מבוא רדיו דיגיטלי Mondiale ו-Ph Modulation

רדיו דיגיטלי Mondiale (DRM) מייצג קפיצת משמעותית לשידור רדיו, במיוחד עבור גלי תדר קצרים, גלי בינוני ולהקות גלי ארוך.זה פותח כדי להתגבר על המגבלות של שידור אנלוגי AM - איכות אודיו מוגבלת, רגישות להפרעות, ושימוש ספקטרום יעיל - על ידי מתן הטבות דיגיטליות מאתגרות (DRM) על ידי הפעלתו של DRM היא אסטרטגיית המודולציה המתקדמת שלה, הכוללת שלב של רכיב מפתח כמו שלב של פורמט (RMD) אשר מאפשר לעתים קרובות).

ההרחבה DRM Broadcasting

DRM הוא תקן פתוח (ETSI TS 101 980) שנועד לדיגיטלית להקות השידור AM: גלימה קצרה (2.3-26.1 MHz), מדייגל מספרי 6.5-160 קמ"ר), וגלי ארוך (148.5–283.5 k) תקן מגדיר ארבעה מצבי פעולה בסיסיים (A, B, C), D) כדי להתאים תנאים שונים של תד בינוני מקומי (Benign) ל-D2D) ל-Dredowdowdowdowdowdowdowdowd codecredowd) אך ורק ל-DRicial codecredowdowdowdowdowdowdowdowdowdowdowdms (הוא יכול לשאת באופן נרחב של מערכת הפעלה מרחוק של מערכת הפעלה מרחוק של מערכת אבטחה נמוכה של D2D2DR) אך ורק ל-DR.

תוצאות בDRM

בכל מערכת תקשורת דיגיטלית, Modulation מפות דיגיטליות על גל ביצועים.שלוש הפרמטרים של נושא בסיסי הם amplitude, תדירות, ושלב. ב DRM, שילוב של amplitude ו- Modulation הוא בשימוש - ספציפית, amplitude-phase Shift keying (APSK) או quature amplitudeulation (QAM) עבור שלב רפלקציה, כולל COulation, בצורתוינט (D) ו-D.

  • (ב) ⁇ :0) ⁇ :0[דרוש מקור]: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (בקיצור:0) ,Cyclic prefix (מרווח משמר): אנדרל 1 (מגן על עיכובים רב-אופטיים, המאפשר למקלט לבטל התערבות בין-סימבול.
  • (ב) ⁇ ל- Subcarrier: FIRLT:1 יכול להיות QPSK (4 מדינות, 2 ביטים /symbol), 16-QAM (16 מדינות, 4 ביטים / symbol), או 64-QAM (64 מדינות, 6 ביטים / symbol).

כל הקונסטלציה האלה משלבים את amplitude וריאציות שלב.לדוגמה, QPSK משתמשת ארבע נקודות על מעגל היחידה, כל אחד שונה על ידי 90 מעלות בשלב - את הסבלנות ניתן לראות כתכנית שלב מודולציה (4-PSK) סדר גבוה יותר QAM מוסיף רמות אמפולות גם כן.

שלב ה- Modulation Basics

שלב מודולציה מקודמת מידע על ידי שינוי השלב המיידי של גל המוביל ביחס למונח.מתמטיקה, אות שלב-מודול-מודולים ניתן לבטא כ-s(t) = a cos(2 ⁇ f c t + ⁇ (t)), שבו ⁇ (t) יש את הנתונים, בניגוד למודולציה אמפירית, PM הוא פחות רגיש לסף מבוסס-DPTD, במיוחד כאשר הוא מספק mp-DD) באופן קבוע.

למה שלב ההחלפה חל על DRM

  • (FLT:0) רובוטות לזייף:FreaLT:1 ; Ionospheric propagation על גלי קצר גורם קידוד שטוח ותדירות-selective שלב מודולציה, במיוחד כאשר בשילוב עם סיבולת אחרת (DPSK), עוזר לשמור על התייחסות קוהרנטית אפילו כאשר ampude משתנה.
  • (FLT:0) יעילות מרכזית: 1FLT על ידי שימוש במספר שלבים ואפקטים, DRM יכול לארוז יותר ביטים עבורהרץ מאשר אנלוגי AM. לדוגמה, DRM30 בערוץ 10 kHz יכול לספק עד 72 kbps בתנאים אידיאליים.
  • (FLT:0) אינטגרציה עם COFDM:BuildFLT:1) מצב האורטוקונאליות מבוסס על שמירה על מערכות יחסים של שלב נושאות. COFDM מקלטים ממנף תת-קרקעיות הטייסים הנושאות מידע בשלב ידוע כדי להעריך ולתקן עיוותים.

