Разработка компьютерной модели для исследования когерентного приемника системы подвижной радиосвязи.

Актуальность когерентного приемника состоит в том, что он широко используется в цифровых системах связи.

Задача моей выпускной квалификационной работы состоит в разработке компьютерных моделей когерентного приема, их сравнении, выявление достоинств и недостатков.

Решение задачи: создание математических моделей и проведение испытаний, наиболее близких к условиям работы нашей системы связи, проверка при каких ОСШ можно использовать тот или иной вид модуляции.

В каждых когерентных условиях нужно искать компромиссы. Для этого делать систему адаптивной, т.е. как только начали появляться ошибки, нужно менять вид модуляции на более грубый. Это делается путем исследования моделей.

Для оптимального когерентного приема необходимо выполнить следующие условия: передаваемые сигналы должны быть полностью известны и могут быть точно воспроизведены в приемном устройстве; канал связи гауссовский с постоянными параметрами, искажения сигналов в канале отсутствуют; спектральная плотность аддитивной помехи известна; синхронизация принимаемых и опорных сигналов идеальна.

В когерентных системах связи реализуются модуляции, такие как: амплитудная модуляция (ASK), частотная модуляция (FSK), фазовая модуляция (PSK), квадратурная амплитудная модуляция (QAM), дифференциальная фазовая манипуляция(DPSK).

 

 

Многоуровневые форматы модуляции сочетают в себе высокую спектральную эффективность и устойчивость к воздействию дисперсии. Эти достоинства многоуровневых форматов модуляции делают их перспективными при необходимости увеличения скорости передачи в действующих системах связи. Сочетание когерентного детектирования с цифровой обработкой сигналов позволит достигнуть еще более высоких значений количества передаваемой информации на один символ. Современные цифровые когерентные приемники позволяют удвоить скорость передачи информации за счет поляризационного уплотнения информации.

Принцип работы цифрового когерентного приемника.

Главная задача когерентного приемника – преобразование информации, которая переносится сигналом, в электрическую форму. Сложность этой задачи заключается в жестких требованиях к взаимной синхронизации частот источника опорного излучения и несущей сигнала. Совмещение цифровой обработки сигналов с когерентным приемником облегчает решение этой задачи.

Блок-схема работы цифрового приёмника:


Из-за внешних воздействий фаза несущей оптического сигнала испытывает флуктуации (фазовый шум). Влияние шума показано на рисунке:


Таким образом, высокоскоростная цифровая обработка электрического сигнала позволяет точно выделить действительную и мнимую компоненты (I и Q соответственно) комплексной амплитуды электрического сигнала.

Многоуровневые форматы модуляции позволяют увеличить скорость передачи информации в несколько раз. Важное достоинство многоуровневых форматов – более высокая по сравнению с двухуровневыми форматами спектральная эффективность.

Когерентные системы связи позволяют реализовывать любые многоуровневые форматы модуляции, обеспечивая увеличение скорости передачи информации в несколько раз в зависимости от емкости формата. Другое преимущество когерентных систем состоит в сохранении фазовой и поляризационной информации сигнала при преобразовании в электрическую форму.

На данный момент, достигнут такой результат, что при четырехуровневой фазовой модуляции и поляризационном уплотнении была достигнута скорость передачи информации 46 Гбит/с в условиях реального коммерческого трафика.

Список литературы:

1.     Бернард Скляр «Цифровая связь».

2.     Игнатов В.А.  «Теория информации передачи сигналов».

3.     Прокис Дж. «Цифровая связь».