Coala

14

ModCoalaN.Docum.SemnaturaData

1.1 Manipulatia QPSK Quadrature Phase Shift Keying

Desenul 1. Constelatia semnalelelor BPSK si QPSK .

Desenul 2. Diagrama polara manipulatiei QPSK

In fiecare pozitie sunt transmise 2 biti de inormatie utila.Continutul bitilor este alcatuit in asa mod , ca sa permita de avea o sigura greseala de bit in cazul greselii la receptie. Modulatia de tip QPSK prezinta un caz particular modulatiei QAM, cand amplituda semnalului este constanta, dar se schimba numai faza semnalului. In literatura tehnica mai putem intilni denumiri QAM-4 sau 4- PSK. Constelatia semnalului QPSK este prezentata pe plan de 4 puncte, amplasate la aceleasi distante intre ele, pe un cerc. In QPSK un symbol este prezentat de 2 bit, dar multimii valorilor semnalului informational {00,01,10,11} i se pune in corespondenta setul de schimbari a fazei (225gr., 135gr., 315gr,45 gr.) . Viteza de transmitere a simbolului se calculeaza dupa formula, unde Br este viteza de transmitere informatiei. In comparatie cu capacitatile BPSK , manipulatia QPSK permite de a majora de 2ori viteza avind aceasi banda , s-au de a micsora de 2ori banda semnalului lasind viteza nescimbata. Din punctul de vedere matematic semnaluil QPSK este un vector cu centrul in axa de coordinate, raza cercului este egala cu 1.Totodata pentru simplifacarea analizei caracteristicilor QPSK, il putem considera ca doua frecvente purtatoare modulate independent, avind ungiul intre ele egal cu 90 gr. Codarea se efectuatiaza prin urmatoare metoda fluxul informational este impartit in bitii pari si impair. Bitii pari(impair) sunt utilizate pentru modulrea componentei sinfaze I(t) , dar impare(pare) - al celei din quadratura Q(t). Sau vorbind cu alte cuvinte, doi biti vecini, mergind in serie unul dupa altul, sunt codati unul cu I(t) componenta dar altul cu Q(t). Faptul dat este demonstrat pe oscilogramele desenului 3 pentru un flux informational 1100101101100001.

Desenul 3. Principiul functionarii QPSK.Pe oscolograma de sus se vede ca fluxul de date este impartit in perechi, si fiecare pereche reprezita un punct pe constelatia QPSK. , cand bitul par este egel cu 1, si cand bitul par este egal cu 0. Analogic este construit si canalul de qudratura dar numai folosind bitii impairi. Lungimea unui simbol este de doua ori mai mare lungimii unui bit informational initial. Reiesind din faptul ca QPSK este aplicata pentru ambele componente , ele pot fi detectate independent una de alt. Un dispozitiv care realizaza asa functie este aratat pe desenul 4.

Desenul 4: Dispozitivul de codare a componentelor sinfaze si cuadro in baza constelatiei QPSK .Avand la intrare o pereche de biti , in limita duratei acestei perechi, la iesire obtinem constante I(t) si Q(t), valorile carora depind de informatie transmisa. 1.2 Shema functionala a QPSK modulatorului

Shema functionala a unui QPSK modulator universal este prezentata pe desenul 4.

Desenul 5: Shema functionala modulatorului QPSK uviversal.

Semnalul la iesirea modulatorului poate fi prezentat in urmatoare forma:

(1)

Unde si , sunt partile reala si imaginara liniei de difractie al frecventei purtatoare QPSK semnalului.Daca notam difractia complexa prin ,Atunci linia de deviere frecventei purtatoare poate fi scrisa in urmatoare forma complexa :

(2)

Din forma complexa putem diviza difractia fazei : .(3)

Forma devierii fazei pentru fluxul de biti 1100101101100001 este demonstrat in Fig.6. .

Desenul 6. Devierea fazei semnalului QPSK Linia de Devierea amplitudinii semnalului tot poate fi obtinuta din :

(4)

Este marcant faptul ca , devierea amplitudinii este constanta si egala cu 1, cu exceptia momentelor cand se produce scimbarea fazei, si se efectiaza treceria la un alt punct al constelatiei.

Exemplul oscilogramei QPSK pentru cazul cand viteza de transmitere a informatiei si frecventa purtatoare 20 , avind la intrare fluxul de biti 1100101101100001 este remonstrat pe figura 7.

Desenul 7. Forma amplituninii semnaluilui QPSK

Din desen putem observa, ca faza oscilatiei purtatoare poate avea patru valori: radian. Faza urmatorului symbol poate ramane neschimbata,s-au se shimba cu s-au radian. Cu viteza de transmitere a informatiei , vom avae viteza de simbol , si durata unui simbol , acea ce clar se observa pe oscilograma.

Pe desenul 8 este demonstrat spectrul BPSK si spectrul QPSK semnalelor avind si frecventa purtatoare 100 . Putem observa, ca latimea bandei semnallui QPSK e de 2 ori mai mica decat al semnaluilui BPSK avind aceiasi viteza de transmisie. Acest fapt se explica prin aceia ca viteza simbolulillor semnaluilui QPSK e de 2 ori mai mica vitezei de transmitere informatiei , atunci cand viteza simbolulillor BPSK sunt egale cu viteza de transmitere informatiei. Nivelurile componentelor QPSK si BPSK sunt egale.

Desenul 8. Spectrul BPSK si spectrul QPSK semnalelor avind 1.2 Formarea spectrului semnalului QPSK cu ajutorul filtrului lui Naicvist . BPSK 1 / 1 . , 0.5 /c 1 . QPSK , 0.5 1 , 1 / 1 . , :

(5)

8 .

QPSK . . NRZ. 2.

2. QPSK NRZ

, 2 . , I Q. .

3.

3. QPSK, NRZ

, , , . . QPSK, 4.

4. QPSK

, , 17, - (). , , , . .

5.

5. Q QPSK

, . Q, 6.

6. Q

, . , , .

, QPSK, . , 5 6, 7.

7 QPSK c = 0.6

QPSK QPSK . , 6 7, 8. , .

8. QPSK c = 0.6

5 ... 8 a = 0.6. 6 7 . , .

9 QPSK c = 0.6

, , , . , .

MSK , . , . MSK . .

bibliografie:1. A. Mateescu si colectiv, Transmisiuni de date.Editura Tehnica, Bucureti, 1984. 2 .A. Mateescu, Semnale, circuite, sisteme.Editura Didactica si Pedagogica, Bucureti, 1981. 3.A. Mateescu, Semnale i circuite de telecomunicaii Editura Didactica si Pedagogica, Bucureti, 1979.4. E. Nicolau (coordonator), Manualul inginerului electronist, voi. 3. Editura Tehnic, Bucureti, 1989.Resursele web:http://www.mathworks.com/help/toolbox/instrument/brbv41k-1.html

ModCoalaN.DocumSemnaturaData

A elaboratPSKLiteraCoalaColi

A verificat1

UTM