Разработка модели цифрового радиомодема (модуляция QPSK).Часть 2
 Разработка модели цифрового радиомодема (модуляция QPSK). Часть 3
 Тема 1: Цифровой QPSK радиомодем
  Модель цифрового QPSK радиомодема
 «Разработка модели цифрового радиомодема»
В ходе выполнения работы необходимо решить следующие задачи:
1. Проработка основных задач, решаемых на физическом и канальном уровнях радиооборудования цифровой системы связи;
2. Анализ, обоснование структуры и разработка радиоинтерфейса сети;
3. Построение модели сети передачи данных.
Рис.1. Схема сети передачи данных
Разрабатываемая модель должна осуществлять свою работу согласно схеме, изображенной на рис.1, т.е. обеспечивать совместную передачу сообщений нескольким пользователям. Рассылка сообщений осуществляется точкой доступа, которая помимо полезной информации также передает системную информацию о сети (идентификатор сети, код точки доступа, наименование и т.д.).
Взаимодействие точки доступа и терминалов представим в виде трехуровневой модели радиоинтерфейса сети. Она включает в себя уровень управления радиоресурсом, канальный уровень и физический уровень. На каждом из логических уровней решаются свои определенные задачи.
Рис.2. Логические уровни радиоинтерфейса
На уровне управления радиоресурсом определяется тип передаваемого сообщения и алгоритм его обработки. При этом ТД ставит в соответствие каждому передаваемому сообщению идентификатор потока, что позволяет организовывать одновременную передачу сообщений в рамках различных потоков.
Рис.3. Структура сообщения уровня управления радиоресурсом
В передающей части модели на канальном уровне организуется задание адреса получателя, а также формирование избыточного циклического кода. Для этого используется инструмент CRC (cyclical redundancy check – контрольная сумма на основе избыточного циклического кода). На приемной стороне с помощью CRC 
осуществляется проверка достоверности принятого сообщения.
Предполагается, что сеть обслуживает 100 терминалов. Поэтому адрес каждого будет задаваться 7 битовой двоичной последовательностью. В качестве CRC используется СRC-12, имеющего образующий полином вида: X16+X11+X3+X2+X+1
Рис.4. Структура сообщения канального уровня
На физическом уровне должна быть обеспечена задача надежной передачи потока битов, поступающего с канального уровня. Достоверность приема сообщения может быть повышена с использованием различных технических решений: вид модуляции, способ демодуляции (когерентный/некогерентный), тип помехоустойчивого кодирования и т.д.
В соответствии с этим структура пакета физического уровня выглядит следующим образом:
Рис.5. Структура сообщения физического уровня
Пакет содержит сообщение закодированное на канальном уровне, биты избыточности, а также один нулевой бит для приведения длины пакета к длине кратной степени двойки. Добавление нулевого бита необходимо для того чтобы правильно осуществить модуляцию.
В данной работе используется QPSK модуляция. При такой модуляции осуществляется разбиение исходной последовательности на две, одна из которых содержит только четные биты, а другая нечетные. Каждым двум битам последовательности (четному и нечетному) ставится в соответствие один символ на комплексной плоскости.
Рис.6. Процедура разбиения исходной последовательности на синфазную и квадратурную составляющие
Рис.7. Векторная диаграмма QPSK
При использовании QPSK модуляции спектр сигнала сужается в 2 раза, по сравнению с использованием BPSK
модуляции.
Рис.8. Сравнение спектров сигналов при использовании QPSK и BPSK модуляций.
В качестве помехоустойчивого кодирования используется код БЧХ . Эти коды составляют мощный класс циклических кодов, который обеспечивает достаточную свободу выбора длины блока, степени кодирования, размеров алфавита и возможностей коррекции ошибок.
Ламтёв К.М., Баранов И.А.
Список используемой литературы
1. http://www.dsplib.ru/content/qpsk/qpsk.html
2. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение: Пер. с англ. - М.: Издательский дом "Вильямс", 2003. - 1104 с