Sistemele de comunicații digitale

CAPITOLUL I

GENERALITĂŢI PRIVIND SISTEMELE DE COMUNICATII DIGITALE

Într-un sistem de transmisii de date semnalele purtătoare de informaţie (datele), emise de un emiţător, ajung la receptor, propagându-se prin canalul de transmisie.

Pentru a se realiza o transmisie de date eficientă referitoare la lăţimea de bandă implicată, puterea emisă sau complexitatea implementării sistemului, este necesar ca semnalul de date să fie prelucrat anterior transmisiei prin canal. Altfel spus se doreşte o adaptare a semnalului la mediul de transmisie (canal), iar tehnica prin care se obţine această adaptare se numeşte modulaţie.

Pentru proiectarea unui sistem de comunicaţii cu transmisie pe fibră optică, cablu sau prin satelit, se dispune în prezent de o mare varietate de tehnici digitale de modulaţie (Tabel 1.1). Alegerea unei tehnici modem trebuie să asigure performanţe superioare şi cost minim de transmisie.

TABEL

1.1 Principalele tehnici de modulaţie clasice şi actuale

Nr.

crt.

Abreviere

Semnificaţie

1

ASK (DSB-SC-AM)

Amplitude-Shift Keying

2

PSK (BPSK)

Phase-Shift Keying; Binary PSK

3

DPSK (DBPSK)

Differential PSK

Nr.

crt.

Abreviere

Semnificaţie

4

DEPSK (DEBPSK)

Differentially Encoded PSK

5

QPSK (CQPSK)

Quadrature PSK; Coherent QPSK

6

OQPSK (SQPSK)

Offset (Staggered) QPSK

7

DQPSK

Differential QPSK

8

DEQPSK

Differentially Encoded QPSK

9

MSK (FFSK)

Minimum-Shift Keying (Fast FSK)

10

DMSK

Differential MSK

11

GMSK

Generalized (Gaussian) MSK

12

SFSK

Sinusoidal Frequency-Shift Keying

13

GSFSK

Generalized SFSK

14

TFM

Tamed Frequency Modulation

15

Multi-h FM (Correlative FM)

Multiple-index FM

16

IJF-OQPSK

Intersymbol-jitter-Free OQPSK

17

TSI-OQPSK

Two-Simbol-Interval OQPSK

Nr.

crt.

Abreviere

Semnificaţie

18

CPFSK

Continuous-Phase FSK

19

QAM

Quadrature Amplitude Modulation

20

SQAM

Superposed QAM

21

APK

Amplitude Phase Keying

22

QPRS

Quadrature Partial Response Signal

23

Q²PSK

Quadrature-Quadrature PSK

24

GQ²PSK

Generalized Q²PSK

O altă clasificare a modulaţiilor digitale se poate face:

1. Pe criteriul mărimilor caracteristice purtătoarei care sunt afectate în procesul de modulaţie:

a) Amplitudine: ASK, MSK etc.;

b) Fază: PSK, DPSK, QPSK etc.;

c) Frecvenţă: FSK etc.;

d) Combinaţii ale acestora: APK, NF-MP-SK.

2. În funcţie de numărul de dimensiuni ale spaţiului de semnal în care se lucrează:

a) Unidimensionale: ASK;

b)Bidimensionale: modulaţii pe purtătoare ortogonale QAM;

c) Tridimensionale: modulaţii de amplitudine şi/sau de fază frecvenţe putătoare multiple.

3. Pe baza numărului stărilor semnalului modulat:

a) Binare (s = 2 stări);

b) Ternare (s = 3 stări): modulaţii ASK, FSK, PSK, cu precodare sau cu răspuns parţial;

c) Cuaternale: QPSK, MSK, SFSK;

d) Multiple: modulaţii cu semnal modulator multinivel (8-ASK, 16-PSK, 3-FSK, 64-QAM).

O altă clasificare a modulaţiilor digitale se face în funcţie de condiţiile de transmisie şi de valorile coeficienţilor de eficienţă spectrală, respectiv de putere:

a) modemuri cu eficienţă de putere (minimum 90%);

b) modemuri cu eficienţă spectrală (minimum 6 b/s/Hz).

I.1. Modulaţia digitală de amplitudine ASK

Semnalele ASK sunt folosite în telegrafia multiplată de audiofrecvenţă cu modulaţie de amplitudine TA-MA. În acest caz purtătoarea este o undă sinusoidală cu o anumita frecvenţa (frecvenţă purtătoare), iar semnalul modulator corespunde unei succesiuni de impulsuri, astfel că semnalul purtător este transmis pe perioada cât aceste impulsuri sunt pozitive (DATE = 1) şi întrerupt în intervalul când sunt negative sau zero (DATE = 0). (Vezi fig. 1.1)

Există două tipuri de semnale ASK:

● ASK simplu curent (unipolar);

● ASK dublu curent (polar).