PEHLED MODULANCH METOD OBECN SDLOVAC ETZEC KDOVN MODULACE

PŘEHLED MODULAČNÍCH METOD

OBECNÝ SDĚLOVACÍ ŘETĚZEC KÓDOVÁNÍ MODULACE ZDROJ Z Z Měnič zprávy PŘENOS RUŠENÍ Měnič signálu VYSÍLACÍ ČÁST Přenosová cesta PŘENOSOVÝ KANÁL DEMODULACE DEKÓDOVÁNÍ PŘÍJEMCE Z Zpětný měnič signálu Zpětný měnič zprávy Z´ PŘIJÍMACÍ ČÁST SPOJ 2

MODULAČNÍ RYCHLOST JE RYCHLOST JAKOU SE MĚNÍ PŘENÁŠENÝ SIGNÁL – MODULAČNÍ RYCHLOST JE POČET ZMĚN SIGNÁLU ZA SEKUNDU. MĚŘÍ SE V JEDNOTKÁCH ZVANÝCH BAUD (Bd), PODLE FRANCOUZSKÉHO INŽENÝRA JEAN-MAURICE-ÉMILE BAUDOTA (1845 -1903). SESTROJIL TISKNOUCÍ RYCHLOTELEGRAF, VYNALEZL ČASOVÝMULTIPLEX ( MOŽNOST, ABY VÍCE TELEGRAFŮ KOMUNIKOVALO PO JEDNÉ LINCE), VYNALEZL TELEGRAFNÍ KÓD (1870). MODULAČNÍ RYCHLOST NEVYPOVÍDÁ NIC O TOM KOLIK DAT SE PŘENÁŠÍ !!! MÍSTO MODULAČNÍ RYCHLOST SE NĚKDY POUŽÍVÁ SYMBOLOVÁ RYCHLOST. ANGL. BAUD RATE. 3

ANALOGOVÝ VERSUS DIGITÁLNÍ PŘENOS MOTTO : VŽDY SE PŘENÁŠÍ NĚCO ANALOGOVÉHO – PŘENÁŠENÝ SIGNÁL MÁ VŽDY CHARAKTER ANALOGOVÉ VELIČINY (PROUDU, NAPĚTÍ…SVĚTLA). ANALOGOVÝ PŘENOS – ZAJÍMÁ NÁS KONKRÉTNÍ HODNOTA PŘENÁŠENÉ VELIČINY, NAPŘ. OKAMŽITÁ HODNOTA NAPĚTÍ, PROUDU APOD. DŮSLEDKY : ANALOGOVÝ PŘENOS NENÍ NIKDY IDEÁLNÍ !!! NEDOKÁŽE PŘENÉST HODNOTU S IDEÁLNÍ PŘESNOSTÍ. DIGITÁLNÍ PŘENOS JE (MŮŽE BÝT) IDEÁLNÍ !!! DIGITÁLNÍ PŘENOS – ZAJÍMÁ NÁS ZDA KONKRÉTNÍ VELIČINA SPADÁ DO JEDNOHO INTERVALU ČI DO DRUHÉHO INTERVALU. 4

PŘEDSTAVA ANALOGOVÉHO A DIGITÁLNÍHO PŘENOSU 5

PŘEDSTAVA ANALOGOVÉHO A DIGITÁLNÍHO PŘENOSU 6

ANALOGOVÝ A DIGITÁLNÍ PŘENOS MODEM=MODulator&DEModulator CODEC=CODer &DECoder, DSP – DIGITAL SIGNAL PROCESSING (ZPRACOVÁNÍ ANALOGOVÝCH SIGNÁLŮ POMOCÍ DIGITÁLNÍCH TECHNOLOGIÍ. PŘENOS DIGITÁLNÍCH DAT PO ANALOGOVÉM PŘENOSOVÉM KANÁLE. DATA JSOU NAMODULOVÁNA NA ANALOGOVÝ SIGNÁLPOMOCÍ MODEMU A NA DRUHÉ STRANĚ ZPĚT DEMODULOVÁNA. PŘENOS ANALOGOVÝCH DAT (NAPŘ. HLASU, OBRAZU) PO DIGITÁLNÍM PŘENOSOVÉMKANÁLE : ANALOGOVÝ SIGNÁL MUSÍ BÝT ZDIGITALIZOVÁN (ZAKÓDOVÁN) POMOCÍ TZV. KODEKU A NA DRUHÉ 7 STRANĚ DEKÓDOVÁN.

