Багатопозиційний метод передачі за формою сигналів

При багатопозиційному методі передачі за формою сигналів початкова послідовність елементів двійкового коду розбивається на групи елементів залежно від вибраного алфавіту багатопозиційних сигналів, кожній групі двійкових елементів ставиться у відповідність сигнал певної форми, який і передається в лінію (канал) зв'язку.

Форма багатопозиційних сигналів вибирається виходячи із заданих характеристик лінії і має забезпечити найкраще узгодження їхньої спектральної щільності з частотними властивостями лінії. Це може бути набір ортогональних і протилежних сигналів.

Формування алфавіту багатопозиційних сигналів для методу передання за формою можна показати на такому прикладі. На передавальній стороні одиничні елементи сигналу формують з декількох несучих сигналів, сума фаз яких на початку і в кінці одиничного елемента сигналу дорівнює нулю, тобто стрибки фаз взаємно компенсуються.

Цим досягається відсутність стрибків фаз сумарного сигналу і як наслідок — звуження його частотного спектра. Форма сумарних коливань залежить від співвідношення частот і фаз несучих коливань, яке визначається інформацією, що передається.

Набір усіх форм, які відповідають алфавіту джерела повідомлень, приймають за еталон. Приймання інформації здійснюють порівнянням форми сигналу, що приймається, з набором форм, які відповідають коливанням, що передаються.

За збігом форм прийнятого й еталонного коливань роблять висновки про передану інформацію.

На рис. 7.5 показано принцип формування сигналів за цим способом при співвідношенні несучих частот К = 2 і двократній фазовій модуляції. У наведеному прикладі сигнали отримують підсумовуванням двох гармонійних коливань з частотами f ₁, f ₂і фазами φ ₁, φ ₂, причому f ₂ / f ₁= К = 2.

Нехай потрібно передати комбінації символів двійкового коду 00, 01, 10 і 11 або чотири символи А, В, С, D
(рис. 7.5, а). Для цього потрібно чотири сигнали, за інформаційний параметр яких вибирають коливання на інтервалі тривалості одиничного елемента.

д

Рис. 7.5. Принцип формування сигналів за формою: а  символи,
що передаються; б  опорне коливання; в  складова сигнала з частотою f ₁;
г  складова сигналу з частотою f ₂; д  форма сумарного коливання

Для розділення форм коливань несучі сигнали вибирають з різницею фаз

.

(7.4)

Наприклад, для символу А різниця фаз становить 0°, для символу В — -180°, для символу С — 90°, для символу D — -90°. Тривалість одиничних елементів сигналу вибирають з рівності Т = 1 / f ₁ і формують їх в моменти, коли фаза опорного коливання дорівнює нулю
(рис. 7.5, б). У початковий момент часу одиничного елемента сигналу фази складових коливань мають взаємно компенсуватися, отже, має виконуватися рівність

.

(7.5)

Сумісне вирішення рівностей (7.4) і (7.5) визначає, в яких фазах (φ ₁ або φ ₂) мають знаходитися складові в початкові моменти часу одиничних елементів сигналу. Для цього прикладу результати зведено в табл. 7.4.

Таблиця 7.4

З таблиці 7.4 випливає, що при передачі символу А (θ = 0°) початкові фази складових з частотами f ₁ і f ₂вибирають такими, що
φ ₁ = φ₂ = 0° (рис. 7.5, в, г ). Для символу В початкову фазу першої складової вибирають φ ₁ = – 60° (рис. 7.5, е), а другої φ ₂ = 60° (рис. 7.5, г).Згідно з табл. 7.4 вибирають початкові фази для передачі решти символів — С і D. Форму сумарних коливань (рис. 7.5, д),що відповідаютьсимволам, які передаються, приймають як еталон, тобто за кожним символом закріплюють одну певну форму коливань для подальшого розпізнавання на приймальній стороні. Розпізнавання здійснюють за допомогою еталона або, знаючи співвідношення частот і фаз, що відповідають символам А, В, С, D, відтворюють неперервні коливання таких же форм на приймальній стороні.

Використання описаного методу передавання принципово зберігає основну перевагу багатопозиційних методів передавання — використання кодів з основою більше двох, оскільки різниця фаз може набувати в розглянутому прикладі вісім значень: 0°, 90°, 180°, 270°, 360°, – 90°,
– 180°, – 270 ° (для ілюстрації прикладу з них вибрано чотири), а відповідні цим різницям сумарні коливання — різну форму. Цей метод відрізняється звуженням частотного спектра сигналів порівняно з сигналами при звичайній ВФМ. Крім того, порівняно з передаванням інформації сигналами ВФМ застосування цього методу дає можливість збільшити швидкість передавання (залежно від довжини блоку даних і рівня завад в лінії) через відсутність необхідності в стартовій позиції.

За необхідності розширення алфавіту сигналів можна збільшити кількість несучих сигналів з відповідним підбором їхнього співвідношення К. Звуження частотного спектра сигналу й підвищення швидкості передавання даних при застосуванні цього методу підвищує ефективність використання каналів зв'язку.