Спосіб передавання даних за допомогою інформаційного сигналу, сформованого на основі амплітудної модуляції багатьох складових
Формула / Реферат
Спосіб передавання даних за допомогою інформаційного сигналу, сформованого на основі амплітудної модуляції багатьох складових, згідно з яким формують перший та другий
дискретні модулюючі інформаційні сигнали з L можливими рівнями амплітуди, використовуючи змінні в часі t вхідні дані uд(t), формують першу гармонійну складову sin(w0t + j0) із круговою частотою w0 й початковою фазою j0 носійного коливання та другу гармонійну складову cos(w0t + j0), формують інформаційний сигнал на вході середовища передавання, що дорівнює сумі добутків першого модулюючого інформаційного сигналу
і першої гармонійної складової sin(w0t + j0) та другого модулюючого інформаційного сигналу
і другої гармонійної складової cos(w0t + j0), а після проходження через середовище передавання демодулюють інформаційний сигнал шляхом його перемноження на гармонійні сигнали sin(w0t + j0) тa cos(w0t + j0), синхронізовані за фазою відновленим носійним коливанням передавання, виділяють модулюючі інформаційні сигнали
та
шляхом низькочастотного фільтрування та використовують їх для формування даних uд(t), який відрізняється тим, що формують N дискретних модулюючих інформаційних сигналів
з L можливими рівнями амплітуди, використовуючи змінні в часі t вхідні дані uд(t), де n - номер модулюючого інформаційного сигналу та відповідної йому гармонійної складової, формують N гармонійних складових cos(w0t + j0 + jn) з початковими фазами, зсунутими відносно носійного коливання передавання на jn, вибирають такі комбінації сигналів
, які необхідні для однозначного демодулювання інформаційного сигналу та доцільні для використання, формують інформаційний сигнал на вході середовища передавання, що дорівнює сумі N добутків модулюючих інформаційних сигналів
і відповідних гармонійних складових cos(w0t + j0 + jn), a демодулюють інформаційний сигнал шляхом його перемноження на N гармонійних сигналів cos(w0t + j0 + qn), зсунутих за початковою фазою на qn відносно опорного гармонійного коливання, синхронізованого за фазою відновленим носійним коливанням передавання, з подальшим низькочастотним фільтруванням та використанням одержаних N сигналів для формування даних uд(t).
Текст
Спосіб передавання даних за допомогою інформаційного сигналу, сформованого на основі амплітудної модуляції багатьох складових, згідно з 3 91942 4 QPSK - quadrature phase shift keying) [Лагутенко після проходження через середовище передаванО.И. Модемы. Справочник пользователя / Оформня демодулюють інформаційний сигнал шляхом ление А.Лурье. - Спб.: Лань, 1997. - С.145-149], його перемноження на гармонійні сигнали згідно якого формують перший uм1 (t) та другий uм2 sin( 0t+ 0) та cos( 0t+ 0), синхронізовані за фазою (t) дискретні модулюючі інформаційні сигнали з відновленим носійним коливанням передавання, L=2 можливими рівнями амплітуди, використовуювиділяють модулюючі інформаційні сигнали uм1(t) чи змінні в часі t вхідні дані uд(t), формують першу та uм2(t) шляхом низькочастотного фільтрування гармонійну складову sin( 0t+ 0) із круговою частота використовують їх для формування даних uд(t). При цьому мінімально можлива відстань між тою 0 й початковою фазою 0 носійного коливансусідніми точками сигнального сузір'я інформаційня та другу гармонійну складову cos( 0t+ 0), форного сигналу, сформованого на основі КАМ, з макмують інформаційний сигнал на вході середовища симальною потужністю, рівною 1Вт (на навантапередавання, що дорівнює сумі добутків першого женні 1Ом), та L рівномірно віддаленими модулюючого інформаційного сигналу uм1(t) і перможливими рівнями амплітуди модулюючих інфошої гармонійної складової sin( 0t+ 0) та другого рмаційних сигналів uм1(t) та uм2(t) дорівнює (В): модулюючого інформаційного сигналу uм2 (t) і другої гармонійної складової cos( 0t+ 0) (3) d 2 /(L 1), (1) u(t)=uм1(t)sin( 0t+ 0)+uм2(t)cos( 0t+ 0) а кількість комбінацій модулюючих інформаа після проходження через середовище переційних сигналів, при яких одержують неповторюдавання демодулюють інформаційний сигнал вані КАМ-сигнали (а значить і кількість символів, шляхом його перемноження на гармонійні сигнали що можна передати за один інформаційний такт), sin( 0t+ 0) та cos( 0t+ 0), синхронізовані за фазою рівна: відновленим