Dijital Radyo Mondiale'da Faz Değişikliği (drm) Yayın Sistemleri

Dijital Radyo Mondiale ve Faz Modulation'a Giriş

Dijital Radyo Mondiale (DRM) radyo yayınlarında önemli bir sıçramayı temsil ediyor, özellikle kısa dalga, orta dalga ve uzun dalga grupları için. analog AM yayınlarının kısıtlamalarının üstesinden gelmek için geliştirildi - sınırlı ses kalitesi, susceptability to response, and in effective spektrum use –by CAReraging), DRM'nin performansında, önemli bir bileşen olarak faz modülasyonunu içeren ileri modlama stratejisidir.

DRM Yayınlama Genel Bakış

DRM açık bir standarttır (ETSI TS 101 980), farklı kanal dosyalarını sayısallaştırmayı tasarlar: kısa dalga (2.3-26.1 MHz), orta dalga (526.5-1606.5 kHz), ve uzun dalga (148.5-283.5 kHz). standart dört temel işlem modlarını tanımlar (AAC, C, D) farklı kanal koşullarını sağlamak için, iyileştirici yerel orta dalgalamalar için aşırı sıcaklık bağlantıları. DRM sadece yüksek kaliteli ses taşır (tekrarlı)

Modulation Fundamentals in DRM

Herhangi bir dijital iletişim sisteminde, modulation haritaları dijital bir taşıyıcı dalgaformuna dijital olarak küçülüyor. Üç temel taşıyıcı parametresi amplitüd, frekans ve faz.In DRM, a kombinasyonu amplitude and stage modulation is used-specifically, amplitude-faygu değişim anahtarı (APSK) veya dörtlülük amplifikasyonu (QAM) subcarrierler için.

[FONT:0)Subcarrier yankılanıyor:[Dönem:[Dönetici: 0,4,2|Düzücüler: 0,3 Hz Mode A in shortwave, 13.9 Hz for Mode B in orta dalga).
[FONT:0)Cyclic ön ek (guard aralığı):) alıcının kartpostal-symbol müdahalesine izin vermelerine izin verir.
[FONT=0] Subcarriere geçiş: QPSK (4 devletler, 2 bit / asibol), 16-QAM (16 devletler, 4 bit / asibol) veya 64-QAM (64 devletler, 6 bit / asibol).

Tüm bu takımyıldızlar amplitüd ve faz varyasyonlarını birleştirir. Örneğin, QPSK ünite çemberinde dört puan kullanır, her biri COFDM hakkında geniş bir şekilde konuştuğumuzda bile.

Faz Modulation Basics

Faz modulation encodes information by different the immediate stage of the operator dalgasının bir referansa göre sıralanması. Matematiksel olarak, bir faz ayarlı sinyal, saf PSK kullanarak da sürekli ifade edilebilir.(t) c t + {{(t) , {{(t) , alıcının iki katın aksine, doğru bir şekilde sinyale ve kodlayıcı fazda doğru bir şekilde kodlanabilir.

Neden Faz Modulation Suits DRM

[FONT:0)Robustness to fading: Ionospheric kısa dalga üzerinde ileri dalgalar düz ve frekans-selective fading. faz modulation, özellikle diferansiyel kodlama ile bir araya geldiğinde, amplif bir referans tutar.
DRM:0)Spectral verimliliği:[Dönemli aşamalar ve amplitüdler kullanarak, DRM, on kHz kanalda analog AM'den daha fazla bit paketleyebilir.
[FOFDM ile ilgili olarak: [Dönetici: 0,4][/FONT=0)) veya alt köşeli iletişim kurma koşulu, bilinen faz bilgilerini tahmin etmek ve doğru kanal bozulmaları için kullanan pilot altkarrierlerden yararlanmaktadır.

DRM'de Faz Modülasyonu

DRM'de, modulation süreci kaynak kodlama ve kanal kodlamasından sonra başlar (kahkaha ile birlikte kodlama) Encoded bit akışı, 206 altkarriere (veya daha fazla bant genişliğine bağlı olarak) haritalanır.DRM standart QPSK, 16-QAM veya 64-QPS modunda belirli bir haritayı tanımlar.

DRM'nin faz uygulamasının temel yönü, pilotlar arasındaki farkın, alıcının her veri alt alanı için kanal tarafından tanıtıldığı ve kanal eşitleştirilmesi olarak bilinen altsal sistemler olduğunu tahmin edebilir.DRM'de, pilotlar hem de zaman alanlararası olarak giriş sırasındaki tepkinin kritik olduğunu tahmin eder.

Modes and Modulation Constraints

Dört DRM modları öncelikle subcarrier spacing ve koruma aralığı uzunlukta farklılık gösterir ve modulation seçenekleri etkiler:

[FONT:0]Mode A: [DÜDÜDÜDÜSÜŞÜNÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ: 0,6 Hz. İyi koşullarda 64-QAM'a destek veriyor, ancak genellikle bağlantı güvenilirliğini korumak için 16-QAM veya QPSK kullanıyor.
B:[D) Orta dalga için [Dönetici: 13.9 Hz. Ortak olarak 16-QAM kullanır.
[FONT:0)Mode C: [Dönüşük İçin 3,64 Hz. Alt veri oranları, genellikle QPSK, dar bant genişliği ve daha yüksek müdahale nedeniyle.
[FONT:0]Mode D: [Dönetici aralığı ile uzun dalga boyunca, s.2 Hz. Çok düşük veri oranları, tipik olarak QPSK veya hatta BPSK sağlam acil yayınlar için.

