tài liệu giáo trình chuyên về thông tin di động đầy đủ cho các bạn tham khảo tài liệu giáo trình chuyên về thông tin di động đầy đủ cho các bạn tham khảo tài liệu giáo trình chuyên về thông tin di động đầy đủ cho các bạn tham khảo
Trang 15.2 Các nguyên tắc điều chế băng thông
Nguyên tắc cơ bản của điều chế kỹ thuật số vượt qua gần là mã hóa một luồng bit thông tin vào một tín hiệu sóng mang mà sau đó được truyền qua kênh truyền thông Giải điều chế là quá trình trích xuất bit thông tin này Dòng từ tín hiệu nhận được Sự tham nhũng của tín hiệu truyền qua kênh có thể dẫn đến lỗi bit trong quá trình giải điều chế Mục đích của điều chế là gửi bit ở tốc độ dữ liệu cao trong khi giảm thiểu xác suất dữ liệu tham nhũng Nói chung, các tín hiệu sóng mang điều biến mã hoá thông tin trong biên độ α (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t), tần số f (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t), hoặc pha θ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) của một tín hiệu sóng mang Do đó, tín hiệu điều biến có thể được biểu diễn dưới dạng:
s(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) = α(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) cos[2π(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín fc + f(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t))t + θ(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) + φ0] = ] = α(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) cos(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2πfct + φ(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) + φ0] = ),
(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 5.48) Trong đó φ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) = 2πf (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) t + θ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) và φ0] = là độ lệch pha của sóng mang Biểu diễn này kết hợp tần số và điều chế pha vào điều chế góc
Chúng ta có thể viết lại phía bên tay phải của hình (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 5.48) về đồng pha và vuông góc của nó thành phần như sau:
s(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) = α(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) cos φ(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) cos(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2πfct) − α(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) sin φ(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) sin(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2πfct) = sI (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) cos(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2πfct) − sQ(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) sin(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2πfct), (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 5.49)
Trong đó sI (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) = α (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) cos φ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) được gọi là thành phần trong pha của s (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) và sQ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t)
= α (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) sin φ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) được gọi là thành phần cầu phương Chúng ta cũng có thể viết s (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) trong biểu diễn baseband phức tạp của nó như sau:
s(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) = {u(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t)ej(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2πfct)}, (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 5.50] = ) Trong đó u (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) = sI (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) + jsQ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) Sự trình bày này, mô tả chi tiết hơn trong Phụ lục
A, rất hữu ích vì người nhận thường xử lý các thành phần tín hiệu trong pha và cầu phương riêng
5.3 Biên độ và điều chế pha
Trong điều chế biên độ và pha, dòng bit thông tin được mã hóa trong biên độ và / hoặc pha của tín hiệu truyền Cụ thể, qua khoảng thời gian của Ts, các bit K = log2