носійним коливанням передавання, M=L2 (4) виділяють модулюючі інформаційні сигнали uм1(t) При цьому за один інформаційний такт може та uм2(t) шляхом низькочастотного фільтрування бути передано log2 M біт інформації. та використовують їх для формування даних uд(t). Однак, такий спосіб передавання даних не заПри цьому амплітуди сформованих модулююбезпечує максимально можливої відстані між сусічих інформаційних сигналів uм1(t) та uм2(t) заледніми сигнальними точками сигнального сузір'я жать від амплітуди сигналу даних uд(t), амплітуди при заданих максимальній потужності інформаційносійного коливання передавання U0 та заданих ного сигналу та кількості сигнальних точок, що не коефіцієнтів пропорційності за амплітудою а1 та а2. забезпечує високої завадостійкості при передаДля такої модуляції мінімально можлива відсванні даних при використанні великої кількості тань між сусідніми точками сигнального сузір'я рівнів амплітуди модулюючих інформаційних сигінформаційного сигналу, сформованого на основі налів. ФМ-4, з максимальною потужністю, рівною 1Вт (на В основу винаходу поставлена задача ствонавантаженні 1Ом), та М фазами дорівнює (В): рення такого способу передавання даних за допо(2) D=2·sin( /M) могою інформаційного сигналу, сформованого на а кількість комбінацій модулюючих інформаоснові амплітудної модуляції багатьох складових ційних сигналів, при яких одержують неповторю(АМБС, амплитудная модуляция многих составвані ФМ-4-сигнали (а значить і кількість символів, ляющих - АММС, amplitude modulation of many що можна передати за один інформаційний такт), components - AMMC), завдяки якому можливо підрівна М=4. вищити завадостійкість порівняно з використанням Однак, такий спосіб передавання даних харакКАМ при однакових максимальних потужностях теризується низькою інформативністю, оскільки за модульованих сигналів, або ж забезпечити меншу один інформаційний такт може бути передано лисередню потужність АМБС-сигналу при тій самій ше log2 4=2 біти інформації. завадостійкості, що й при застосуванні КАМ. Найбільш близьким до пропонованого є відоПоставлене завдання досягається тим, що в мий спосіб передавання даних за допомогою інспособі передавання даних за допомогою інфорформаційного сигналу, сформованого на основі маційного сигналу, сформованого на основі АМБС, квадратурної амплітудної модуляції (КАМ, формують перший uм1 (t) та другий uм2(t) дискретquadrature amplitude modulation - QAM) [Лагутенко ні модулюючі інформаційні сигнали з L можливими О.И. Модемы. Справочник пользователя / Оформрівнями амплітуди, використовуючи змінні в часі t ление А.Лурье. - Спб.: Лань, 1997. - С.145-149], вхідні дані uд(t), формують першу гармонійну згідно якого формують перший uм1 (t) та другий uм2 складову sin( 0t+ 0) із круговою частотою 0 й по(t) дискретні модулюючі інформаційні сигнали з L чатковою фазою 0 носійного коливання та другу можливими рівнями амплітуди, використовуючи гармонійну складову cos( 0t+ 0), формують інфозмінні в часі t вхідні дані uд(t), формують першу рмаційний сигнал на вході середовища передагармонійну складову sin( 0t+ 0) із круговою частовання, що дорівнює сумі добутків першого модутою 0 й початковою фазою 0 носійного коливанлюючого інформаційного сигналу uм1(t) і першої ня та другу гармонійну складову cos( 0t+ 0), форгармонійної складової sin( 0t+ 0) та другого модумують інформаційний сигнал (1) на вході люючого інформаційного сигналу uм2 (t) і другої середовища передавання, що дорівнює сумі добугармонійної складової cos( 0t+ 0), а після прохотків першого модулюючого інформаційного сигнадження через середовище передавання демодулу uм1(t) і першої гармонійної складової sin( 0t+ 0) люють інформаційний сигнал шляхом його перета другого модулюючого інформаційного сигналу множення на гармонійні сигнали sin( 0t+ 0) та uм2(t) і другої гармонійної складової cos( 0t+ 0), а cos( 0t+ 0), синхронізовані за фазою відновленим 5 91942 6 носійним коливанням передавання, виділяють системі координат характеризується амплітудою модулюючі інформаційні сигнали uм1(t) та uм2(t) uАМБС-36m та початковою фазою m АМБС-сигналу. шляхом низькочастотного фільтрування та викоСуть способу полягає в наступному. При перистовують їх для формування даних uд(t), і згідно редаванні даних за допомогою інформаційного винаходу, формують N модулюючих інформаційсигналу, сформованого на основі