Komunikacja cyfrowa - kodowanie M-ary
Słowo binarne reprezentuje dwa bity. M reprezentuje cyfrę odpowiadającą liczbie warunków, poziomów lub kombinacji możliwych dla danej liczby zmiennych binarnych.
Jest to rodzaj techniki modulacji cyfrowej używanej do transmisji danych, w której zamiast jednego bitu przesyłane są jednocześnie dwa lub więcej bitów. Ponieważ pojedynczy sygnał jest używany do transmisji wielu bitów, szerokość pasma kanału jest zmniejszona.
Równanie M-arnego
Jeśli sygnał cyfrowy jest podawany w czterech warunkach, takich jak poziomy napięcia, częstotliwości, fazy i amplituda, to M = 4.
Liczba bitów potrzebna do wytworzenia określonej liczby warunków jest wyrażana matematycznie jako
$$ N = \ log_ {2} {M} $$
Gdzie
N to liczba niezbędnych bitów
M to liczba warunków, poziomów lub kombinacji możliwych z N bity.
Powyższe równanie można zmienić na
$$ 2 ^ N = M $$
Na przykład przy dwóch bitach 22 = 4 warunki są możliwe.
Rodzaje technik m-arnych
Ogólnie, techniki modulacji wielopoziomowej (M-ary) są używane w komunikacji cyfrowej, ponieważ wejścia cyfrowe z więcej niż dwoma poziomami modulacji są dozwolone na wejściu nadajnika. Dlatego te techniki są wydajne pod względem przepustowości.
Istnieje wiele technik modulacji M-ary. Niektóre z tych technik modulują jeden parametr sygnału nośnego, taki jak amplituda, faza i częstotliwość.
M-ary ZAPYTAJ
Nazywa się to M-ary Amplitude Shift Keying (M-ASK) lub M-ary Pulse Amplitude Modulation (PAM).
Plik amplitude sygnału nośnego M różne poziomy.
Reprezentacja M-ary ASK
$ S_m (t) = A_mcos (2 \ pi f_ct) \ quad A_m \ epsilon {(2m - 1 - M) \ Delta, m = 1,2 ... \: .M} \ quad and \ quad 0 \ leq t \ leq T_s $
Niektóre znaczące cechy M-ary ASK to -
- Ta metoda jest również używana w PAM.
- Jego realizacja jest prosta.
- M-ary ASK jest podatny na szumy i zniekształcenia.
M-ary FSK
Nazywa się to M-ary Kluczowanie z przesunięciem częstotliwości (M-ary FSK).
Plik frequency sygnału nośnego M różne poziomy.
Reprezentacja M-ary FSK
$ S_i (t) = \ sqrt {\ frac {2E_s} {T_s}} \ cos \ left (\ frac {\ pi} {T_s} \ left (n_c + i \ right) t \ right) $ $ 0 \ leq t \ leq T_s \ quad i \ quad i = 1,2,3 ... \: ..M $
Gdzie $ f_c = \ frac {n_c} {2T_s} $ dla jakiejś ustalonej liczby całkowitej n.
Niektóre znaczące cechy M-ary FSK to -
Nie jest podatny na hałas tak bardzo, jak ZAPYTAJ.
Przekazane M liczba sygnałów jest równa pod względem energii i czasu trwania.
Sygnały są oddzielone znakiem $ \ frac {1} {2T_s} $ Hz, co sprawia, że sygnały są ortogonalne względem siebie.
Od M sygnały są ortogonalne, w przestrzeni sygnałowej nie ma stłoczenia.
Wydajność przepustowości M-ary FSK maleje, a wydajność energetyczna rośnie wraz ze wzrostem M.
M-ary PSK
Nazywa się to M-ary Phase Shift Keying (M-ary PSK).
Plik phase sygnału nośnego M różne poziomy.
Reprezentacja M-ary PSK
$ S_i (t) = \ sqrt {\ frac {2E} {T}} \ cos \ left (w_o t + \ phi _it \ right) $ $ 0 \ leq t \ leq T \ quad and \ quad i = 1,2 ... M $
$$ \ phi _i \ left (t \ right) = \ frac {2 \ pi i} {M} \ quad gdzie \ quad i = 1,2,3 ... \: ... M $$
Niektóre znaczące cechy M-ary PSK to -
Obwiednia jest stała z większą liczbą możliwości fazowych.
Ta metoda była używana we wczesnych dniach komunikacji kosmicznej.
Lepsza wydajność niż ASK i FSK.
Minimalny błąd oszacowania fazy w odbiorniku.
Wydajność pasma M-ary PSK spada, a wydajność energetyczna rośnie wraz ze wzrostem M.
Do tej pory omówiliśmy różne techniki modulacji. Efektem wszystkich tych technik jest sekwencja binarna reprezentowana jako1s i 0s. Ta informacja binarna lub cyfrowa ma wiele typów i form, które są omówione dalej.