Polární modulace - Polar modulation
| Modulace propustného pásma |
|---|
| Analogová modulace |
| Digitální modulace |
| Hierarchická modulace |
| Rozprostřete spektrum |
| Viz také |
Polární modulace je analogická kvadraturní modulaci stejným způsobem, jakým jsou polární souřadnice analogické kartézským souřadnicím . Kvadraturní modulace využívá kartézských souřadnic x a y . Když uvažujeme o kvadraturní modulaci, osa x se nazývá osa I (ve fázi) a osa y se nazývá osa Q (kvadratura). Polární modulace využívá polární souřadnice, r (amplituda) a Θ (fáze).
Přístup kvadraturního modulátoru k digitálnímu rádiovému přenosu vyžaduje lineární vysokofrekvenční výkonový zesilovač, který vytváří konstrukční konflikt mezi zlepšením energetické účinnosti nebo udržováním linearity zesilovače. Kompromisní linearita způsobuje zhoršenou kvalitu signálu, obvykle degradací sousedního kanálu, což může být základním faktorem při omezování výkonu a kapacity sítě. Další problémy s lineárními vysokofrekvenčními výkonovými zesilovači, včetně parametrických omezení zařízení, nestability teploty, přesnosti řízení výkonu, širokopásmového šumu a výtěžnosti výroby, jsou také běžné. Na druhé straně kompromitující energetická účinnost zvyšuje spotřebu energie (což snižuje životnost baterie v ručních zařízeních) a generuje více tepla.
Problém linearity ve výkonovém zesilovači lze teoreticky zmírnit požadavkem, aby vstupní signál výkonového zesilovače byl „ konstantní obálkou “, tj. Neobsahoval žádné variace amplitudy. V systému polární modulace se vstupní signál výkonového zesilovače může lišit pouze ve fázi. Amplitudová modulace se pak provádí přímým ovládáním zisku výkonového zesilovače změnou nebo modulací jeho napájecího napětí. Tak polární modulační systém umožňuje použití vysoce nelineární výkonového zesilovače architektury , jako je třída E a třídy F .
Aby se vytvořil polární signál, musí být známý fázový přenos zesilovače alespoň v rozsahu amplitudy 17 dB. Vzhledem k tomu, že fázové přechody z jednoho do druhého, dojde k poruchové amplitudě, kterou lze během přechodu vypočítat jako,
kde n je počet vzorků I a Q a měl by být dostatečně velký, aby umožňoval přesné trasování signálu. Sto vzorků na symbol by bylo asi nejnižší možné číslo.
Nyní, když je známa změna amplitudy signálu, lze k předběžnému zkreslení signálu použít fázovou chybu zavedenou zesilovačem při každé změně amplitudy. Jeden jednoduše odečte fázovou chybu při každé amplitudě od modulačních signálů I a Q.
Dějiny
Polární modulace byla původně vyvinuta Thomasem Edisonem v jeho kvadruplexním telegrafu z roku 1874 - to umožnilo vysílat 4 signály podél dvojice linek, 2 v každém směru. Odeslání signálu v každém směru bylo provedeno již dříve a Edison zjistil, že kombinací amplitudové a fázové modulace (tj. Polární modulací) by to mohl zdvojnásobit na 4 signály - tedy kvadruplex.