Проектирование РПУ мобильного терминала системы цифровой сотовой связи стандарта GSM-1800
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ть два значения:
[3]
При этом он может быть представлен в виде:
[4]
где А - амплитуда сигнала Sfsk(t).
При когерентной демодуляции (рис. 3) частота девиации выбирается из условия:
[5]
где Ть длительность бита.
Тогда сигнал MSK может быть записан следующим образом:
[6]
При
Выражение [6] является квадратурным представлением сигналов FSK применительно k MSK.
2.На рис. 3 в схеме модулятора сигналов MSK оконечная его часть реализует выражение [6]: сигнал немодулированной несущей с частотой f0 перемножается (для этого в балансном смесителе выбран нелинейный режим, позволяющий реализовать перемножение) с синфазным
[7]
и квадратурным
[8]
низкочастотными сигналами, несущими информацию цифрового потока с выхода кодера канала (рис. 20).
3.В канале Q{t) введение дополнительной задержки (?t = Tb) позволяет сформировать в ФИ (формирователе импульсов) последовательность импульсов вида:
[9]
4.Итак, в формирователях импульсов ФИ должны формироваться импульсы в виде полуволновых отрезков косинусоид и синусоид, длительностью 2Тb, являющихся модулирующими сигналами для модулятора MSK.
Рассмотрим принципы формирования модулирующих сигналов [7] и [8].
.С выхода кодера канала (см. рис. 20) подается цифровая последовательность, например, в виде биполярного кода NRZ (Non Return to Zero) - БВН (без возвращения к нулю), показанного на рисунке 4.
Этот сигнал подается на вход блока ППП (последовательно-параллельного преобразователя), который разделяет цифровой поток на два потока:
- at{t) - синфазный (нечетные биты);
- a0(t) - квадратурный (четные биты).
Эти потоки цифровых символов имеют символьную скорость, равную половине входной битовой последовательности, то есть если скорость битовой последовательности для кода NRZ равна FNRZ = 1/TS = l/2Tb, тогда скорость потоков at(t) и aQ(t) будет равна Fппп = 1/2FNrz = 1/4Tb а период символьной последовательности Тппп = 4 Tb.
Итак, в блоке ППП цифровой поток разделился на нечетные и четные биты, длительность которых равна 2ТЬ, а их знаки определяются знаками входных битов.
На рис. 4 показано построение нечетных и четных бит, растянутых во времени вдвое, при амплитудах 1>(+1) В, 0>(-1) В, обозначенных символами а, (нечетные) и aQ (четные). При этом использование задержки для входящих сигналов (ВС) на ?f3 = Ть, приводит к смещению aQ(i) на время Ть.
.На входы формирователей импульсов (ФИ) синусоидальной формы поступают нечетные а, и четные aQ последовательности импульсов, которые в ФИ преобразуются в отрезки косинусоидальной и синусоидальной формы, которые и являются модулирующими сигналами, предварительно прошедшими блок ПРД/Ф (блок передающего ФНЧ (фильтра низкихчастот) или сигнального процессора MSK), где они окончательно формируются в сигналы:
и .
Рис. 4. Временные диаграммы сигнала и изменения фазы модулирующего сигнала при MSK
7.В зависимости от соотношения я, ai и aQ, а также знаков выражений
и,
происходит изменение фазы выходного сигнала S(t) скачками по 90, а по частоте в соответствии с выражением (3).
.Спектральная плотность высокочастотного модулированного сигнала определяется выражением [1]:
]
где Рс - полная мощность модулированного сигнала; f0 - частота смодулированной несущей; Ts = 1/ fs = 2ТВ - длительность символа; Тв - длительность бита; f0- несущая частота.
Ширина главного лепестка спектра сигналов MSK равна 3/4 Тв, то есть при длительности одного бита, равной Тв = 3,69 мкс, полоса частот fn = 0,2 МГц, при этом спектр нефильтрованного сигнала MSK спадает пропорционально f--4.
4. Демодулятор MSK
После прохождения высокочастотного тракта с двойным преобразованием несущей частоты (см. рис. 20), сигнал вместе с шумом попадает в демодулятор MSK (см. рис. 3) и поступает по трем цепям, включая:
- две цепи в схеме перемножений по двум I(t) и Q(t) квадратурным сигналам;
- цепь в блоке СВН (схеме восстановления несущей).
- Схема СВН выдает в перемножители сигналы восстановленной несущей
- f = f0 ?f,
- при этом используется задержка на 90 в фазовращателе сигнала, чтобы сформировать затем квадратурный сигнал Q(t).
- После перемножителей формируются сигналы I(t) и Q(t), которые затем пропускаются через приемные фильтры (ПРМ/Ф), в качестве которых могут быть использованы фильтры низких частот (ФНЧ).
- Сигналы I(t) и Q(t) затем поступают:
- в пороговые решающие схемы (ПРС);
- в схему восстановления тактовой частоты (СВТЧ).
- Схема СВТЧ выдает сигналы на ПРС для жесткой привязки всего демодулятора по тактовой частоте цифровой последовательности Ts и с входов ПРС на 2 входа ППП, а также из схемы СВТЧ поступают сигналы для формирования из регенерированных квадратурных сигналов I(t) и Q(t), и объединенных в последовательно-паралельном преобразователе, чтобы получить исходную цифровую последовательность.
- 5. Модем (модулятор/демодулятор) GMSK
- Модулятор GMSK отличается от модулятора MSK только тем, что перед схемой ППП включен предмодуляционный гауссовский фильтр нижних частот (ГФНЧ) с амплитудно-частотной характеристикой в форме гауссовской кривой (см. рис. 2), который приводит к следующим изменением в MSK:
- уменьшается ширина главного лепестка и уровни боковых лепестков спектральной плотности (формула