Yüksek sipariş modulations (64-QAM) mükemmel sinyal-to-noise oranı (SNR) ve stabil aşama koşulları gerektirir. DRM alıcıları performansı optimize etmek için iteratif dekoding ve yumuşak-decision metrics kullanır, ancak modulation'ın kendisi tahmin edilen kanal durumuna göre seçilir.

Diferansiyel Aşama Encoding

DRM öncelikle koherent modulation (bir aşama referansını talep ediyor), aynı zamanda bazı kanal tiplerini kullanarak diferansiyel kodlamayı da destekler.Disferansiyel QPSK (DQPSK) faz referansı için açık bir pilota ihtiyaç duymaz, çünkü veriler önceki sembolüne göre kodlanır.Bu, aşama tahminlerinin zor olduğu hızlı fading kanallarında alıcıyı basitleştirebilir.

DRM'de Faz Modulation'ın Avantajları

Orijinal makale, sinyal kalitesini, spektral verimliliğini ve gürültü direncini artırır. Bunlar ayrıntılı olarak incelenebilir:

[FONT:0) Uzun yolların üzerindeki süreklilik: Kısa dalga sinyalleri, küçük yükseltmelerden sonra binlerce kilometrelik bir olasılıkla seyahat edebilir. Aşama modulation (özellikle QPSK), vericinin güç yükselteçleri tarafından daha az çarpıtılan bir zarf sunar.
[FONT:0)Robustness to multipath and fading:[Dönetici:0) Koruma aralığı ile ilgili olarak, taşıyıcının çoklu empati bileşenleri birleştirmesine izin verir.
[FONT:0]Efficient use of guard bands:[DRMT:1) Bu aşamadaki spektrumu (örneğin, kök kaynaklı kosine filtreleme), DRM vericiler analog AM'den daha sıkı bir şekilde paketleyebilir, yayınlayıcıların mevcut analog tahsis etmeden DRM hizmetlerini tanıtmalarına izin verebilir.
[FONT:0)Graceful deme: [DFLT:1] SNR azalttığı gibi, faz modulation (yüksek sipariş QAM) kullanılarak DRM sinyali yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş

DRM için Faz Modulations and Mitigations in Stage Modulation for DRM

DRM'de faz modülasyonu birkaç teknik zorlukla karşı karşıya değildir:

[FONT:0)Phase gürültü: Yerel osilatörler her iki vericide ve alıcılar rastgele faz dalgalanmalarını tanıtmalıdır. Yüksek aşama gürültüsü, takımyıldızı döndürebilir, etkili SNR. DRM alıcıları çalıştırılır faz takip döngülerini (tekrarlı ve karar yönlendirmeli tahminler) standartta tanımlanan katı faz gürültülerini karşılamak zorundadır.
[FONT=0]Carrier frekansı dengeleme:[DRMT:1), alıcının birkaç yüz hertz'a kadar dengeleyebilmesine izin veren ön sembolleri ve sürekli pilotları kullanarak ortak bir aşama rotasyonuna neden olur.
[FONT:0) Hayırlı bir bozulma: Amplifiers yakın doygunluk nedeni AM/PM dönüşüm - sinyaldeki amplifikasyon varyasyonları (QAM'dan) faz hataları oluşturur. DRM yüksek zirveye sahip sinyaller (PAPR) buna karşı hassastır.
[FONT:0)Channel hızlı fading tahminleri: Hızlı değişen iyonosferik koşullar (örneğin, güneş batağı / aset sırasında) kanalın faz cevabının tek bir OFDM sembolü içinde değişmesine neden olabilir. DRM, bu tür senaryolar için zaman içinde daha yüksek bir pilot yoğunluğu destekler, güçlülük için veri oranını azaltır.

Standart özellikle yayıncıların modülasyon planını ve kod oranını uyumsuzlaştırmalarına izin verir (apay kodlama ve modulation zorunlu değildir). Bu esneklik operatörlerin kapsama alanı için en iyi ticaret-off seçmelerine yardımcı olur.

