2.2. Дослідження енергетичної ефективності різних видів модуляції

2.2.1. Фазова модуляція bpsk, mpsk, dbpsk та мdpsk

Дані про фазові модуляції, енергетична ефективність яких розглядається в даному розділі, приведені на рис.2.4. Деякі з них (BPSK, MPSK з когерентним детектуванням ) вже були детально розглянуті в попередньому розділі

Рис. 2.4. Види PSK модуляцій, з дослідженням енергетичної ефективності

В табл.2.2 приведено залежності для визначення характеристик енергетичної ефективності деяких видів фазової модуляції

Таблиця 2.2

Значення P_b для деяких видів PSK модуляцій

Вид	Модуляція	Pb	Примітка
1	MDPSK		КД, КГ
2	ВDPSK		КД
3	ВDPSK		ДКД

КД– приймач з когерентним демодулятором; КГ- код Грея; ДКД - приймач з диференційним когерентним демодулятором

На рис. 2.5 приведено характеристики енергетичної ефективності диференційних модуляцій MDPSK (1, табл.2.2) у випадку когерентного детектування, аналогічні характеристикам (рис.1.11). З приведених даних видно, що характеристики (рис.1.11) та (рис.2.5) досить близькі між собою, причому останні незначно ( на 1-2 дБ) зсунуті правіше

а) б) в)

г)

Рис. 2.5. Характеристки енергетичної ефективності для BDPSK та MDPSK модуляції (когерентне детектування, при відношенні E_b/N_o – в дБ): (а) - типові характеристики; (б) - формування узагальненої характеристики; (в) - узагальнена характеристика; г) - сімейство узагальнених характеристик

Також на рис. 2.6 приведені характеристики, аналогічні характеристикам (рис.1.12), при відображені відношення сигнал/шум E_b/N_o в лінійному масштабі. Видно, що тенденція змін як характеристик енергетичної ефективності, так і показника ефективності в обох випадках залишається приблизно одинаковою

а) б) в)

г) д) е)

Рис. 2.6. Характеристки енергетичної ефективності для ВDPSK, MDPSK модуляції (когерентне детектування, при відношенні E_b/N_o – в разах): (а) - типові характеристики; (б) - формування узагальненої характеристики; (в) - узагальнена характеристика; г) - сімейство узагальнених характеристик; (д) – показник ефективності; (е) – показник ефективності, нормований відносно максимального значення

На рис. 2.7 приведено результати порівняння узагальнених характеристик енергетичної ефективності модуляцій MPSK та MDPSK .

З приведених даних наглядно видно різницю між обома видами модуляції. Варто зауважити, що аналогічне порівняння даних модуляцій на основі використання типових характеристик (рис.1.12,а) та (2.5,а) являється менш нагядним

Рис.2.7. Порівняння енергетичної ефективності MPSK та MDPSK

модуляцій

Також доцільно порівняти між собою бінарні фазові модуляції. На рис. 2.8 приведені характеристики енергетичної ефективності даних модуляцій з врахуванням залежностей (2, табл. 1.1) та (2, 3 табл. 2.2)

а) б) в)

Рис. 2.8. Характеристки енергетичної ефективності для BPSK (КД), BDPSK (КД) та BDPSK (ДКД) модуляції: (а) - типові характеристики; (б) - формування узагальненої характеристики; (в) - узагальнена характеристика

Порівнюючи типові характеристики (рис.2.8,а), видно, що вони являються досить близькими. В зв'язку з тим, що бінарні модуляції не залежать від k, тому дана вісь системи координат являється ніби зайвою. В даному випадку її використано для розміщення вздовж неї інформації про кожен з трьох окремих видів бінарної фазової модуляції – BPSK (значення від 1 до 2 на осі «вид»), BDPSK (КД, значення від 2 до 3 на осі «вид»), BDPSK (ДКД, значення від 3 до 4 на осі «вид»). З приведених даних видно, що для забезпечення заданого значення P_b=const найменшого відношення сигнал/шум (E_b/N_o) вимагає BPSK модуляція, а найбільшого BDPSK(ДКД) модуляція. Тобто в даному випадку аналогічно також використовуються узагальнені характеристики (рис.2.8,в), які містять дані, придатні для наглядного порівняння характеристик.

Отже, MPSK модуляцію доцільно використовувати для систем з обмеженою смугою частот та наявним запасом відношення сигнал/шум.