VÝHODY DIGITÁLNÍHO PŘENOSU MŮŽE BÝT IDEÁLNÍ, KVALITA DAT SE PŘI PŘENOSU NEMĚNÍ, CHYBOVOST LZE ÚČINNĚ ELIMINOVAT. UMOŽŇUJE DOSAHOVAT VYŠŠÍCH PŘENOSOVÝCH RYCHLOSTÍ. MŮŽE BÝT BEZPEČNĚJŠÍ, PŘENÁŠENÁ DATA LZE SNADNO ŠIFROVAT, LZE SNÁZE ZAJISTIT SPOLEHLIVOST PŘENOSU. JE EFEKTIVNĚJŠÍ – MÁ VĚTŠÍ VÝTĚŽNOST. NAPŘ. ANALOGOVÉ TV VYSÍLÁNÍ : NA 1 FREKVENČNÍ KANÁL SE VEJDE JEN 1 TV PROGRAM. DIGITÁLNÍ TV VYSÍLÁNÍ : NA 1 FREKVENČNÍ KANÁL SE VEJDE VÍCE TV A R PROGRAMŮ SOUČASNĚ (CELÝ TZV. MULTIPLEX). DOKÁŽE PŘENÁŠET RŮZNÉ DRUHY PROVOZU SOUBĚŽNĚ – HLAS OBRAZ I ČISTÁ DATA. PŘENESENÁ DATA LZE SNADNO ZPRACOVÁVAT. KOMPRIMACE DAT PRO PŘENOS APOD. 8

PŘEHLED DRUHŮ ANALOGOVÉ MODULACE NOSNÁ SIGNÁL ω Ω MODULAČNÍ PRODUKTY MODULÁTOR 9

SPOJITÉ MODULACE ( S HARMONICKOU NOSNOU) AMPLITUDOVÁ ÚHLOVÁ (AM) KMITOČTOVÁ (FM) FÁZOVÁ (PM) 10

Představa modulace amplitudová modulace (mění se A) 0 1 y = A. sin ( w. t + f ) 0 0 1 fázová modulace (mění se f) 0 1 0 0 frekvenční modulace (mění se w) 11

AMPLITUDOVÁ MODULACE PŘÍ AMPLITUDOVÉ MODULACI MŮŽE NASTAT STAV, ŽE JE VF NOSNÝ KMITOČET ZCELA PŘERUŠOVÁN, NAPŘ. V RYTMU MORSEOVY ABECEDY, NEBO JINÝMI TELEGRAFNÍMI IMPULSY. DALŠÍM PŘÍPADEM JE STAV, KDY JE POUZE MĚNĚNA AMPLITUDA NOSNÉHO KMITOČTU V RYTMU NF MODULAČNÍ INFORMACE. V TOMTO PŘÍPADĚ NESMÍ DOJÍT K ÚPLNÉMU PŘERUŠENÍ NOSNÉHO KMITOČTU. POMĚR AMPLITUDY VF A NF KMITOČTU SE NAZÝVÁ HLOUBKA MODULACE A UDÁVÁ SE V %. VEDLE NOSNÉ VLNY VZNIKAJÍ TZV. POSTRANNÍ PÁSMA (DOLNÍ A HORNÍ). 12

