Квадратурная фазовая модуляция

Квадратурное представление сигналов является удобным и достаточно универсальным средством описания и на его основе формирования модулированных цифровых сигналов. Смысл представления заключается в описании сигнала линейной комбинацией синфазной и квадратурной составляющих:

(1)

где x(t) и y(t) принимают значения двухполярных величин, постоянных на длительности элемента сигнала. Соотношение (1) показывает, что манипуляция осуществляется в двух каналах на несущих, сдвинутых на 90°, то есть находящихся «в квадратуре» (отсюда и название представления и метода формирования сигналов).

Проследим работу квадратурной схемы (рис. 1.1) на примере формирования сигналов ФМ-4:

Рис. 1.1. Схема квадратурного формирования сигнала

Исходная последовательность двоичных символов длительностью T₀ (рис. 1.2) разделяется на нечетные импульсы y, которые подаются в квадратурный канал и четные x, поступающие в синфазный канал (sin ω_н t). Формирователи выдают на своих выходах двухполярные манипулирующие импульсы y(t), x(t) в соответствии с последовательностями , . Манипулирующие импульсы имеют длительность T₀. На выходах канальных перемножителей формируются 2-фазные (0, π) ФМ колебания после суммирования они образуют 4-фазный ФМ сигнал (рис. 1.2). На рис. 1.3 дана иллюстрация получения векторных диаграмм альтернатив А и В в квадратурной схеме. В соответствии с методом формирования для сигнала ФМ-4 применяется также термин «квадратурная фазовая модуляция» (QPSK – Quadrature PSK).

При одновременной смене символов в обоих каналах модулятора (10↔01, 00↔11) в сигнале ФМ-4 происходит скачок фазы Δφ = π (рис. 1.2).