יישום מפורט של שלב שינוי ב DRM

ב DRM, תהליך המודולציה מתחיל לאחר קוד coding וערוץ (קידוד convolution עם puncturing) , זרם ה bit מקודד ממופה על סמלים מורכבים (I / Q ערכים) המייצג נקודה בקונסטלציה שנבחרה. תקן DRM מגדיר מיפוי ספציפי לכל מצב ואופן פעולה.לדוגמה, במצב B (mewave, טיפוסי 10 k רוחב פס), COFDMcccer CQ משתמשת באופן מפורש יותר ב-C.

היבט מרכזי של יישום שלב DRM הוא השימוש של תאים טייסים:0 (ראו: 1) תאים טייסים 1 ).אלה הם תת-קרירים אשר משדרים נתונים ידועים, המאפשר למקלט למדוד את תגובתו של הערוץ ותגובה בשלב בתדרים אלה. על ידי התערבות בין הטייסים, המקלט יכול להעריך את השינוי בשלב המוצג על ידי ערוץ עבור כל תת-קרקעית נתונים לתקן את התהליך הזה, הידוע, כמו גם עבור תדרי תיבות מידע בשלב קריטי (DRM-מחדש).

מצבי שינוי ו- Modulation Constraints

ארבע מצבי DRM שונים בעיקר בספאם subcarrier ומשמר אורך זמן, המשפיע על אפשרויות מודולציה:

  • (ב) ,0)Mode A:FLT:1 עבור גלי קצר, עם ספיגה subcarrier -41.66 הרץ תומך עד 64-QAM בתנאים טובים, אך לעתים קרובות משתמש 16-QAM או QPSK כדי לשמור על אמינות הקשר.
  • (ב) ויקרא י"א: ויקרא י"ד: ויקרא י"א: "בְּבְתָּבְתָּבְתָּבְתָּבְתָּבָר" (בראשית כ"ד, כ"ד).
  • (FLT:0)Mode C:EveFLT:1 עבור גלי ארוך, ספאם - 4.64 הרץ.
  • (FLT:0)Mode DuraFLT:1 עבור גלי ארוך עם מרווח משמר מורחב, ספאק - 2.32 הרץ.

מודולים גבוהים יותר (64-QAM) דורשים יחס אות מצוין (SNR) ותנאי שלב יציבים. DRM משתמשים במקלטי קידודים הרטוריטיביים וחתכים כדי להתאים את הביצועים, אבל את המודולציה עצמה יש לבחור על פי מצב הערוץ הצפוי.

שלב אחר:

בעוד DRM משתמש בעיקר במודולציה קוהרנטית (הבעת התייחסות שלב), הוא גם תומך בקידוד שונה עבור סוגים מסוימים של ערוץ. QPSK (DQPSK) אינו זקוק לטייס מפורש עבור התייחסות שלב מכיוון שהנתונים מקודדים כשינויים שלב ביחס לסמל הקודם.זה יכול לפשט את המקלט בערוצים המהירים שבהם הזיוף שלב הוא קשה.

היתרונות של שלב שינוי ב DRM

המאמר המקורי מדגיש איכות אות משופרת, יעילות ספקטרלית והתנגדות רעש.

  • (FLT:0) יושרה שפירה על נתיבים ארוכים:FearLT:1 אותות גליים קצרים יכולים לנסוע אלפי קילומטרים באמצעות הפצת גלי השמיים.שלב מודולציה (במיוחד QPSK) מספק מעטפה קבועה כי הוא פחות מעוות על ידי אי-לינאריות במגבר הכוח של משדר.זו אחת הסיבות לכך DRM יכול לפעול עם משדרי AMR קיימים לאחר שדרוגים.
  • (FLT:0) רובווט ל multipath ו fading:Build:ofDM Structure with its Guard המרווח כבר מקטין את התערבות בין-symbol.שלב שלב בשילוב עם הערכת ערוצים מאפשר למקלט לשלב באופן קוהרנטי רכיבים רב-אופטיים, ולהפוך את ההתערבות ההרסנית לשילוב קונסטרוקטיבי.
  • (FLT:0) שימוש יעיל בלהקות שמירה:03FLT:1) על ידי עיצוב ספקטרום שלב (למשל, מסנן cosine שורש), משדרי DRM יכולים לארוז ערוצים סמוכים יותר מאשר אנלוגי AM, המאפשר שידורים שידורים להציג שירותי DRM ללא הקצאות אנלוגיות קיימות.
  • (FLT:0)Graceful Disure: 1FLT:1 כאשר SNR יורד, אות DRM באמצעות Modulation שלב (הסדר גבוה יותר QAM) יסבלו בהדרגה שגיאות מעטות מוגברת.הקוד יכול עדיין לספק אודיו באיכות נמוכה יותר באמצעות הסתרה, בניגוד לסף הרעש הפתאומי של אנלוגי.