13

FREKVENČNÍ MODULACE PŘI KMITOČTOVÉ MODULACI JE MĚNĚN KMITOČET NOSNÉ VLNY, ALE JEJÍ AMPLITUDA ZŮSTÁVÁ ZACHOVÁNA. MÁ VŠAK ZNAČNĚ ŠIRŠÍ POSTRANNÍ PÁSMA NEŽ AM A PROTO JI LZE POUŽÍT JEN V PÁSMECH VKV. VELKOU VÝHODOU JE PODSTATNĚ ŠIRŠÍ PÁSMO VYSÍLANÉHO SLYŠITELNÉHO KMITOČTU A VĚTŠÍ DYNAMIKA PŘENÁŠENÉ RELACE. DÁLE JE U VYSÍLAČE S FM POTŘEBNÝ AŽ 4 x MENŠÍ VÝKON NEŽ PRO AM PŘI 100 %. DALŠÍ VÝHODOU JE ZNAČNÁ ODOLNOST PŘENÁŠENÉ INFORMACE PROTI PORUCHÁM. ROZDÍL KMITOČTU MDULOVANÉ A NEMODULOVANÉ NOSNÉ VLNY SE NAZÝVÁ KMITOČTOVÝ ZDVIH (Δf). 14

FREKVENČNÍ MODULACE U= UMN*sin(Ωt + mf*sinωt) 15

FÁZOVÁ MODULACE PŘI FÁZOVÉ MODULACI JE MĚNĚNA FÁZE NOSNÉ VLNY. AMPLITUDA I KMITOČET NOSNÉ VLNY ZŮSTÁVÁ ZACHOVÁN. PODLE STUPNĚ ZMĚNY FÁZE DĚLÍME FÁZOVOU MODULACI NA : DVOUSTAVOVOU – MĚNÍ FÁZI Z 0 NA 180 STUPŇŮ (DBPSK) A ČTYŘSTAVOVOU – MĚNÍ FÁZI Z 0 NA 90, 180, 270 STUPŇŮ (QPSK) FÁZOVÁ MODULACE SE POUŽÍVÁ NA RADIORELÉOVÝCH A DRUŽICOVÝCH SPOJÍCH. 16

PŘEHLED DRUHŮ IMPULZNÍ MODULACE ZDROJ TAKTOVACÍHO SIGNÁLU NOSNÁ SIGNÁL ω Ω MODULAČNÍ PRODUKTY MODULÁTOR 17

IMPULZNÍ MODULACE NEKVANTOVANÁ AMPLITUDOVÁ ŠÍŘKOVÁ (PAM) (PŠM) KVANTOVANÁ DELTA (ΔM) POLOHOVÁ PULZNĚ KÓDOVÁ MODULACE (PCM) (PPM) 18

IMPULZNÍ METODY MODULACE A DEMODULACE JSOU ZALOŽENY NA PRINCIPU ODEBÍRÁNÍ VZORKŮ Z PŮVODNÍHO SPOJITÉHO NEBO ČÍSLICOVÉHO SIGNÁLU. HUSTOTA ODEBÍRANÝCH VZORKŮ SE URČUJE PODLE SHANNON-KOTĚLNIKOVA TEORÉMU. TV≤ 1/(2*fmax) !!!!! KDE TV JE INTERVAL MEZI DVĚMA VZORKY , fmax JE MAXIMÁLNÍ FREKVENCE SIGNÁLU. 19

VZORKOVACÍ TEORÉM PRO SIGNÁL S MAXIMÁLNÍ FREKVENCÍ fmax JE NUTNO ODEBRAT ZA DOBU JEHO PERIODY ALESPOŇ DVA VZORKY. SAMPLING THEOREM: In order to recover the signal x(t) from it's samples exactly, it is necessary to sample x(t) at a rate greater than twice it's highest frequency component. 20

NYQISTŮV VZORKOVACÍ TEORÉM OTÁZKA – JAK ČASTO JE TŘEBA VZORKOVAT (ANALOGOVÝ) SIGNÁL, ABY JEJ BYLO MOŽNO SPRÁVNĚ REKONSTRUOVAT (ABY SE Z NĚJ NIC NEZTRATILO). ODPOVĚĎ – (HARRY NYQUIST, 1928) JE NUTNÉ TO DĚLAT NEJMÉNĚ 2 x ZA PERIODU (fvzorkovací>2*fsignálu) RYCHLEJŠÍ VZORKOVÁNÍ JIŽ NEPŘINESE ŽÁDNOU INFORMACI NAVÍC – NEMÁ SMYSL TO DĚLAT RYCHLEJI. OPTIMÁLNÍ JE VZORKOVAT PRÁVĚ 2 x ZA PERIODU. HARRY NYQUIST 1889 – 1976 PRACOVAL V AT & T, BELLOVY LABORATOŘE NYQUIST FORMULOVAL V ROCE 1928. FORMÁLNĚ DOKÁZAL AŽ CLAUDE SHANNON, V ROCE 1949 – TZV. NYQUISTŮV – SHANNONŮV TEORÉM. DŮSLEDEK – MODULAČNÍ RYCHLOST JE (OPTIMÁLNĚ) ROVNA DVOJNÁSOBKU ŠÍŘKY PÁSMA. 21