M được mã hoá vào biên độ và / hoặc pha của tín hiệu truyền đi s (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t), 0] = ≤ t <Ts Tín hiệu truyền qua thời kỳ này s (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) = sI (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) cos (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2πfct) sQ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) sin (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2πfct) có thể được viết dưới dạng đại diện không gian tín hiệu của nó như là s (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) = si1φ1 (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) + si2φ2 T) với các hàm cơ bản φ1 (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) = g (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) cos (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2πfct + φ0] = ) và φ2 (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) = -g (t) sin (2g (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) sin (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2πfct + φ0] = ), trong đó g (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) là một xung định hình Để gửi thông điệp thứ i qua khoảng thời gian [kT, (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín k + 1) T), chúng ta thiết lập sI (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) = si1g (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) và sQ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) = si2g (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) Các thành phần tín hiệu giai đoạn cơ sở và cầu phương này là tín hiệu căn cứ gần có đặc tính quang phổ được xác định bởi hình dạng xung (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín g) Cụ thể, băng thông B
Trang 2bằng băng thông của g (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t), và tín hiệu truyền đi s (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) là tín hiệu passband với tần số trung tâm fc và băng thông băng thông 2B Trong thực tế chúng ta lấy B = Kg / Ts, trong đó Kg phụ thuộc vào hình dạng xung: đối với các xung hình chữ nhật Kg
= 5 và cho các xung cosine tăng lên 5 ≤ Kg ≤ 1, như đã thảo luận trong Phần 5.5 Như vậy, đối với các xung hình chữ nhật, băng thông của g (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) là 5 / Ts và băng thông của s (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) là 1 / Ts Vì hình dạng xung g (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) được cố định, chòm sao tín hiệu cho biên độ và điều chế pha được xác định dựa trên điểm chòm sao: (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín si1, si2) ∈ R2, i = 1, , M Biểu diễn dãy băng tần phức tạp của s (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) là:
Trong đó x (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) = sI (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) + jsQ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) = (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín si1 + jsi2) g (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) Chòm sao si = (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín si1, si2) được gọi là biểu tượng kết hợp với các bit log2 M và Ts được gọi là biểu tượng thời gian Tốc độ bit cho điều chế này là K bit cho mỗi ký hiệu hoặc R = log2 M / Ts bit / giây
Có ba loại chính của điều chế biên độ / pha:
_Điều chế biên độ xung (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín MPAM): thông tin được mã hoá trong biên độ
_ Chuyển đổi giai đoạn khóa(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín MPSK): thông tin được mã hoá trong giai đoạn _Điều chế biên độ cầu phương(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín MQAM): thông tin được mã hóa ở cả biên độ và pha
Số bit cho mỗi ký hiệu K = log2 M, giản đồ pha tín hiệu (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín si1, si2) ∈ R2, i = 1, ,
M, và sự lựa chọn của hình dạng xung t g (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) xác định thiết kế điều chế số Hình dạng xung g (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) được thiết kế để cải thiện hiệu quả quang phổ và chống lại ISI, như
đã thảo luận trong Phần 5.5 dưới đây Biên độ và điều chế pha trong một chu kỳ nhất định có thể được tạo ra bằng cách sử dụng cấu trúc bộ điều biến thể hiện trong hình 5.10] = Lưu ý rằng các hàm cơ bản trong hình này có một pha tùy ý φ0] = liên kết với bộ dao động truyền Việc điều chế qua mỗi chu kỳ biểu tượng được thực hiện bằng cách sử dụng cấu trúc giải điều chế của hình 5.11, tương ứng với cấu trúc của hình 5.7 cho φ1 (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) = g (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) cos (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2πfct + φ) và φ2 (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) = -g (t) sin (2g ) Sin (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2πfct + φ) Thông thường người nhận bao gồm một số mạch bổ sung cho pha hồi phục điều chế sóng mang phù hợp với giai đoạn sóng mang φ tại máy thu đến giai đoạn sóng mang φ0] = tại máy phát 1, được gọi là phát hiện mạch lạc Nếu φ-g (t) sin (2φ0] = = Δφ = 0] = thì nhánh trong pha sẽ có một thuật ngữ không mong muốn liên quan đến nhánh cầu phương và ngược lại, tức là r1 = si1 cos (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín Δφ) + si2 sin (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín Δφ) + n1 và r2 = Si1 sin (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín Δφ) + si2 cos (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín Δφ) + n2, có thể dẫn đến suy thoái hiệu suất đáng kể Cơ cấu thu cũng giả định rằng chức năng lấy mẫu mỗi giây Ts được đồng bộ với sự bắt đầu của chu kỳ biểu tượng, được gọi là đồng bộ hóa hoặc phục hồi thời gian Sự đồng bộ hóa của người nhận và sự phục hồi giai đoạn vận chuyển là những hoạt động nhận được