אתגרים ומייגציות בשלב ה-DRM

אין מערכת ללא קשיים בשלב המודולציה ב-DRM ניצבת בפני אתגרים טכניים:

  • (FLT:0) רעש שלב שלישי: oscillators המקומי בשני משדרים ומקבלים מציגים שינויים אקראיים.רעש שלב גבוה יכול לסובב את קבוצת הכוכבים, מה שמגדיר את מקלטי SNR.DRM היעילים משתמשים בלולאות מעקב של שלב (באמצעות טייסים והערכה ממוקדת החלטות) כדי לפצות על טרנזירים חייבים לעמוד במסכות שלב קפדניות המוגדרות בסטנדרט.
  • (FLT:0) תדירות התדירות של הקרגריה: 1FLT:1 doppler משמרות מ משדרים או מקלטים נעים (למשל, בקבלת פנים סלולרית) לגרום לסיבוב משותף בכל תת-החלועים.DRM מגדיר תוכניות סינכרוניזציה חזקות בזמן באמצעות סמלים preamble וטייסים מתמשכים המאפשרים למקלט לתקן את העד כמה מאות הרץ שלה.
  • (FLT:0) עיוותים לא-לינאריים: 1FLT:1 Amplifiers מופעל ליד ריצוף גורם AM /PM המרה - איור וריאציות בסימן (מ- QAM) יוצרים שגיאות שלב. אותות DRM עם יחס כוח שיא עד לממוצע (PAPR) רגישים לכך.טכניקות כמו ספיגה מוקדמת ומניעה משמשים לינארית הכוח.
  • (FLT:0Channel estimation in fading:FLT) 1:1 שינוי מהיר תנאי ionospheric (למשל, במהלך זריחת השמש/sunset) יכול לגרום התגובה של השלב של הערוץ להשתנות בתוך אחד של סמל DM. DRM תומך צפיפות גבוהה יותר של טייסים בזמן עבור תרחישים כאלה, מסחר נתונים עבור חזק.

התקן מאפשר שידורים להתאים את תוכנית המודולציה ואת קצב ההתאמה (למרות שקידוד הסתגלות ומודולציה אינם חובה) גמישות זו מסייעת למפעילים לבחור את הטוב ביותר עבור אזור הכיסוי שלהם.

השוואות עם מערכות רדיו דיגיטליות אחרות

כדי להעריך את עיצוב המודולציה של DRM, מומלץ להשוות אותו לסטנדרטים אחרים של רדיו דיגיטלי:

  • (FLT:0)DAB (Digital Audio Broadcasting): ההרחבה 1 (DAB משתמשת DAB עם DQPSK (שפיית QPSK) עבור כל תת-המכרויות.זה מבטל את הצורך בטייסים אך נותן 3 dB עונש ב SNR בהשוואה לזיהוי קוהרנטי.DAB פועל ב-BHz וב-Band, שם ה-Proagation הוא פחות חמור מ-S/R, במיוחד לא יכול לעקוב אחר טייסים/R.
  • רדיו (IBOC): רדיו HD (FLT:0) משתמש בהיברידי מערכת DM אשר מעכבת ספקים דיגיטליים ליד אנלוגיה FM או AM. עבור היברידית AM, הוא משתמש במודולציה מורכבת עם גם amplitude וגם שינויים שלב (FM שימושים של DM עם QPSK והזמנות גבוהות יותר).
  • (FLT:0)DRM+REFLT:1 הרחבה של DRM לתדרים מעל 30 MHz (VHF להקות) DRM+ משתמשת ערוץ רחב יותר (עד 100 kHz) ויכולה לתמוך במודולציות מסדר גבוה יותר (עד 64-QAM) עבור שיעורי נתונים דומים ל- DAB+. עקרונות המודולציה בשלב שלה נשארים זהים אך עם פחות מ-4.4 (k) המתאימים לקבלת פנים.

מחסומים והצלחה בעולם

DRM נבדקה ונפרסה במדינות רבות.אדריכלות של שלב המודולציה הוכיחה יעילות במספר יישומים מרשימים:

