Home >Динамика отрасли>Динамика отрасли
Общие методы беспроводной модуляции ASK, OOK, FSK, GFSK

Я слышал, что некоторые люди не знают метод беспроводной модуляции? Заходите и смотрите! Узнайте о методах беспроводной модуляции в одной статье: ASK, OOK, FSK, GFSK.

Для обеспечения коммуникативного эффекта и преодоления проблем дальней передачи сигнала необходимо перенести спектр сигнала в высокочастотный канал и передать его посредством модуляции. Этот процесс загрузки сигнала для отправки в высокочастотный сигнал называется модуляцией.

Среди них три самых основных метода модуляции (амплитудная модуляция, частотная модуляция и фазовая модуляция) цифровых сигналов обозначаются аббревиатурами ASK, FSK и PSK на английском языке.

1

Что такое ASK (амплитудная манипуляция)?

Амплитудная манипуляция, также известная как «амплитудная манипуляция», представляет собой метод модуляции. Если возможные состояния сигнала с цифровой модуляцией соответствуют один к одному двоичному информационному символу или соответствующему состоянию сигнала основной полосы частот, то модулированный сигнал называется двоичным сигналом с цифровой модуляцией. Манипуляция с использованием двоичных информационных символов называется бинарной амплитудной манипуляцией и обозначается 2ASK.

2

В режиме «shift keying» при появлении «1» несущая с амплитудой A включена, а при появлении «0» несущая выключена. Это эквивалентно смещению спектра исходного модулирующего сигнала (последовательности импульсов) на две несущие. Амплитудная манипуляция (ASK) эквивалентна амплитудной модуляции в аналоговых сигналах, за исключением того, что она представляет собой двоичное число, умноженное на сигнал несущей частоты. Амплитудное смещение — это использование частоты и фазы в качестве констант и амплитуды в качестве переменной, а информационные биты передаются через амплитуду несущей. Двоичная амплитудная манипуляция (2ASK), так как сигнал модуляции имеет только два уровня 0 или 1, результат умножения эквивалентен выключению или включению несущей частоты. Его фактическое значение состоит в том, что когда модулированный цифровой сигнал равен «1», несущая передается; когда модулированный цифровой сигнал равен «0», несущая не передается. Обычно несущий сигнал использует косинусоидальный сигнал, а сигнал модуляции преобразует цифровую последовательность в однополярную последовательность прямоугольных импульсов основной полосы частот. несущая частота, реализующая 2ASK.

3

Простейшей и наиболее часто используемой формой модуляции ASK является переключатель. Наличие носителя обозначается «1», а отсутствие носителя обозначается «0». Этот тип модуляции называется On-Off Keying (OOK), и это наиболее энергоэффективный метод модуляции, поскольку он излучает энергию только при отправке «1». Амплитудная манипуляция требует очень высокого отношения сигнал/шум для демодуляции сигнала, поскольку по своим характеристикам большинство сигналов передаются с очень малой мощностью, а преимуществом радиочастотной системы модуляции ASK является структура передачи и прием.

Что такое OOK (вкл-выкл кеинг)?

OOK (On-Off Keying) является частным случаем модуляции ASK (Shift Keying). OK, если одна амплитуда равна 0, а другая не равна нулю. Двоичная двухпозиционная манипуляция (OOK: On-Off-Keying), также известная как двоичная амплитудная манипуляция (2ASK), использует однополярную кодовую последовательность без возврата нуля для управления включением и выключением синусоидальной несущей. Этот метод модуляции предшествует методу аналоговой модуляции, который используется для радиопередач азбукой Морзе.

Поскольку антишумовые характеристики OOK не так хороши, как у других методов модуляции, этот метод модуляции не подходит для современной спутниковой связи и цифровой микроволновой связи. Однако благодаря простоте реализации этого метода модуляции амплитудная манипуляция реализуется в волоконно-оптических системах связи и находит широкое применение. Метод анализа метода модуляции является базовым, поэтому базовую теорию цифровой модуляции можно изучить, начиная с введения метода модуляции OOK.

4

Vm(t) — цифровой сигнал для отправки, Acos(2πfct) — немодулированная несущая, VAM(t) — модулированный несущий сигнал OOK. Принцип модуляции OOK используется для управления одной амплитудой, равной 0, и другой, чтобы быть отличной от нуля.

Что такое FSK (частотная манипуляция)?

FSK: частотная манипуляция. Тип угловой модуляции, при котором частота синусоидального колебания варьируется между набором дискретных значений, где каждое дискретное значение представляет собой характерное состояние дискретного по времени модулированного сигнала.

Частотная манипуляция — это использование двух различных источников генераторов F1 и F2 для представления сигналов 1 и 0. Используйте 1 и 0 цифрового сигнала для управления чередующимися выходами двух независимых источников генератора. Для метода модуляции с двоичной частотной манипуляцией эффективная полоса пропускания равна B=2xF+2Fb, где xF — ширина полосы двоичного модулирующего сигнала и максимальная девиация частоты сигнала FSK. Поскольку ширина полосы цифрового сигнала, то есть значение Fb, велика, полоса пропускания двоичного управляющего сигнала с частотным сдвигом относительно велика, а степень использования полосы частот мала. Используйте более высокую частоту для представления логической 1 и более низкую частоту для представления логического 0.

5

Что такое GFSK (частотная манипуляция по Гауссу)?

GFSK: Гауссова частотная манипуляция. Он ограничивает спектральную ширину сигнала до модуляции через фильтр нижних частот Гаусса.

Принцип модуляции: GFSK Гауссова частотная манипуляция — это метод цифровой модуляции, при котором входные данные предварительно модулируются и фильтруются через гауссовский фильтр нижних частот, а затем модулируются FSK. Поддерживая постоянную амплитуду, он может управлять спектром модулированного сигнала, изменяя полосу пропускания фильтра нижних частот Гаусса на 3 дБ.

Модуляцию GFSK можно разделить на два метода: прямую модуляцию и квадратурную модуляцию:

① Прямая модуляция: после фильтрации нижних частот по Гауссу аналоговая частотная модуляция непосредственно выполняется на несущей радиочастоте. Когда индекс модуляции частотного модулятора равен 0,5, это называется модуляцией GMSK (гауссова минимальная манипуляция), поэтому модуляцию GMSK можно рассматривать как частный случай модуляции GFSK.

② Квадратурная модуляция: Цифровой сигнал фильтруется с помощью фильтра нижних частот Гаусса и соответствующей фазовой интеграции, а затем делится на две части: синфазную и квадратурную. Синфазная и квадратурная составляющие несущей умножаются отдельно для синтеза сигнала GFSK.

Для этих четырех методов модуляции физическая концепция GFSK является наиболее ясной, и она также позволяет избежать повреждения характеристик спектра сигнала в процессе прямой модуляции. С другой стороны, управление параметрами GFSK может быть реализовано в фильтре Гаусса с калибровочными коэффициентами, и на него не влияет последующая схема частотной модуляции, а управление параметрами проще. Таким образом, обработка модулирующего сигнала квадратурным модемом GFSK особенно подходит для цифровой реализации. Он обладает свойствами, необходимыми для систем беспроводной связи, такими как огибающая постоянной амплитуды, концентрированный спектр мощности и узкий спектр. Технология модуляции и демодуляции GFSK широко используется во многих областях IoT, таких как мобильная связь, авиация и морская связь.



Похожие статьи, которые стоит прочитать:

Классификация и применение методов беспроводной модуляции ASK, FM, AM, FSK, OFDM