Trang 3phức tạp có thể rất khó khăn trong môi trường không dây Các hoạt động này được thảo luận chi tiết hơn trong Phần 5.6 Chúng ta sẽ giả định phục hồi hoàn hảo trong việc thảo luận về MPAM, MPSK và MQAM, và do đó thiết lập φ = φ0] = = 0] = để phân tích
5.3.1 Điều chế biên độ xung
Chúng ta sẽ bắt đầu bằng cách nhìn vào hình thức đơn giản nhất của điều chế tuyến tính, một MPAM một chiều, không có thành phần tứ giác (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín si2 = 0] = ) Đối với
MPAM tất cả các thông tin được mã hoá vào tín hiệu Ai.The amplifier tín hiệu trên một biểu tượng thời gian được cho bởi:
Trong đó Ai = (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2i-g (t) sin (21-g (t) sin (2M) d, i = 1, 2, , M định nghĩa chòm sao tín hiệu, được tham
số bởi khoảng cách d mà thường là một chức năng của năng lượng tín hiệu, và g (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t)
là Hình dạng xung đáp ứng (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 5.12) và (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 5.13) Độ nhỏ nhất giữa các điểm chòm sao
là dmin = mini, j | Ai -g (t) sin (2 Aj | = 2ngày Biên độ của tín hiệu truyền đi lấy M giá trị khác nhau, có nghĩa là mỗi xung truyền tải log2 M = K bit mỗi biểu tượng thời gian Ts Trong mỗi giai đoạn biểu tượng, tín hiệu MPAM kết hợp với chòm sao thứ i có năng lượng vì hình dạng xung phải đáp ứng (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 5.12) 2 Lưu ý rằng năng lượng không giống nhau cho mỗi tín hiệu si (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t), i = 1, , M
Hình 5.10] = Biên độ/giai đoạn điều chế
Trang 4Hình 5.11 Biên độ/ giai đoạn điều chế
Giả sử các biểu tượng có khả năng bằng nhau, năng lượng trung bình là:
Việc lập bản đồ chòm sao thường được thực hiện bởi mã hoá Grey, nơi các thông điệp liên quan đến các biên độ tín hiệu gần nhau có khác nhau theo một giá trị bit, như minh họa trong hình 5.12 Với phương pháp mã hóa này, nếu tiếng ồn gây ra quá trình demodulation để nhầm lẫn một biểu tượng cho một giá trị lân cận (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín loại lỗi có thể xảy ra nhất), kết quả này chỉ có một lỗi bit duy nhất trong dãy bit K Các
mã màu xám có thể được thiết kế cho MPSK và các chòm sao MQAM vuông, nhưng không phải là hình chữ nhật MQAM
Trang 5Hình 5.12: Mã hoá màu xám cho MPAM.
Ví dụ 5.4:
Một hình dạng hình chữ nhật, tìm năng lượng trung bình của điều chế 4PAM
Giải pháp: Đối với 4PAM các giá trị Ai là:
Các vùng quyết định Zi, i = 1, , M gắn với biên độ xung Ai = (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2i -g (t) sin (2 1 -g (t) sin (2 M) d cho
M = 4 và M = 8 được thể hiện trong hình 5.13 Về mặt toán học, đối với bất kỳ M, các vùng quyết định này được xác định bởi:
Từ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 5.52) chúng ta thấy rằng MPAM chỉ có một hàm cơ sở duy nhất φ1 (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) = g (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) cos (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2πfct) Do đó, bộ giải điều chế mạch lạc của hình 5.11 cho MPAM giảm xuống bộ giải điều chế thể hiện trong hình 5.14, trong đó thiết bị đa ngưỡng ánh xạ tới vùng quyết định Zi và đưa ra chuỗi bit tương ứng m = mi = {b1, , bK}
Trang 6Hình 5.13: Các vùng quyết định cho MPAM
Hình 5.14: Bộ giải điều chế mạch lạc cho MPAM
5.3.2 Điều chế số theo pha tín hiệu (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín MPSK)
Đối với MPSK tất cả các thông tin được mã hoá trong giai đoạn của tín hiệu
truyền Do đó, tín hiệu truyền qua một thời gian biểu tượng được cho bởi:
5.3.3 điều chế biên độ cầu phương (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín MQAM)
Đối với MQAM, các bit thông tin được mã hoá trong cả biên độ và pha của tín hiệu truyền Do đó, trong khi cả MPAM và MPSK đều có một mức độ tự do để mã hóa các bit thông tin (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín biên độ hoặc pha), MQAM có hai mức độ tự do Kết quả là,
Trang 7MQAM có hiệu quả quang phổ hơn MPAM và MPSK, trong đó nó có thể mã hoá
số bit cho mỗi biểu tượng cho một năng lượng trung bình nhất định