MAXIMÁLNÍ PŘENOSOVÁ RYCHLOST BEZCHYBNÉHO PŘENOSU INFORMACE IDEALIZOVANÝM RADIOKOMUNIKAČNÍM SYSTÉMEM Vm = 2 * B Vp = Vm log 2 M (bit/s) C = B * log 2 (1 + S/N) (bit/s) 22

THE PROCESS OF SAMPLING 23

NEKVANTOVANÉ IMPULZNÍ MODULACE AMPLITUDA KAŽDÉHO VZORKU MŮŽE NABÝVAT NEKONEČNÉ MNOŽSTVÍ HODNOT (AMPLITUDA KAŽDÉHO PRVKU MÁ STÁLE ANALOGOVÝ CHARAKTER. AMPLITUDOVÁ IMPULZNÍ MODULACE (PAM). POLOHOVÁ IMPULZNÍ MODULACE (PPM). ŠÍŘKOVÁ IMPULZNÍ MODULACE (PŠM). 24

PRINCIP VZORKOVÁNÍ 25

PULZNĚ AMPLITUDOVÁ MODULACE 26

ŠÍŘKOVÁ A POLOHOVÁ IMPULZNÍ MODULACE 27

U TAKTO MODULOVANÝCH SIGNÁLŮ ZPŮSOBUJÍ RUŠIVÁ NAPĚTÍ V PŘENOSOVÉM KANÁLE ZKRESLENÍ. 28

KVANTOVÁNÍ / KVANTOVANÉ IMPULZNÍ MODULACE POSTUP, KDY SE NEKONEČNÉ MNOŽINĚ PRVKŮ SIGNÁLU PŘIŘAZUJE KONEČNÝ POČET PRVKŮ SIGNÁLU (NAPŘ. KÓDOVÝCH SKUPIN), SE NAZÝVÁ KVANTOVÁNÍ A PŘÍSLUŠNÉ MODULAČNÍ METODY PAK KVANTOVANÉ IMPULZNÍ MODULACE. VZORKOVÁNÍM, KVANTOVÁNÍM A KÓDOVÁNÍM SE DOSÁHNE TOHO, ŽE SPOJITÝ SIGNÁL TKZV. DIGITALIZUJEME (AD/DA PŘEVODNÍK). 29

DELTA MODULACE PŘI POUŽITÍ DELTA MODULACE SE NEPŘENÁŠÍ INFORMACE O OKAMŽITÉ HODNOTĚ PŘENÁŠENÉHO SIGNÁLU, NÝBRŽ INFORMACE O ZMĚNÁCH TÉTO HODNOTY VŮČI HODNOTĚ V PŘEDCHÁZEJÍCÍM VZORKOVACÍM OKAMŽIKU. 30

DELTA MODULACE T ΔU t 1 1 us 1 0 0 0 1 1 1 1 Sf – sledovací funkce 31

PŘESNOST ZÁLEŽÍ NA VELIKOSTI KVANTIZAČNÍHO KROKU ΔU. PRO KVALITNÍ PŘENOS MUSÍ BÝT VŠAK VZORKOVACÍ PERIODA T ZNAČNĚ KRATŠÍ NEŽ PERIODA VYPLÝVAJÍCÍ ZE VZORKOVACÍHO TEORÉMU. 32

