Методы модуляции в стандарте GSM
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
Содержание
Введение
1.Модуляция
2.Обработка речи на передачу в подвижной станции
3.Мобильные терминалы стандарта GSM
Заключение
Список использованных источников
Введение
Исторически в первых системах подвижной связи использовалось разделение выделенного диапазона частот между пользователями. Поскольку не все пользователи выходили на связь одновременно, то число пользователей превышало число имеющихся каналов связи. Такая организация связи получила название как метод множественного доступа с частотным разделением каналов (Frequency Division Multiple Access -FDMA). Для передачи/приема использовались только аналоговые сигналы. Во всех аналоговых стандартах для передачи речи использовалась частотная модуляция, а для канала управления (единого для всех разговорных каналов) применялось частотное манипулирование. Ширина требуемой полосы частот для одного канала, в зависимости от принятого в той или иной стране стандарта, составляла от 12,5 до 30 кГц.
В США широкое распространение получила аналоговая система стандарта AMPS. Емкость таких систем получалась от нескольких десятков до нескольких сотен пользователей, что являлось принципиальным ограничением возможностей применения систем на основе FDMA. Уже к середине 80-х годов стала ясна необходимость перехода к цифровым системам передачи. Однако, во многих странах, особенно в США было уже развернуто большое количество аналоговых систем. Поэтому в США стали внедрять поэтапно цифровую систему в диапазоне частот системы AMPS. Цифровая система получила стандарт, названный D-AMPS, или по классификации ITU-T его еще называют IS-54. (IS - аббревиатура от Interim Standard, т.е. промежуточный стандарт). По этому стандарту речевые каналы были цифровыми, а канал управления оставался аналоговым.
Полностью цифровыми каналы речи и управления стали лишь с 1996 г. с введением стандарта версии IS-136.
В Европе работы по разработке стандартов цифровой связи начались с 1982 года. В 1988 году были приняты основные документы стандарта цифровой системы подвижной связи, названной GSM. С 1991 г. GSM принят в качестве общеевропейского стандарта мобильной связи.
1.Модуляция
модуляция речь мобильный терминал стандарт
Модулятор - это узел передатчика, в котором происходит преобразование низкочастотного полезного сигнала (речи или данных) в радиочастотный сигнал, который после усиления поступает на антенну. На приемной стороне обратное преобразование радиочастотного сигнала в полезный низкочастотный сигнал осуществляется демодулятором.
Существуют три основных вида модуляции:
- амплитудная модуляция (АМ) (Amplitude Modulation - AM);
- частотная модуляция (ЧМ) (Frequency Modulation - FM);
- фазовая модуляция (ФМ) (Phase Modulation - PM).
Наиболее помехоустойчивыми являются два последних вида модуляции, которые обычно и применяют в современной радиосвязи. При передаче цифровых (или оцифрованного аналогового сигнала) сигналов было разработано большое количество разновидностей способов модуляции, но все они по сути являются разновидностями частотной или фазовой модуляции. Поскольку в электрическом виде цифровой сигнал - это видеоимпульсный (скачкообразный) сигнал, то при модуляции частота или фаза высокочастотного радиосигнала будут меняться скачком. В этом случае говорят не модуляция, а манипуляция (английский термин - Shift keying). Такая дискретная модуляция имеет свою специфику и во многом отличается от более привычной для радиоинженеров модуляции аналоговыми сигналами. В применении к цифровой сотовой связи в качестве обязательных для используемых методов модуляции выступают требования высокой спектральной эффективности, низкого уровня помех по смежным каналам, низкая частота битовых ошибок (Bit Error Rate - BER), экономичность (эффективность использования энергии источника питания), простота реализации. Рассмотрим в качестве примеров методы модуляции применяемые в стандартах D-AMPS и GSM.
В стандарте D-AMPS используется дифференциальная квадратурная фазовая манипуляция со сдвигом p / 4 (p / 4 Differential Quadrature Phase Shift Keying - p / 4 DQPSK). Это дискретная фазовая манипуляция с основным дискретом коммутации фазы на p / 2 (как при обычной квадратурной фазовой манипуляции), но с дополнительным сдвигом по фазе на p / 4 при переходе от символа к символу входной модулирующей последовательности импульсов.
Слово дифференциальная в названии метода означает, что очередное изменение фазы отсчитывается не по отношению к фазе некоторого опорного сигнала, а по отношению к фазе предыдущего дискрета.
При объяснении метода p / 4 DQPSK часто предварительно описывают методы бинарной фазовой манипуляции с дискретом p (Binary Phase Shift Keying) и квадратурной фазовой манипуляции (Quadrature Phase Shift Keying - QPSK) - Фазовой манипуляции с дискретом p / 2, а также метод квадратурной фазовой манипуляции со смещением (Offset Quadrature Phase Shift Keying - OQPSK). Все эти разновидности станут достаточно понятными после рассмотрения метода p / 4 DQPSK.
В этом методе все импульсы входной информационной последовательности bk, поступающие на вход модулятора, разбиваются на пары - на 2-х битовые символы, т. е. в символ входит четный и нечетный биты входной последовательности. Таких символов возможно всего четыре. Они получаются из элементарных сочетаний логического нуля и единицы по два бита 00, 01, 10, 11. Значит для передачи таких символов достаточно четыре фазовых состояний. При переходе от символа к симв