modem001

Cz.. /• Podstawy transmisji danych

Cz.. /• Podstawy transmisji danych

Rys. 3.17. Konfiguracja sygnału BPSK

Kluczowanie fazy PSK

Z trzecim rodzajem modulacji mamy do czynienia wtedy, gdy zmieniamy fazę harmonicznego sygnału nośnego, natomiast jego amplituda oraz częstotliwość pozostaje stała. Modulacja ta jest nazywana modulacją fazy PM lub kluczowaniem fazy PSK (ang. Phase Shift Keying). Faza sygnału harmonicznego jest mierzona względem jego początku i mierzona w stopniach lub radianach. Sygnał sinusoidalny bez przesunięcia fazowego jest nazywany sygnałem synfazowym; sygnał rozpoczynający się o połowę okresu później, a więc przesunięty w fazie o 180° jest nazywany sygnałem w przeciwfazie*¹. Na rysunku 3.16 przedstawiono przebieg sygnału kluczowania PSK o różnicy faz znamiennych równej 180°; sygnał synfazowy reprezentuje symbol binarny „1”, symbolowi binarnemu „0” przypisano sygnał w przeciwfazie. Spoglądając na przebieg sygnału PSK pokazany na rys. 3.16 stwierdzamy pewien problem — otóż nie jest wiadomo, który sygnał jest synfazowy, a który jest w przeciwfazie. Do tego problemu wrócimy nieco dalej opisując różnicowe kluczowanie fazy DPSK (ang. Dijferential Phase Shift Keying). Kod modulacyjny PSK można łatwo zilustrować w biegunowym układzie współrzędnych (układ współrzędnych amplituda/faza) tak, jak zrobiono to na rys. 3.17. Otrzymany wykres jest nazywany konfiguracją sygnału z powodów, które poznamy w dalszej części książki. Konfiguracja sygnału zawiera dokładnie dwa punkty i dlatego ten rodzaj kluczowania jest także znany pod nazwą binarnego kluczowania

*’ Sygnał sinusoidalny przesunięty w fazie o 90° jest nazywany sygnałem kwadraturowym (przyp. tłum.)

fazy BPSK (ang. Binary Phase Shift Keying). Stała amplituda 1 V harmonicznego sygnału nośnego jest odwzorowana w okrąg o jednostkowym promieniu, ze środkiem w środku układu współrzędnych. Nadawany sygnał może być albo sygnałem synfazowym (faza = 0°), albo sygnałem w przeciwfazie (faza = 180°); sygnały te reprezentowane są przez dwa punkty A oraz B umieszczone na okręgu *⁾. Punkt A odpowiada symbolowi binarnemu „1”, natomiast punkt B symbolowi binarnemu „0”.

Różnicowe kluczowanie fazy DPSK

Odtworzenie danych binarnych z sygnału kluczowania PSK sprowadza się do porównania fazy sygnału odebranego z fazą sygnału odniesienia. Niestety, odtworzenie sygnału odniesienia z odbieranego sygnału PSK wymaga zastosowania w demodulatorze skomplikowanych układów elektronicznych. Problemu tego unika się stosując tzw. różnicowe kluczowanie fazy DPSK (ang. Dijferential Phase Shift Keying), w którym symbole binarne są reprezentowane zmianą fazy w sygnale, mierzoną pomiędzy bieżącym a poprzednim odstępem jednostkowym. Przykładowy kod modulacyjny przypisuje symbolowi binarnemu „0” zmianę fazy o +90°, a symbolowi binarnemu „1” zmianę fazy o —90° ( + 270°). Oznacza to, że każdy bit jest odwzorowywany w zmianę fazy, natomiast jej wartość pozwala je rozróżniać. Rozważmy ciąg bitów 10001; jeżeli faza początkowa wynosi 0°, to kolejne przesunięcia fazowe będą wynosić:

dane		1	0	0	0	1
faza	0°	270°	0°	90°	180°	90°
zmiana fazy		O O O 1	+90°	+90°	+90°	1 sO O o

3.3.2. Porównanie rodzajów modulacji

Konstrukcja modemu z kluczowaniem ASK jest prosta, podobnie jak układy elektroniczne stosowane w radiofonii AM. Niestety, sygnał AM czy też ASK jest podatny na rozmaite zakłócenia (lub szumy) powodowane przez wyładowania atmosferyczne oraz włączanie obciążeń indukcyjnych (silniki elektryczne) itp. Tego rodzaju zakłócenia są przechwytywane przez komutowane łącza telefoniczne i jeżeli tylko ich poziom oraz czas trwania są odpowiednio duże, mogą powodować błędy transmisji. Nawet słaby szum zakłócający słaby sygnał nośny może spowodować w efekcie powiększenie jego poziomu, odczytane przez demodulator jako symbol binarny „1”, a nie „0”.

*’ Sygnat kluczowania amplitudy też można przedstawić w postaci konfiguracji dwóch punktów o zerowej fazie i różnych amplitudach (przyp■ rlum.)