PULZNĚ KÓDOVÁ MODULACE (PCM) PODSTATOU PULZNÍ KÓDOVÉ MODULACE JSOU TŘI ZÁKLADNÍ OPERACE VZORKOVÁNÍ, KVANTOVÁNÍ A KÓDOVÁNÍ. 33

TECHNICKÝ PRINCIP VZORKOVÁNÍ Fv us s Z u SIGNÁLOVÉ NAPĚTÍ HARMONICKÉHO PRŮBĚHU u. S JE SPÍNAČEM s PŘIPOJOVÁNO S PERIODOU Tv K VÝSTUPNÍ ZÁTĚŽI Z, ZE KTERÉ JE PAK ODEBÍRÁN MODULAČNÍ PRODUKT u. 34

PRINCIP PULZNÍ KÓDOVÉ MODULACE PCM VZORKOVÁNÍ t 7 6 n 5 4 3 KVANTOVÁNÍ 2 1 0 3 6 7 7 6 4 3 2 3 4 5 7 t KÓDOVÁNÍ 7 t 6 n 5 4 3 2 DEKÓDOVANÉ AMPLITUDOVÉ VZORKY 1 0 t 35

VLASTNOSTI NEVÝHODOU PCM MODULACE JE RELATIVNĚ VELKÁ ŠÍŘKA POTŘEBNÉHO KMITOČTOVÉHO. PÁSMA. VÝHODOU VŠAK JE ODOLNOST PROTI RUŠIVÝM NAPĚTÍM. 36

HOVOROVÝ SIGNÁL PRO HOVOROVÝ SIGNÁL V TELEFONNÍ KVALITĚ (ROZSAH 300 – 3400 Hz ) SE S OHLEDEM NA VZORKOVACÍ TEORÉM VOLÍ VZORKOVACÍ KMITOČET 8 k. Hz, TJ. ZA KAŽDOU SEKUNDU SE VYTVÁŘÍ 8000 VZORKŮ SIGNÁLU VELIKOST KAŽDÉHO VZORKU JE PŘIŘAZENA (ZAOKROUHLENA) K NEJBLIŽŠÍ ÚROVNI JEDNÉ Z 256 KVANTOVACÍCH HLADIN. ÚROVEŇ KAŽDÉ KVANTOVACÍ HLADINY JE VYJÁDŘENA 8 -MI BITOVÝM ČÍSLEM. PŘENOSOVÁ RYCHLOST JE 8000 * 8 = 64 000 bps = 64 kbps. 37

PŘÍKLAD DIGITALIZACE HLASOVÉHO HOVORU V TELEFÓNII TELEFONNÍ HOVOR JE PŘENÁŠEN V ROZSAHU 300 – 3400 Hz. LIDSKÉ UCHO VNÍMÁ (OBVYKLE) 20 – 20 000 Hz, ALE 300 – 3400 Hz STAČÍ PRO SROZUMITELNOST HOVORU. PRO POTŘEBY DIGITALIZACE SE UVAŽUJE VĚTŠÍ ROZSAH 0 – 4000 Hz. ZÍSKANÉ VZORKY JSOU STÁLE ANALOGOVÉ, DOCHÁZÍ K JEJICH KVANTIZACI, PŘIŘAZENÍ K NEJBLIŽŠÍ DISKRÉTNÍ ÚROVNI. PŘITOM VZNIKÁ TZV. KVANTIZAČNÍ ŠUM. PODLE NYQUISTOVA TEORÉMU : JE TŘEBA VZORKOVAT 8000 x ZA SEKUNDU (2 x 4000 Hz ). TJ. 1 x ZA 125 us. 38

