Задание 3. Определите параметры сигналов с цифровой модуляцией при использовании сверточных кодеров с относительной скоростью 1/2

Определите параметры сигналов с цифровой модуляцией при использовании сверточных кодеров с относительной скоростью 1/2, длиной кодового ограничения К = 3 или К = 4 и вида модуляции КАМ-16. Для этого:

1) Установите длину кодового ограничения К = 3 и вид модуляции КАМ-16. Нажмите кнопку «RND» для ввода в кодер случайной последовательности из 40 входных битов. После анализа полученного сигнального созвездия внесите в поле ответа все возможные значения амплитуд сигналов на выходе модулятора (минимальная амплитуда сигнала равна 1В), разделяя их пробелами. Для ввода ответа нажмите кнопку «Ввод».

2) Проанализируйте полученные осциллограммы и сигнальное созвездие. Введите в качестве ответа два квадбита (две последовательности из 4-х битов) на выходе кодера, при которых выходные сигналы модулятора попадали в квадрант @Mod4 сигнального созвездия с максимальной и минимальной амплитудами, соответственно.

3) Установите длину кодового ограничения К = 4. Нажатием кнопки «RND» введите в кодер новую случайную последовательность из 30 входных битов. По полученным осциллограммам и сигнальному созвездию определите начальное и возможные конечные состояния регистра для путей перехода на решетчатой диаграмме кодера из состояния «@S1» в состояние «@S2». Введите их в поле ответа и нажмите кнопку «Ввод».

4) По данным п. 3 (или полученным заново нажатием кнопки «RND») определите и введите в поле ответа номера тактов (разделяя их пробелами), в которых сигнальная точка зеленого цвета попадала в квадрант @Mod4. Добавьте в поле ответа соответствующий этому квадбит.

Комментарии и выводы

При использовании модуляции КАМ-16 каждой из 16-ти возможных пар выходных дибитов (квадбитов) сверточного кодера соответствует свой сигнал из 16-точечного созвездия в виде квадратной решетки. Эти сигналы отличаются амплитудами (3 значения) и (или) фазами (12 значений). Длительность сигналов на выходе модулятора в 4 раза больше длительности бита на его входе (или в 2 раза больше длительности бита на входе кодера).

Сверточный кодер является конечным автоматом, т.е. устройством с конечным числом состояний (различным содержимым К -1 правых разрядов регистра). Состояние кодера и значение входного информационного бита однозначно определяют значение его выходного дибита. При К = 4 существует 8 различных состояний кодера. Важно, что за один переход из заданного состояния можно перейти не в любое другое (из восьми), а только в два.

Возможные смены состояний кодера можно развернуть во времени в виде решетчатой диаграммы, на которой ребрами показывают возможные переходы из каждого состояния в два других (при поступлении на вход "0" – чёрным, а "1" – серым цветом).