Tín hiệu truyền được cho bởi
si(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t)={Aiejθig(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t)ej2πfct}= Ai cos(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín θi)g(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t)cos(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2πfct)−Ai sin(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín θi)g(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t)sin(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2πfct), 0] = ≤ t ≤
Ts (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 5.58)
Các vùng quyết định Zi,i=1, ,M, liên kết với MPSK cho M=8 được thể hiện trong hình 5.16
Nếu chúng ta biểu diễn r = rejθ ∈R 2 trong tọa độ cực thì các vùng quyết định cho bất kỳ M nào được xác định bởi Zi = {rejθ: 2π (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín i-g (t) sin (2.5) / M ≤ θ <2π (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín i + 5) / M} (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 5.57)
Từ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 5.55) chúng ta thấy rằng MPSK có cả hai pha trong pha và các thành phần cầu phương, và do đó bộ giải điều chế kết hợp như thể hiện trong hình 5.11 Đối với trường hợp đặc biệt của BPSK, các vùng quyết định như trong ví dụ 5.2 giản đơn cho Z1 = (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín r: r> 0] = ) và Z2 = (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín r: r≤0] = ) Hơn nữa BPSK chỉ có một hàm cơ sở duy nhất φ1 (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) = g (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) cos (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2πfct) và vì chỉ có một bit truyền qua mỗi lần biểu tượng Ts, thời gian bit Tb = Ts Do đó, bộ giải điều chế mạch lạc của hình 5.11 cho BPSK giảm xuống bộ giải điều chế thể hiện trong hình 5.17, trong đó thiết bị ngưỡng gán x với nửa dương hoặc âm của đường thẳng, và xuất ra giá trị bit tương ứng Chúng ta giả định ở đây rằng thông điệp tương ứng với giá trị bit là 1, m1 = 1 được ánh xạ tới giản đồ pha s1 = A và thông điệp tương ứng với một giá trị bit là 0] = , m2 = 0] = được ánh xạ tới giản đồ pha S2 = -g (t) sin (2A
5.3.3 Điều chế biên độ cầu phương (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín MQAM)
Đối với MQAM, các bit thông tin được mã hoá trong cả biên độ và pha của tín hiệu truyền Do đó, trong khi cả MPAM và MPSK đều có một mức độ tự do để mã hóa các bit thông tin (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín biên độ hoặc pha), MQAM có hai mức độ tự do Kết quả là, MQAM có hiệu quả quang phổ hơn MPAM và MPSK, trong đó nó có thể mã hoá
Trang 8số bit cho mỗi biểu tượng cho một năng lượng trung bình nhất định.
Tín hiệu truyền được cho bởi
si(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t)={Aiejθig(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t)ej2πfct}= Ai cos(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín θi)g(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t)cos(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2πfct)−Ai sin(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín θi)g(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t)sin(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2πfct), 0] = ≤ t ≤
Ts (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 5.58)
Trong đó hình dạng xung g (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) thỏa mãn (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 5.12) và (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 5.13) Năng lượng ở si (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín t) là (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 5.59)
Giống như đối với MPAM Khoảng cách giữa bất kỳ cặp ký hiệu nào trong giản đồ pha tín hiệu là
dij =||si −sj||=(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín si1 −sj1)2 +(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín si2 −sj2)2
Đối với các giản đồ pha tín hiệu vuông, trong đó si1 và si2 có giá trị (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 2i-g (t) sin (21-g (t) sin (2L) d, i =
1, 2, , L = 2 l, khoảng cách tối thiểu giữa các điểm tín hiệu giảm xuống dmin = 2
d, Giống như đối với MPAM Trên thực tế, MQAM với giản đồ pha vuông có kích thước L2 tương đương với điều chế MPAM với giản đồ pha kích thước L trên mỗi thành phần tín hiệu trong pha và cầu phương Các giản đồ pha vuông chung là 4QAM và 16QAM, được thể hiện trong hình 5.18 bên dưới Những giản đồ pha vuông này có các điểm M = 2l = L2, được sử dụng để gửi 2l bit / biểu tượng, hoặc