PŘÍKLAD DIGITALIZACE HLASOVÉHO HOVORU PO SEJMUTÍ KAŽDÉHO VZORKU (A JEHO KVANTIZACI) MUSÍ BÝT JEHO HODNOTA (VELIKOST) VYJÁDŘENA DIGITÁLNĚ. TECHNIKA PCM (PULSE CODED MODULATION) : VEZME SE ABSOLUTNÍ VELIKOST V ZORKU A VYJÁDŘÍ JAKO 8 -BITOVÉ ČÍSLO, 8 BITŮ, 8000 x ZA SEKUNDU DÁVÁ DATOVÝ TOK (RYCHLOST) 64 000 BITŮ ZA SEKUNDU. PRINCIP POCHÁZÍ Z ROKU 1937. TECHNIKA DPCM (DIFERENCIÁLNÍ PCM) – PRACUJE S ROZDÍLEM MEZI PO SOBĚ JDOUCÍMI VZORKY. GENERUJE DATOVÝ TOK 48 kbps. TECHNIKA ADPCM – (ADAPTIVNÍ DPCM). JAKO DIFERENCIÁLNÍ PCM, PRACUJE S ROZDÍLY MEZI PO SOBĚ JDOUCÍMI VZORKY, PODLE VELIKOSTI ROZDÍLU MĚNÍ KVANTIZAČNÍ ÚROVNĚ. V MOBILNÍCH SÍTÍCH SE POUŽÍVAJÍ KODEKY 39

DVOJSTAVOVÉ DISKRÉTNÍ MODULACE NOSNÉ VLNY UVAŽOVANÝCH DIGITÁLNÍCH MODULACÍ SE MĚNÍ POUZE MEZI DVĚMA DISKRÉTNÍMI STAVY, A PROTO SE NAZÝVAJÍ MODULACE DVOJSTAVOVÉ NEBO BINÁRNÍ. 40

MODULACE ASK (BASK) AMPLITUDE SHIFT KEYING MODULACE S KLÍČOVÁNÍM AMPLITUDY (KLÍČOVÁNÍ AMPLITUDOVÝM POSUVEM, ZDVIHEM) NEMÁ VE SVÉ ZÁKLADNÍ PODOBĚ VÝHODNÉ VLASTNOSTI A PROTO SE NEPOUŽÍVÁ. PŘI AMPLITUDOVÉ MODULACI NOSNÉ VLNY MODULAČNÍM SIGNÁLEM PCM, OZNAČOVANÉ SYMBOLICKY PCM/AM, ZAUJÍMÁ TATO VLNA POUZE URČITOU MINIMÁLNÍ AMPLITUDU, ODPOVÍDAJÍCÍ NAPŘ. LOG. “ 0“ A MAX. AMPLITUDU ODPOVÍDAJÍCÍ LOG. HODNOTĚ „ 1“. OVLIVŇOVÁNÍ NOSNÉ VLNY JENOM V RÁMCI DVOU DISKRÉTNÍCH STAVŮ SE OZNAČUJE JAKO KLÍČOVÁNÍ. PROTO SE MODULACE PCM/AM NAZÝVÁ ROVNĚŽ KLÍČOVÁNÍ AMPLITUDOVÝM ZDVIHEM ASK. 41

MODULACE FSK FREQUENCY SHIFT KEYING FSK SE POUŽÍVÁ JAKO VELICE BEZPEČNÁ METODA PŘENOSU. PRINCIP SPOČÍVÁ V MODULOVÁNÍ BITŮ POMOCÍ DVOU FREKVENCÍ, JAK JE ZNÁZORNĚNO NA OBR. NEVÝHODOU JE VYŠŠÍ CENA ZAŘÍZENÍ, VYŠŠÍ ENERGETICKÁ NÁROČNOST A POMALEJŠÍ DATOVÝ PŘENOS. Z TĚCHTO DŮVODŮ SE FSK MODULACE POUŽÍVÁ POUZE VÝJIMEČNĚ V SYSTÉMECH S POŽADAVKY NA VYSOKOU BEZPEČNOST PŘENOSU. U DOJSTAVOVÉ MODULACE BFSK ODPOVÍDÁ LOG. ÚROVNI „ 1“ URČITÝ KMITOČET NOSNÉ VLNY f 1 A LOG. ÚROVNI „ 0“ KMITOČET f 2 TYTO KMITOČTY SE OZNAČUJÍ TAKÉ NÁZVEM SIGNALIZAČNÍ KMITOČTY. 42

