Разработка модели цифрового радиомодема.
Данная работа заключается в разработке модели, которая должна обеспечивать совместную адресную передачу сообщений нескольким пользователям и широковещательную передачу системной информации о сети. Приёмник, начав свою работу со случайного символа сохранённой записи радиосигнала, должен обнаружить в непрерывном потоке символов широковещательное сообщение и выяснить, имеются ли для него передаваемые сообщения. Если в записи радиосигнала имеется сообщение для данного терминала, то терминал должен осуществить приём оставшейся части этого сообщения.  На начальном  этапе своей работы были проработаны задачи, решаемые на физическом и канальном уровнях оборудования цифровой  системы связи. Что включает в себя обоснование структуры и разработку радиоинтерфейса сети.
Что такое модуляция QAM?
Начнем с того, что QAM является разновидностью многопозиционной ам­плитудно-фазовой модуляции. В соответствии с принципами этой модуляции цифровой сигнал кодируется в виде дискретов в фазовой плоско­сти IQ, где I представляет собой синфазную составляющую, a Q - квадратур­ную. Результирующий сигнал можно представить как определенное измене­ние двух параметров сигнала - амплитуды и фазы (Am,Im), откуда и название амплитудно-фазовой модуляции.
Принцип амплитудно-фазовой модуляции QAM.
Входящий поток цифровых данных преобразуется в последовательность кодовых символов. Затем каждый кодовый символ преобразуется в сигнал определенного соот­ношения I и Q, так что на выходе получается амплитудно-модулированный сигнал QAM.
Использование QAM для передачи цифрового сигнала имеет следующие особенности.
  • Передаваемая информация кодируется одновременными изменениями амплитуды и фазы несущего колебания (Am,Im),
  • При модулировании синфазной и квадратурной составляющих исполь­зуется одно и то же значение дискрета изменения амплитуды (р).Окончания векторов модулированного колебания Zm образуют прямо­угольную сетку на фазовой плоскости. Число узлов такой сетки определяется типом используемого алгорит­ма QAM. Схему расположения узлов принято называть созвездием.
 Типичная схема обозначения: < QAM -<число>, где <число> - количество узлов на фазовой плоскости, а также максимальное количество раз­личных значений модулированного сигнала. В качестве иллюстрации представлено созвездие QAM-16. Как следует из названия, в таком сигнале имеется 16 состояний. Преобразова­ние цифровых данных в QAM-16 идет следующим образом.
  • Последовательность данных разделяется по 4 бита.
Структура созвездия QAM-16.
 
4-битовые комбинации в таком случае рассматриваются как кодовые символы QAM-16.
Для каждой комбинации из 4-битов существует кодирующий ее сигнал QAM-16. 
Наиболее простой модуляцией семейства QAM является QPSK, или QAM-4, в которой изменение фазы несущего колебания выполняется с шагом р/2. Для такой модуляции существует только 4 состояния, а один кодовый символ соответствует 2 битам. В результате скорость передачи информации (измеряемая в бодах) будет в 2 раза меньше битовой скорости данных. Более сложные варианты QAM-16/32/64/128/256 позволяют еще больше уменьшить скорость передачи информации. Одновременно уменьшается помехозащищенность кодирования. Чем большее количе­ство состояний входит в созвездие QAM, тем больше вероятность того, что в результате помехи произойдет кодовая ошибка. Следовательно, QPSK оказывается более устойчивой к ошибкам модуляцией, чем QAM-64. Здесь имеет место паритет между допустимой скоростью передачи и уровнем помехозащищенности. Чем выше уровень QAM, тем больше ско­рость передачи, но тем выше уровень ошибок и тем большие требования предъявляются к отношению сигнал/шум.
Разрабатываемая модель должна обеспечивать совместную адресную передачу сообщений нескольким пользователям и широковещательную передачу системной информации о сети. Иже представлена структурная схема сети изображена. Она состоит из точки доступа, которая осуществляет рассылку сообщений и из нескольких терминалов, осуществляющих прием данных.На предложенной структурной схеме сети в качестве сообщения могут использоваться, к примеру, любые текстовые файлы. На каждый терминал должно прийти сообщение и общая информация о сети. А по результатам приема определены статистические свойства ошибок.
Проработка логических уровней модели.
В работе используем иерархическую трёхуровневую модель передачи данных. А именно, физический, канальный и уровень управления радиоресурсами. Остановимся подробнее на функциях каждого уровня.
•Физический уровень.  Формирует и принимает потоки битов, обеспечивает их надёжную доставку на канальный уровень. При  формировании учитывали необходимый минимум – процесс модуляции и помехоустойчивого кодирования.  Структура пакета :
 
•Канальный уровень. Адресная и широковещательная доставка сообщений. На нём должна существовать службы, осуществляющая проверку достоверности  принятого сообщения. Приведём структуру сообщения канального уровня:
 
•Уровень управления радиоресурсами. Закладка различных сценариев взаимодействия терминалов с точкой доступа. В рамках нашей разработки все сообщения можно интерпретировать либо как служебные, либо как информационные. Точка доступа указывает терминалу тип сообщения и алгоритм его обработки. Получившаяся структура:
Список используемой литературы.
1.  Скляр Б. «Цифровая связь». М.: издательство Вильямс, 2004г.
2. http://adsl2plus.ru/page/chto-takoe-moduljacija-qam.html
3. http://www.protocols.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=74
Статью подготовили Ночная А.Е. и Кривошеина М.С.