Trang 9l bit mỗi chiều Có thể chỉ ra rằng công suất trung bình của một giản đồ pha tín hiệu vuông với l bit trên mỗi chiều, Sl, tỉ lệ thuận với 4l / 3, và sau đó công suất trung bình cho mỗi bit thêm một lần Sl + 1 ≈ 4Sl Do đó, đối với các giản đồ pha vuông cần khoảng 6 dB điện năng để gửi thêm 1 bit / chiều hoặc 2 bit / ký hiệu trong khi duy trì cùng khoảng cách tối thiểu giữa các điểm giản đồ pha
Việc lập bản vẽ giản đồ pha tốt có thể khó tìm ra tín hiệu QAM, đặc biệt đối với các hình dạng chòm không đều Đặc biệt, rất khó để tìm thấy một bản vẽ mã Gray, nơi tất cả các biểu tượng lân cận khác nhau bởi một bit Các vùng quyết định Zi, i
= 1, , M, kết hợp với MQAM cho M = 16 được thể hiện trong hình 5,19 Từ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín 5.58) chúng ta thấy rằng MQAM có cả hai pha trong pha và các thành phần cầu phương, và do đó bộ giải điều chế kết hợp như thể hiện trong hình 5.11
5.3.4 Điều chế vi sai
Thông tin trong tín hiệu MPSK và MQAM được thực hiện trong pha tín hiệu Do
đó, những kỹ thuật điều chế này đòi hỏi sự giải điều kết hợp, tức là giai đoạn của sóng mang tín hiệu truyền đi φ0] = phải được kết hợp với pha của sóng mang thu φ Các kỹ thuật phục hồi giai đoạn thường đòi hỏi phức tạp hơn và chi phí trong người nhận và họ cũng dễ bị trôi pha của người vận chuyển Hơn nữa, có được một tham chiếu giai đoạn mạch lạc trong một kênh giảm nhanh chóng có thể được khó khăn Các vấn đề liên quan đến việc thu hồi giai đoạn vận chuyển được trình bày chi tiết hơn trong Phần 5.6 Do những khó khăn cũng như chi phí và sự phức tạp liên quan đến giai đoạn phục hồi pha, các kỹ thuật điều chế khác biệt, không yêu cầu một sự tham khảo pha mạch tại máy thu, thường được ưa thích hơn để điều chế kết hợp cho các ứng dụng không dây
Điều chế vi sai nằm trong lớp điều chế tổng quát hơn với bộ nhớ, trong đó kí tự
truyền qua thời gian [kTs, (k + 1) Ts) phụ thuộc vào các bit liên quan đến thông điệp hiện tại được truyền đi và các bit truyền qua thời gian kí tự trước đó Nguyên
Trang 10lý cơ bản của điều chế vi sai là sử dụng các kí tự trước đó như là một tham chiếu giai đoạn cho kí tự hiện tại, do đó tránh sự cần thiết cho một tham chiếu giai đoạn mạch lạc tại người nhận Cụ thể, các bit thông tin được mã hoá dưới dạng pha phân giữa biểu tượng hiện tại và kí tự trước đó Ví dụ, trong BPSK vi sai, được gọi là DPSK, nếu biểu tượng theo thời gian [(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín k-g (t) sin (21) Ts, kTs) có pha θ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín k-g (t) sin (21) = ejθi, θi = 0] = ,
π, sau đó mã hóa một bit 0] = [KTs, (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín k +1) Ts), ký hiệu sẽ có pha θ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín k) = ejθi và để
mã hoá 1 bit biểu tượng sẽ có pha θ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín k) = ejθi + π Nói cách khác, một bit 0] = được
mã hoá bởi không thay đổi trong pha, trong khi 1 bit được mã hóa như một sự thay đổi pha của π Tương tự, trong điều chế 4PSK với mã hóa phân, pha biểu tượng trên khoảng kí tự [kTs, (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín k +1) Ts) phụ thuộc vào các bit thông tin hiện tại trong khoảng thời gian này và pha biểu tượng trên khoảng biểu tượng trước đó Giai đoạn chuyển đổi để điều chế DQPSK được tóm tắt trong Bảng 5.1 Cụ thể, giả sử
kí tự qua thời gian [(t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín k -g (t) sin (21) Ts, kTs) có pha θ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín k -g (t) sin (21) = ejθi Sau đó, trong thời gian kí
tự [kTs, (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín k + 1) Ts), nếu các bit thông tin là 0] = 0] = , ký hiệu tương ứng sẽ có pha θ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín k) = ejθi, nghĩa là mã hóa các bit 0] = 0] = , ký hiệu từ khoảng kí tự [ K-g (t) sin (21) Ts, kTs) được lặp lại trong khoảng tiếp theo [kTs, (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín k +1) Ts) Nếu hai bit thông tin được gửi ở
khoảng thời gian [kTs, (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín k +1) Ts) là 0] = 1, thì kí tự tương ứng có pha θ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín k) = ej (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín θi + π / 2) Đối với các bit thông tin 10] = , giai đoạn biểu tượng là θ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín k) = ej (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín θi-g (t) sin (2π / 2), và các bit thông tin 11 là giai đoạn kí tự là θ (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín n) = ej (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín θk + π) Chúng ta thấy rằng giai đoạn kí tự trên khoảng kí tự [kTs, (t), tần số f (t), hoặc pha θ (t) của một tín k +1) Ts) phụ thuộc vào các bit thông tin hiện tại trong khoảng thời gian này và pha kí tự θi qua khoảng ký hiệu trước đó Lưu ý rằng việc lập bản đồ chuỗi bit