DISKRÉTNÍ MODULACE FSK ZOBRAZENÉ V KMITOČTOVÉ OBLASTI a) 2 FSK; b) 4 FSK; c) 8 FSK; 43

NAVY BROADCAST HF 50 Bd / 200 Hz 50 Bd / 250 Hz 44

MODULACE BPSK - DPSK DIFFERENTIAL PHASE SHIFT KEYING DIFERENCIÁLNÍ KLÍČOVÁNÍ ZMĚNOU FÁZE LOG. 0 NEDOCHÁZÍ KE ZMĚNĚ FÁZE LOG. 1 DOJDE KE ZMĚNĚ FÁZE O 180° U DVOJSTAVOVÉ MODULACE BPSK LOG. ÚROVNI „ 1“ ODPOVÍDÁ FÁZOVÝ STAV NOSNÉ VLNY NAPŘ. 0º UVAŽOVÁNO VŮČI POMYSLNÉ NEMODULOVANÉ REFERENČNÍ VLNĚ), LOGICKÉ ÚROVNI „ 0“ PAK FÁZOVÝ STAV 180º. 45

DISKRÉTNÍ MODULACE PSK ZOBRAZENÉ V ROVINĚ IQ 2 PSK 4 PSK 8 PSK 46

KONSTALAČNÍ DIAGRAM STAVOVÝ DIAGRAM PRO GRAFICKÉ ZNÁZORNĚNÍ NĚKTERÝCH DIGITÁLNÍCH MODULACÍ SE POUŽÍVÁ ROVINA IQ (IN-PHASE – SYNFÁZNÍ SLOŽKA, QUADRATURE – KVADRATURNÍ SLOŽKA), DO KTERÉ SE ZAKRESLUJÍ VEKTORY ODPOVÍDAJÍCÍ JEDNOTLIVÝM STAVŮM NOSNÉ. 47

MEZI POČTEM STAVŮ M NOSNÉ A POČTEM BITŮ n KÓDOVÉ SKUPINY (SLOVA) PLATÍ VZTAH : M = 2 n U ČTYŘSTAVOVÝCH MODULACÍ VYJADŘUJE KAŽDÝ STAV NOSNÉ NĚJAKOU DVOJBITOVOU KÓDOVOU SKUPINU – DIBIT, U OSMI STAVOVÝCH MODULACÍ REPREZENTUJE KAŽDÝ SYMBOL NĚJAKOU TROJBITOVOU KÓDOVOU SKUPINU – TRIBIT ATD. 48

STAVY MODULACE 4 -PSK Charakterizováno čtyřmi stavy nosné s fází 0, π/2, π a 3/4π. BPSK Dva stavy nosnou vlnou s fází 0 a π QPSK (π/4 -DQPSK) 49

PSK – QPSK MODULACE QPSK SE POUŽÍVÁ VELMI ČASTO U KOAXIÁLNÍCH KABELŮ Z DŮVODU VYSOKÉ ODOLNOSTI PROTI ŠUMU. 50

51

EDGE 52

53

MODULACE QPSK 54

PSK at 2400 bps Vm= 1200 Bd PSK at 4800 bps Vm= 1600 Bd 55

CZECH DIPLO 2400 Bd (SERIAL) 56

PRAKTICKÉ POUŽITÍ V IEEE 802. 11 (DSSS) U 1 MB/S VARIANTY DSSS SE POUŽÍVÁ TZV. BINÁRNÍ DPSK (DBPSK), KTERÉ KÓDUJE JEDNIČKU NEBO NULU ZMĚNOU FÁZE O 180 STUPŇŮ. U 2 MB/S VARIANTY DSSS SE POUŽÍVÁ TZV. KVADRATURNÍ DPSK (DQPSK), KDE SE KÓDUJE VŽDY DVOJICE BITŮ (TEDY CELKEM 4 HODNOTY) ZMĚNOU FÁZE O 0, 90, 180 NEBO 270 STUPŇŮ. 57

LEPŠÍHO VYUŽITÍ KONSTALAČNÍHO DIAGRAMU LZE DOSÁHNOUT, ŽE SE MODULAČNÍM SIGNÁLEM KLÍČUJE NEJEN FÁZE, ALE I AMPLITUDA NOSNÉ VLNY. 58