  • (FLT:0) שירות החלל הקצר של שירות ה-BBC: FLT:1 The BBC ערכה ניסויים DRM נרחבים, המוכיחים כי ערוץ גלי קצר 10 kHz באמצעות QPSK/16-QAM יכול לספק אודיו איכותי קרוב ל-FM למאזינים ברחבי העולם, תוך קידוד אנלוגי AM אפילו עם כוח שידור נמוך יותר.
  • (FLT:0) All India Radio (AIR): FLT1 Air מפעילה אחת הרשתות הגדולות ביותר של DRM, המכסה מאות מיליוני מאזינים בהודו.שידור המדיום שלהם DRMs משתמשים במצב B עם 16-QAM, המציע איכות אודיו דומה ל- FM ושירותים כגון חדשות ומזג אוויר.
  • (ב) ⁇ :0) שידור של התחדשות: (FLT:1, ⁇ של DRM, במיוחד באמצעות מודולציה שלב מסדר נמוך (QPSK), שימשה לאזהרות אסון.לדוגמה, ה-FLT:2ITU הדגיש את DRMFLT:3 כמערכת מתאימה לחירום, בשל יכולתה להגיע לאזורים מרוחקים ללא תשתיות אינטרנט.
  • (FLT:0) רשומות למרחקים ארוכים: 1FLT:1 A DRM שידור באמצעות משדר 1 קילוואט QPSK מודולulation כבר קיבל מעל 10,000 ק"מ משם, מה שמדגים את השלב ניתן להשיג עם עיצוב מקלט זהיר.

הצלחות אלה מדגישות כיצד שלב מודולציה, בשילוב עם DM, מאפשרת ל-DRM לספק רדיו דיגיטלי אמין בסביבות שבהן אנלוגיה AM וסטנדרטים דיגיטליים אחרים נכשלים.

עתיד DRM ו-Ph Modulation

הפיתוח ממשיך ב-DRM.The DRM Consortium (ראהFLT:0drm.orgearph:1) פועל על שיפורים שעשויים למנף עוד את שלב המודולציה:

  • (FLT:0) קבוצות מסדרה גבוהה יותר:FLT:1 עם התקדמות בקידוד ערוצים (למשל, קודים LDPC), פרופילי DRM עתידיים עשויים לתמוך 256-QAM בתנאים נוחים, לדחוף את שיעורי הנתונים מעבר ל -100 kbps בערוץ 10 kHz.
  • (FLT:0)Multiple-input מרובות- ⁇ (MIMO) עבור DRM:BuildFLT:1 Using אנאנטות שידור מרובות עם טכניקות שלב-offset יכול להגדיל את המגוון המרחבי.MIMO-OFDM עם שלבמודולציה כבר בשימוש ב-Wi-Fi ו LTE; התאמת אלה לשידור HF הוא תחום מחקר פעיל.
  • (FLT:0) אינטגרציה עם IP ו-5G שידור:03: ⁇ FLT 1 DRM נחשב כשכבת משלוח עבור רדיו היברידי, שילוב שידור מקומי עם הזרמת האינטרנט.
  • (FLT:0) מקלט רדיו מוגדר (SDR): 1FLT:1 הזמינות הגוברת של SDRs מאפשר יישום גמיש של אלגוריתמים של אלגוריתמים של קוד פתוח DRM קוד פתוח (למשל, חלום) להמשיך לשפר, המאפשר להאזין להתנסות עם אסטרטגיות מעקב שונות.

הסיבות הבסיסיות לשימוש במודולציה שלבית – אכזריות, יעילות ספקטרלית, והתאמה עם DM – יבטיחו שהיא תישאר מרכזית באבולוציה של DRM.

מסקנה

שלב המודולציה הוא מרכיב חיוני של מערכות רדיו דיגיטליות מונודיאל.משלב הבסיסי QPSK ועד סדר גבוה יותר QAM אשר גם משתנה amplitude, מימד השלב נושא את עיקר המידע על פני קישור רדיו.על ידי ניצול קוהרנטיות מוכחת דרך פינות הפעלה מוכחות של ערוץ DRM, אך DRM משיגה אות גבוה בהרבה אנלוגיה תחת תנאי ההדבקה הבסיסיים של עיצוב זהה, עכשיו, מאפשר שמירה על רמה גבוהה ביותר של נתונים מגובה על ידי DRM, אך ורק על פני רמות מסחר אלקטרוניות, אך ורקורד, ככל הנראה, כמו גם על פני רמות אבטחה גבוהה יותר, כמו DRM, כמו גם על פני רמות אבטחה גבוהה יותר, כמו גם על פני רמות אבטחה גבוהה יותר, כמו גם על מנת להגדיל את רמת אבטחה גבוהה יותר, אך מאפשר DRM, כמו גם על מנת להגדיל את רמת הדיוק של נתונים מגובה של אבטחה גבוהה יותר, אך מאפשר DRM, כמו גם על מנת להגדיל את רמת הדיוק של נתונים מגובה של אבטחה גבוהה יותר, כמו גם על ידי שמירה על ידי שמירה על ידי שמירה על ידי שמירה על פני כמות גבוהה יותר, אך גבוהה יותר של נתונים מקודמת אבטחה גבוהה יותר של אבטחה גבוהה יותר, כמו גם על ידי שמירה על ידי שמירה על ידי שמירה על ידי שמירה על ידי