) передатчика (ДОУФ) осуществляет разделение последовательности нечетных и четных разрядов кодовых комбинаций, поступающих от источника информации на два подканала. Шифратор анализирует содержание соседних нечетных и четных разрядов и формирует управляющие сигналы изменения фазы несущего колебания в соответствии с модуляционным кодом. Фазовые модуляторы (ФМ) реализуют с помощью делителей частоты на триггерах. При когерентном приеме ДОФМ сигналов и первом варианте модуляционного кода формирование опорного напряжения ион осуществляется устройством, в котором применяется учетверение частоты принимаемого сигнала и последующее деление частоты полученного колебания на четыре. Для определения содержания (00, 01, 10 или 11) принятой посылки учитывается знак напряжения (фаза) предыдущей посылки, записанный в запоминающем устройстве.

Метод ДОФМ со сдвигом (ДОФМС)

Разработан с целью экономии ширины полосы пропускания канала. При использовании этого метода получают два сигнала с ОФМ. Сдвигают их на половину длительности одиночной посылки и суммируют. Возможные скачки суммарного колебания ограничиваются ±π/2{\displaystyle \pm {\pi }/2\,\!}

ru.bmstu.wiki