Diğer Dijital Radyo Sistemleri ile Karşılaştırma

DRM'nin faz modülasyon tasarımını takdir etmek için, diğer dijital radyo standartlarına kıyasla faydalı olacaktır:

DQPSK (farklı QPSK) ile DQPSK (farklı QPSK) arasında tüm altkarrier için ihtiyaç var, ancak SNR'de eş algılama ile karşılaştırıldığında 3 dB cezası verir. DAB, Band III (174-240 MHz) ve L-B&B'de çalışır ve bu nedenle, havayolunun SW/MW/LW/LW. DRM'den daha az şiddetlidir.
[FONT=0]HD Radyosu (IBOC): [DFLT:1), HD Radyo, dijital taşıyıcıların dijital taşıyıcılarının analog FM veya AM'ye bitişik olması için karmaşık bir modülasyon kullanırken, hem amplifikasyon hem de faz değişiklikleri ile karmaşık bir şekilde çalışır (QPSK ve daha yüksek siparişlerle). DRM'nin yaklaşımı, dijital modda daha esnektir ve saf dijital modda çalışabilir, oysa HD Radio analog olarak karmaşıktır.
DRM+: [DRM+: [DRMT:1] 30 MHz'in üzerindeki frekanslar için DRM'nin bir uzantısı (VHF bantları) DRM+ daha geniş bir kanal kullanıyor (100 kHz'ye kadar) ve daha yüksek sipariş modulations (64-QAM'a kadar) DAB+ ile karşılaştırılabilir veriler için uygun olarak kullanılabilir.

Gerçek Dünya İşbirlikleri ve Başarıları

DRM birçok ülkede test edildi ve dağıtıldı. Aşama modulation mimarisi bazı etkileyici uygulamalarda etkili kanıtlandı:

[FONT:0]BBC Dünya Hizmeti kısa dalga: [DFLT:1] BBC, QPSK/16-QAM kullanarak 10 kHz kısa dalga kanalının, dünya çapında dinleyicileri dinlemek için yakın kaliteli ses sağlayabilir, daha düşük güçle bile bilgilendirir.
[DÜDÜ:0] Tüm Hindistan Radyosu (Üye): [DFLT:1) HAVA, Hindistan'daki yüzlerce milyon dinleyiciyi kapsayan en büyük DRM ağlarından birini işletiyor. Orta dalga DRM yayınları Mode B'yi 16-QAM ile kullanıyor, haber ve hava durumu gibi FM ve veri hizmetleriyle karşılaştırılabilir ses kalitesi sunuyor.
[FONT=0)Emergency yayın: [DRM'nin sağlamlığı, özellikle de düşük sipariş aşaması modulation (QPSK) kullanılarak, felaket uyarıları için kullanılmıştır. Örneğin, DRM[DRM) DRM'nin, internet altyapısı olmadan uzak bölgelere ulaşma yeteneği nedeniyle acil uyarı için uygun bir sistem olarak vurgulandı.
[FONT=0]Uzun mesafe kayıtları:[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜ:0)DÜye Olmayanlar: [DÜye Olmayanlar: [DÜye Olmayanlar: 1 kW verici ve QPSK modulation” kullanarak bir DRM iletim, aşamaya kadar 10.000 km uzaklıkta, dikkatli alıcı tasarımıyla ilgili olarak uygun bir şekilde uygun bir şekilde uygun bir şekilde gösterilebilir.

Bu başarıları, faz modülasyonunun, OFDM ile birlikte, DRM'nin analog AM ve diğer dijital standartların başarısız olduğu ortamlarda güvenilir dijital radyo sunmasını sağlar.

DRM ve Faz Modulation

Geliştirme DRM'de devam ediyor. DRM Consortium (seeETHFLT:0)drm.org) daha fazla faz modülasyonuna sahip olabilecek geliştirmeler üzerinde çalışıyor:

[[Düzücüler:0) Yüksek sipariş takımyıldızları: Kanal kodlamadaki gelişmeler (örneğin, LDPC kodları), gelecekte DRM profilleri 256-QAM'ı olumlu koşullarda destekleyebilir, 10 kHz kanalının 100 kbps ötesindeki verileri hızlandırabilir.
DRM için Çok Fazla Bağlantılı (MIMO) için Çok Fazla Bağlantılı (MIMO):[Döncükler ile birden çok iletili anten kullanarak, uzaysal çeşitliliği artırabilir. MIMO-OFDM ile faz modulation zaten Wi-Fi ve LTE'de kullanılır; bu HF yayın için adapte olmak aktif bir araştırma alanıdır.
[FONT:0) IP ve 5G yayınlarıyla ilgili olarak: DRM, yerel yayınları internet akışı ile birleştirerek, karma radyo için teslimat katmanı olarak kabul edilir.
[FONT=0)Software-defined radyo (SDR) alıcıları: [DFLT:1), SDR'lerin artan erişilebilirliği, faz tahmin algoritmalarının esnek uygulanmasına izin verir. Open-source DRM decoders (e.g., Dream) farklı aşama izleme stratejileriyle deneye olanak tanır.

Faz modülasyonunu kullanmak için temel nedenler -robustness, ⁇ verimliliğini ve OFDM ile uyumluluk - DRM'nin evrimine merkezi kalmasını sağlayacaktır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Faz modulation, dijital radyo Mondiale sistemlerinin vazgeçilmez bir öğesidir. Temel QPSK subcarriers'ten daha yüksek sipariş QAM'a kadar, faz boyutu, pilot destekli kanal tahminleri ile ilgili bilgi toplama işlemine izin verir, DRM aynı şekilde eşdeğer bir şekilde doğrulanmış bir şekilde sinyal kalitesi elde eder.