59

60

MODULACE QAM QADRATURE AMPLITUDE MODULATION 001010100011101000011110 Bit value Ampl. Phase shift 000 1 None 001 2 None 010 1 1/4 011 2 1/4 100 1 1/2 101 2 1/2 110 1 3/4 111 2 3/4 61

DISKRÉTNÍ KVADRATURNÍ MODULACE QAM 8 PSK/2 AM 16 QAM V REÁLU 62

QAM – KVADRATURNÍ AMPLITUDOVÁ MODULACE • JDE O KOMBINACI AMPLITUDOVÉ A FÁZOVÉ MODULACE – – POUŽÍVÁ 12 RŮZNÝCH FÁZOVÝCH POSUNŮ A 3 RŮZNÉ ÚROVNĚ AMPLITUDY, COŽ DÁVÁ CELKEM 36 RŮZNÝCH STAVŮ • Z 36 RŮZNÝCH STAVŮ PŘENÁŠENÉHO SIGNÁLU JE SKUTEČNĚ VYUŽITO JEN 16. . . PROTOŽE VŠECH 36 JE OBTÍŽNÉ PŘI PŘÍJMU SPOLEHLIVĚ ROZLIŠIT • 16 VYUŽÍVANÝCH STAVŮ JE VOLENO TAK, ABY BYLY “CO NEJDÁLE OD SEBE” – KAŽDÝ Z 16 STAVŮ REPREZENTUJE JEDNU ČTVEŘICI BITŮ, • QAM UMOŽŇUJE POUŽÍVAT PŘENOSOVOU RYCHLOST, KTERÁ JE ČÍSELNĚ 4 X VYŠŠÍ NEŽ RYCHLOST MODULAČNÍ • POUŽÍVÁ SE V MODEMECH PRO 2400 BPS A 9600 BPS 63

16 QAM 64

QAM 65

QAM 66

QAM 67

68

POUŽÍVANÉ MODULAČNÍ METODY 69

POUŽITÍM VÍCESTAVOVÉ MODULACE UŠETŘÍME FREKVENČNÍ PÁSMO, OVŠEM SE VZRŮSTEM POČTU STAVŮ MODULACE SE SIGNÁL STÁVÁ MNOHEM NÁCHYLNĚJŠÍ NA RUŠENÍ. PRO MODULACI 16 -QAM SE UDÁVÁ NUTNÝ ODSTUP SIGNÁLU OD ŠUMU 21, 5 d. B. PRO CHYBOVOST ŘÁDOVĚ 10 -7. V PRAXI SE BĚŽNĚ POUŽÍVÁ MODULACE 64 -QAM A 256 -QAM. 70

POUŽÍVANÉ STANDARDY MODEMY 2 4 16 2 4 8 16 32 32 128 1664 71 1664

MODULACE GMSK GAUSSIAN MINIMUM SHIFT KEYING VYUŽÍVÁ SE V TECHNOLOGII GSM 72

LITERATURA SVOBODA, J. A KOLEKTIV : TELEKOMUNIKAČNÍ TECHNIKA - DÍL 1 -3 PUŽMANOVÁ, R. ŠIROKOPÁSMOVÝ INTERNET: http: //www. earchiv. cz/ http: //www. wunclub. com 73

OTÁZKY K OPAKOVÁNÍ 4 VYSVĚTLETE VÝZNAM MODULACE 4 VYJMENUJTE A STRUČNĚ POPIŠTE SPOJITÉ DRUHY MODULACÍ 4 VYJMENUJTE A STRUČNĚ POPIŠTE IMPULSNÍ DRUHY MODULACÍ 4 JAKÉ JSOU ZÁSADNÍ ROZDÍLY MEZI SPOJITÝMI A IMPULZNÍMI DRUHY MODULACE. 4 VYSVĚTLETE SHANNON-KOTĚLNIKUV TEORÉMU. 4 VYSVĚTLETE A POPIŠTE NEKVANTOVANÉ DRUHY MODULACÍ. 4 VYSVĚTLETE A POPIŠTE PRINCIP DELTA MODULACE 4 VYSVĚTLETE A POPIŠTE PCM 74