Цифровая связь - M-арное кодирование

Слово двоичный представляет собой два бита. M представляет собой цифру, которая соответствует количеству условий, уровней или комбинаций, возможных для данного количества двоичных переменных.

Это метод цифровой модуляции, используемый для передачи данных, при котором вместо одного бита одновременно передаются два или более бита. Поскольку для передачи нескольких битов используется один сигнал, ширина полосы пропускания канала уменьшается.

М-арное уравнение

Если цифровой сигнал подается при четырех условиях, таких как уровни напряжения, частоты, фазы и амплитуды, тогда M = 4.

Число битов, необходимых для создания заданного числа условий, математически выражается как

$$ N = \ log_ {2} {M} $$

где

N необходимое количество бит

M количество условий, уровней или возможных комбинаций с N биты.

Вышеупомянутое уравнение можно переставить как

$$ 2 ^ N = M $$

Например, с двумя битами, 2² = 4 условия возможны.

Типы мануальных техник

Как правило, в цифровой связи используются методы многоуровневой (M-арной) модуляции, поскольку на входе передатчика допускаются цифровые входы с более чем двумя уровнями модуляции. Следовательно, эти методы эффективны в отношении полосы пропускания.

Существует множество методов M-арной модуляции. Некоторые из этих методов модулируют один параметр несущего сигнала, такой как амплитуда, фаза и частота.

М-р СПРОСИТЕ

Это называется M-арной амплитудной манипуляцией (M-ASK) или M-арной импульсной амплитудной модуляцией (PAM).

В amplitude несущего сигнала, принимает M разные уровни.

Представительство 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 и \ quad 0 \ leq t \ leq T_s $

Некоторые характерные особенности M-ary ASK:

Этот метод также используется в PAM.
Его реализация проста.
M-ary ASK подвержен шумам и искажениям.

М-р ФСК

Это называется M-арной частотной манипуляцией (M-арная ЧМн).

В frequency несущего сигнала, принимает M разные уровни.

Представительство 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 и \ quad i = 1,2,3 ... \: ..M $

Где $ f_c = \ frac {n_c} {2T_s} $ для некоторого фиксированного целого числа n.

Некоторые характерные особенности M-ary FSK:

Не так восприимчив к шуму, как ASK.
Переданный M количество сигналов равно по энергии и длительности.
Сигналы разделены $ \ frac {1} {2T_s} $ Hz, благодаря чему сигналы ортогональны друг другу.
поскольку M сигналы ортогональны, в сигнальном пространстве нет скученности.
Эффективность использования полосы пропускания M-арной FSK уменьшается, а энергоэффективность увеличивается с увеличением M.

М-арный ПСК

Это называется M-арной фазовой манипуляцией (M-арная PSK).

В phase несущего сигнала, принимает M разные уровни.

Представительство M-ary PSK

$ S_i (t) = \ sqrt {\ frac {2E} {T}} \ cos \ left (w_o t + \ phi _it \ right) $ $ 0 \ leq t \ leq T \ quad и \ quad i = 1,2 ... M $

$$ \ phi _i \ left (t \ right) = \ frac {2 \ pi i} {M} \ quad, где \ quad i = 1,2,3 ... \: ... M $$

Некоторые характерные особенности M-ary PSK:

Огибающая постоянна с большим количеством фазовых возможностей.
Этот метод использовался на заре космической связи.
Лучшая производительность, чем ASK и FSK.
Минимальная ошибка оценки фазы на приемнике.
Эффективность использования полосы пропускания M-арной PSK уменьшается, а энергоэффективность увеличивается с увеличением M.

До сих пор мы обсуждали различные методы модуляции. Результатом всех этих методов является двоичная последовательность, представленная как1s и 0s. Эта двоичная или цифровая информация имеет множество типов и форм, которые обсуждаются далее.