フェーズの変調は何ですか。

フェーズモジュレーション(PM)は、キャリア波の即時相が、情報信号の広さに比例して変化する変調技術です。 気動変調(AM)とは対照的に、キャリアの振幅変化がゼロ交差のタイミングを変える、PMはPMは、振幅騒音と干渉に強いPMを増幅し、アナログFM放送(間接的にFM)の採用を主導した特性は、ほぼデジタル通信方式や、ほぼすべての通信方式の無線通信方式、および無線通信方式など、より重要なネットワークとして、FMが、ほぼすべての通信速度、および通信速度、および通信速度、通信速度、通信速度、通信速度、通信速度、通信速度、通信速度、通信速度、通信速度、通信速度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、湿度、湿度、温度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、

数学表現は簡単です: modulated シグナルは s(t) = A c の cos(2πf c t + k p m(t)] と表現できます。 ]k p] は、フェーズ感度とm(t)][FLT:]] は、 [[FLT:[FLT:]] が、 が自動的に に変位されます。 [FLT] は、 の段階の[FLT] が、 の方向に、 [[FLT:[FLT:[FLT] が、 が、 が、 が、 が、 の方向に変位相変位する場合には、[FLT:[[FLT:[F] が、[[[[[[[F] が、[[[FLT] が、[FLT] が、[[[[[[[FLT]

信号の調節図を理解する

信号の星座図は、複雑な平面の点として、デジタル変調方式で可能なすべてのシンボルをマッピングする2次元の散布図です。水平軸(I)は、相相コンポーネントを表し、垂直軸(Q)は四角形コンポーネントを表しています。 起源の距離は振幅に対応し、正のI軸の角度は相を表しています。 これらの図は、視覚的なシンボルの位置、境界線、および行動の決定のための不可欠なツールです。

任意の変調順序[]Mのために、星座は正確にMポイントが含まれています。 シンボルごとの平均エネルギーは、起源からのすべての点の四角距離の合計に匹敵します。 任意の2点間の最小のEuclidean距離は、添加された白のGaussianノイズ(N)チャネルでビット誤差率(BER)を決定する主要なメトリックです。 より大きい電力量が、より大きい(低速)は、より大きい。 または低速距離が、より大きい。

直接リンク:フェーズモジュレーションマップがConstellation Diagramsにどのようにマップするか

純粋な相変調(PM)またはPSKでは、すべての星座点は一定の半径の円に横たっています。唯一の変数は相角です。バイナリPSK(BPSK)の場合、2つのポイントは0°および180°(I-axisの反対端)です。Quadrature PSK(QPSK)は45°、135°、225°、315°の各4つのポイントをそれぞれ90°で分けます。 したがって、modulationが8KPSKを増加させ、より多くの点を円を低減し、より多くの円を円を切る。

星座図は、この関係を即座に表示します。各点の角度座標は、キャリアに適用されるフェーズシフトに相当します。 軸座標は、振幅が固定されるため、定数(通常)のままです。 実際には、相騒音、キャリア周波数オフセット、および非線形性は、受信したポイントが理想的な位置から逸脱し、それらをクラスターに広げる原因となります。 星座図は、これらの障害を明らかに明らかに明らかにします。

相と振幅調節を組み合わせることも、量義の振幅変調(QAM)を形成することができます。 QAMでは、ポイントは長方形のグリッド(例えば、16〜QAM、64〜QAM、256〜QAM)で配置されます。 QAMは純粋なPMではありませんが、相関は自由の重要な程度であり、QATは、シンボルセットを視覚化する主な手段を残します。 多くの実用的なシステム(例えば、LTEGAMは、より高い5〜GAMは、NRFは、EFLAMは、より高価な効率性を発揮します。

なぜ星座図はPMシステム設計のために不可欠であるのか

エンジニアは、いくつかの重要なタスクの恒星図に依存しています。

  • 変調分類:[]] 集約したサンプルから、集約したサンプルから変調を識別する。
  • [] シグナル品質推定:[ エラーベクトルの大きさ(EVM)を、受信したポイントのルート・メアン・スクエアの間隔として計算する 理想的な場所から。
  • キャリアの頻度オフセットのために正しいために星の全体の段階の回転を観察するキャリアの回復:[]]
  • []Symbolの同期:[サンプリングフェーズをエンザリングして、シンボル間隔を合わせ、インターシンボル干渉を回避します。

フェーズノイズとコンステレーション図への影響

相ノイズは、振動子の不安定性によって引き起こされるキャリアフェーズのランダムな変動です。 星座図では、位相ノイズは、円(PSK)の周りのポイントの回転またはスピアリングとして現れ、または放射状およびタンジェンシャルスプレッド(QAM)として。 角度スプレッドは、隣接する星座点間の有効な最小距離を削減し、直接BERを劣化させます。 高周波ループや低速回転などの高順序調節のために、非常に低い相関を- 256- に調整する、非常に低い相関を非常に低減します。