АМБС, формуних сигналів uмn(t) з L можливими рівнями ампліють N дискретних модулюючих інформаційних туди, використовуючи змінні в часі t вхідні дані сигналів uмn(t) з L можливими рівнями амплітуди, uд(t), де n - номер модулюючого інформаційного використовуючи змінні в часі t вхідні дані uд(t), де n сигналу та відповідної йому гармонійної складової, - номер модулюючого інформаційного сигналу та формують N гармонійних складових cos( 0t+ 0+ n) відповідної йому гармонійної складової, формують з початковими фазами, зсунутими відносно носійN гармонійних складових cos( 0t+ 0+ n) із кругоного коливання передавання на n вибирають такі вою частотою 0 носійного коливання й з початкокомбінації сигналів uмn, які необхідні для однознавими фазами, зсунутими відносно початкової фази чного демодулювання інформаційного сигналу та 0 носійного коливання передавання на n, вибидоцільні для використання, формують інформарають такі комбінації сигналів uмn(t), які необхідні ційний сигнал на вході середовища передавання, для однозначного демодулювання інформаційного що дорівнює сумі N добутків модулюючих інфорсигналу та доцільні для використання, формують маційних сигналів uмn(t) і відповідних гармонійних інформаційний сигнал на вході середовища перескладових cos( 0t+ 0+ n) давання, що дорівнює сумі N добутків модулююN чих інформаційних сигналів uмn (t) і гармонійних uАМБС ( t ) uмn ( t ) cos( 0 t (5) 0 n ), складових cos( 0t+ 0+ n), a демодулюють інфорn 1 маційний сигнал шляхом його перемноження на N а демодулюють інформаційний сигнал шляхом гармонійних сигналів cos( 0t+ 0+ n), зсунутих за його перемноження на N гармонійних сигналів початковою фазою на n відносно опорного гарcos( 0t+ 0+ n), зсунутих за початковою фазою на монійного коливання, синхронізованого за фазою n відносно опорного гармонійного коливання, синвідновленим носійним коливанням передавання, з хронізованого за фазою відновленим носійним подальшим низькочастотним фільтруванням та коливанням передавання, з подальшим низькочавикористанням одержаних N сигналів для формустотним фільтруванням та використанням одервання даних uд(t). жаних N сигналів для формування даних uд(t). З Фіг. видно, що сигнальні точки АМБС-36 При цьому мінімально можлива відстань між утворюють правильний шестикутник, при цьому сусідніми точками сигнального сузір'я інформаційсусідні точки є однаково віддаленими між собою, ного сигналу, сформованого на основі АМБС, з що забезпечує їх більш рівномірне розташування максимальною потужністю, рівною 1Вт (на наванна сигнальній площині в колі з потужністю, рівною таженні 1Ом), та L рівномірно віддаленими мож1Вт, порівняно з сигнальним сузір'ям КАМ-36, сигливими рівнями модулюючих інформаційних сигнальні точки якого утворюють квадрат. Кількість налів uмn (t) дорівнює (В): рівнів L впливає на загальну кількість сигнальних d=1/(L-1) (6) точок. У випадку N=2, 1=- /2 рад та 2=0 рад загальна кількість можливих комбінацій модуАМБС-сигнал (5) перетворюється в ФМ-4-сигнал люючих інформаційних сигналів рівна (1) при L=2 та в КАМ-сигнал (1) при L>2. При іншій N Мзаг=L (7) кількості складових N, інших фазових зсувах n, а кількість комбінацій модулюючих інформаіншій кількості рівнів амплітуди модулюючих сигційних сигналів, при яких одержують неповторюналів або відмінності модулюючих сигналів між вані АМБС-сигнали, тобто такі, які можна однознасобою можливо одержати інші сигнальні решітки, чно демодулювати (а значить і кількість символів, що можуть представляти інтерес. що можна передати за один інформаційний такт), Одержана за допомогою формули (3) мінімапри N=3, фазових зсувах гармонійних складових льна відстань між сигнальними точками для КАМ1=0 рад, 2= /3 рад та 3=2 /3 рад становить 36 при L=6 становить 0,28 В, а кількість символів, M=3L(L-1) (8) що можна передати за один інформаційний такт, При цьому за один інформаційний такт може згідно (4) становить М=36. Для модуляції АМБС-36 бути передано log2 M біт інформації. при N=3, 1=0 рад, 2= /3 рад та 3=2 /3 рад та L=4 Використання АМБС дозволяє підвищити зазгідно співвідношення (6) мінімальна відстань між вадостійкість при передаванні даних порівняно з сигнальними точками дорівнює 0,33 В, а кількість використанням КАМ за рахунок збільшення мінісимволів, що можна передати за один інформамально можливої відстані між сусідніми сигнальційний такт, згідно (8) становить М=36. У обох виними точками сигнального сузір'я при однаковій падках можливо передати log236=5,17 біт інфоркількості сигнальних точок та однакових максимамації за один інформаційний такт. льних потужностях модульованих сигналів, або ж Таким чином використання АМБС дозволяє пізабезпечити меншу середню потужність АМБСдвищити завадостійкість при передаванні даних сигналу при тій самій завадостійкості, що й при порівняно з використанням КАМ за рахунок більзастосуванні КАМ. шої на 1,43 дБ мінімально можливої відстані між На кресленні (Фіг.) зображене сигнальне сузісусідніми сигнальними точками сигнального сузір'я р'я інформаційного сигналу АМБС-36 - одного із при однаковій кількості таких точок М=36 (однакоможливих АМБС-сигналів з М=36, отриманого при вій кількості символів) та однакових максимальних N=3, 0=0 рад, 1=0 рад, 2= /3 рад та 3=2 /3 рад потужностях модульованих сигналів. та L=4. Кожна m-та сигнальна точка у полярній 7 91942 8 Для порівняння середньої потужності Pсep при сигналів, сформованих на основі КАМ та АМБС, передаванні даних за допомогою інформаційних доцільно скористатись співвідношенням: 1 M Pm Mm 1 Pсер 1 M Pm (U2m x Mm 1 U2m ) y 2 Uc макс M де М - кількість сигнальних точок сигнального сузір'я для певного різновиду модуляції, рівна кількості символів, що може бути передана за один інформаційний такт; Рm - потужність інформаційного сигналу, що відповідає m-й сигнальній точці, Вт; Ux m , Uy m - абсциса та ордината m -ї сигнальної точки на сигнальній площині в декартовій системі координат, В; Uc макс - максимально можлива амплітуда модульованого сигналу, В; Uxu , Uyu m - абсциса та ордината m -ї сигнальm ної точки на сигнальній площині в декартовій системі координат, нормовані по Uc макс ; dсигн - відстань між сигнальними точками на сигнальній площині при довільній максимально можливій амплітуді Uc макс модульованого сигналу, В; Uxd , Uyd m - абсциса та ордината m -ї сигнальm ної точки на сигнальній площині в декартовій системі координат, нормовані по dсигн. При однакових мінімальних відстанях між сигнальними точками на сигнальній площині dсигн=1В Комп’ютерна верстка Т. Чепелева M (U2 m xu m 1 U2 m ) yu 2 Uc сигн M M m 1 (U2 m xd U2 m ), (9(9) ) yd для КАМ-36 та АМБС-36 середня потужність КАМ36 РKАМ-36сер=5,83Вт, а середня потужність АМБС36 РАМБС-36сер=5,17 Вт, тобто середня потужність АМБС-36 на 0,53дБ менша при забезпеченні тієї ж завадостійкості, що і КАМ-36, що є позитивною стороною запропонованого способу та свідчить про його економічну ефективність. Часто для передавання даних використовують модуляцію КАМ-32, що одержують з КАМ-36 шляхом невикористання чотирьох сигнальних точок із максимальною потужністю. У такому випадку середня потужність КАМ-32 PКАМ-32сер=4,44Вт. Якщо використати лише 32 сигнальні точки АМБС (не використовувати чотири із шести точок із максимальною потужністю), тоді середня потужність АМБС-32 РАМБС-32сер=4,17Вт, що на 0,27дБ менше. Отже, у цьому випадку АМБС також є економічно ефективнішою порівняно зКАМ. При однаковій максимальній потужності середня потужність АМБС-36 на 0,9 дБ більша порівняно з КАМ-36. Це свідчить про меншу різницю між можливими мінімальною та максимальною потужністю АМБС, що також є позитивною стороною запропонованого способу. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for transmission of data via information signal based on amplitude modulation of many components
Автори англійськоюHorbatyi Ivan Volodymyrovych
Назва патенту російськоюСпособ передачи данных с помощью информационного сигнала, сформированного на основе амплитудной модуляции многих составляющих
Автори російськоюГорбатый Иван Владимирович
МПК / Мітки
МПК: H04L 5/00, H03D 3/00, H04L 27/34, H04L 27/20
Мітки: багатьох, складових, спосіб, основі, амплітудно, передавання, інформаційного, даних, допомогою, сформованого, модуляції, сигналу
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/4-91942-sposib-peredavannya-danikh-za-dopomogoyu-informacijjnogo-signalu-sformovanogo-na-osnovi-amplitudno-modulyaci-bagatokh-skladovikh.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб передавання даних за допомогою інформаційного сигналу, сформованого на основі амплітудної модуляції багатьох складових</a>
Попередній патент: Паля
Наступний патент: Пристрій для одержання виливків
Випадковий патент: Універсальний трал