関係は、M-PSK の、隣接するシンボル間の角度分離が 360°/M である。 相ノイズ分散は、その分離よりもはるかに小さく維持されなければならない。 実際には、シンボル間隔の 1 〜 10 分の相ノイズ標準の偏差は、親指の一般的な規則である。

コミュニケーションシステム性能への影響

フェーズの調節と星座図間のインタープレイは、4つのキーシステムパラメータに直接影響します。

  • []データレート:]] Higher-order modulation(more point) は、シンボルごとにビットを送信します。 固定シンボルレートの場合、16-QAM は 4 ビット/シンボル対 2 ビット/シンボルは QPSK で配信されます。
  • パワー効率:]] 必須信号-to-noise比(SNR) は、変調順でターゲットBERが増加する。 例えば、64-QAMは同じBERでQPSKよりも8〜10dB高いSNRが必要です。
  • Bandwidth の効率:] Higher-order PM と QAM は、スペクトル利用を最大限に活用し、Hertz あたりのビットをパックします。 これは、セルラースペクトラムのような帯域幅の制約チャネルにとって不可欠です。
  • :の障害に対するRobustness:相ノイズ、周波数オフセット、および非線形は、高値の順調に劣化します。 システムは、実装の複雑さに対するスループットをバランスしなければなりません。

これらのトレードオフは、決定領域(Voronoiセル)で星座図を上回ることによってしばしば視覚化されます。ポイントの近接、決定領域が小さくなり、与えられたノイズ分散に対するエラーの確率が高くなります。

実用例:BPSK対8‐PSK

AWGNチャンネルを考えてみましょう。BPSKは2(単位の大きさを量る)の最小距離で10〜6のBERを達成するために約9.6dBのSNRを必要とします。同じ振幅の8〜PSKは、わずか〜0.765(2の罪として計算)の最小距離を持っています。同じBERを達成するために、8〜PSKはSNRをほぼ8dB高く要求します。この星図は、この点は、8〜50°S以上のギャップをはるかに超えるために、K〜50°S〜50°Sの範囲で、より小さいPSKは、より小さいです。

高度なトピック: 差動相変調と非凝集検出

差動 PSK (DPSK) は、絶対的なフェーズではなく、成功のシンボル間の相差の相差で情報をエンコードします。 これは、一貫性のあるキャリアの参照の必要性を排除し、受信機を簡素化します。 DPSK の星座図は PSK に似ていますが、実際の送信フェーズは、元のフェーズシフトの累積的な合計です。 非凝集検知結果は、コヒーレント PSK と比較して約 1～2 dB dB のパフォーマンスペナルティで結果が、より強烈な相変化とノイズが相続的に変化します。

ツールと測定技術

現代のベクトル信号アナライザ(VSA)ディスプレイライブコンステレーション図は、エンジニアがモジュール品質を視覚的に診断できるようにします。 EVMのようなメトリックは、標準化されています(例えば、3GPP、IEEE 802.11)、および直接コンステレーションから計算されます。 清潔でタイトなポイントは、高い信号品質を示します。 スプレッドアウトまたは回転クラスタポイントは、フェーズノイズ、周波数オフセット、またはアンプの圧縮に。 EVMは、通常、または5dB未満のEPM(EVM)が必要です。 EVMは、EVMは、通常、または5dB(EVM)よりも優れています。

より詳細な読み方については、 []] による原文教科書を参照してください。 コミュニケーションシステム と []]] ヨハネ G. 伝言 ] ]]]] ]]]] 。 実用的な測定ガイドラインについては、 [:] ]] および [[FLT:]] [[FLT:]] 文言文法規準:[[FLT:] 文法規準:[[[FLT:] 文法則] 文法則文法則:[[[[[[[[FLT:]]] 文法則] 文法則] 文法則] 文法則] 文法則] 文法則] 文法則] 文法則] 文法則] 文法[[[[[[[[[[[[

コンテンツ

フェーズモジュレーションと信号のコンステレーション図の関係は単なる学術的ではありません。現代のデジタルコミュニケーションが構築される基礎です。各フェーズシフトは、一定の角度位置に対応し、それらの位置の配置は、システムのデータレート、ノイズの免疫、およびハードウェアの複雑性を予測しています。 星座図の視覚的な言語を習得することにより、エンジニアは低電力のIoTリンクから高出力のIoTリンクまですべてを設計、テストし、最適化することができます。 これらは、これらの構成要素が、これらの構成要素を高速化し、各世代の無線回路図を拡張する能力を向上するために、より重要なネットワークを拡張します。