Когерентный демодулятор QPSK-радиосигнала Структурная схема когерентного демодулятора (рис. 1.15) имеет два перемножителя (Пм), блок восстановления несущей частоты (БВНЧ), фазовращатель (ФВ), два фильтра нижних частот (ФНЧ), блок восстановления тактовой частоты (БВТЧ), две пороговые решающие схемы (ПРС), параллельно-последовательный декодер (ППД). Монохроматические опорные колебания (для синфазного канала) и (для квадратурного канала), частоты которых с точностью до фазы совпадают с частотой немодулированной несущей, образуются при помощи БВНЧ и ФВ.  Рис. 1.15. Когерентный демодулятор QPSK-радиосигнала Выходные напряжения перемножителей: ; . Поскольку высокочастотные составляющие напряжений и отфильтровываются ФНЧ, то на их выходах сигналы принимают знакопеременные значения: ; . (1.25) ПРС преобразуют знакопеременные символьные последовательности и в однополярные последовательности и , на основе которых ППД формирует битовую последовательность . Однако, как показано ниже (см. подраздел 2.4), в БВНЧ при формировании опорного колебания (1.26) возможно образование фазовой неоднозначности, т.е. опорное колебание может иметь случайный фазовый сдвиг : , . (1.27) Блок восстановления несущей частоты (БВНЧ). Фазовая неоднозначность при формировании опорного колебания БВНЧ, входящий в состав демодулятора приемника (см. рис. 1.14), формирует необходимое для когерентного детектирования принятого QPSK-радиосигнала опорное монохроматическое напряжение несущей частоты без фазовой манипуляции. БВНЧ (рис. 1.16,а) содержит два квадратора (Кв) для возведения принятого сигнала в четвертую степень, полосовой фильтр (ПФ) с частотой настройки , фазоинвертор (ФИ) сигнала на , делитель частоты (ДЧ) на четыре.  Рис. 1.16. Структурная схема блока восстановления несущей частоты (а); к пояснению эффекта фазовой неоднозначности, возникающей в БВНЧ: выходное напряжение фазовращателя (б); б, в, г, д - опорное напряжение на выходе БВНЧ соответственно при (в), (г), (д), (е). Точками показаны возможные моменты синхронизации блока ДЧ Поскольку , , а , то выходное напряжение второго квадратора  . Слагаемые напряжения с частотами устраняются ПФ. Кроме того, при значениях фазы , . В результате напряжение на выходе ПФ , а напряжение на выходе фазоинвертора . Т.к. при , то после деления частоты на четыре образуется опорное (восстановленное) колебание несущей частоты, которое может иметь фазовую неоднозначность : , , . (1.28) Этот эффект поясняется осциллограммами, изображенными на рис. 1.16,б,в,д,е: блок ДЧ может иметь начальную синхронизацию в различные моменты, помеченные точками на колебании (см. рис .1.16,б). Если фаза восстановленной несущей не будет иметь значения , то демодулированный цифровой поток в приемнике не будет соответствовать переданному. Для исключения влияния на достоверность цифрового потока фазовой неоднозначности ( ) используется дифференциальная (относительная) квадратурная фазовая манипуляция. Дифференциальная (относительная) квадратурная фазовая Манипуляция – Differential Quadrature Phase Shift Keying (DQPSK) DQPSK-модулятор При DQPSK производится относительное кодирование символов передаваемого сообщения, т.е. необходимая информация содержится в различии двух последовательно переданных символов. Структурная схема DQPSK-модулятора (рис. 1.17) отличается от структурной схемы QPSK-модулятора (см. рис. 1.12) наличием кодирующего устройства (КУ).  Рис. 1.17. Структурная схема DQPSK-модулятора В КУ цифровые последовательности и преобразуются в последовательности и по алгоритмам: (1.29) где черта сверху обозначает логическую операцию дополнения ( , ). Данные табл. 1.4 иллюстрируют преобразование символов в ПКАО и значение фазы сигнала на выходе DQPSK-модулятора. Таблица 1.4. Преобразование символов в КУ по алгоритмам (1.29) и фаза сигнала на выходе DQPSK-модулятора |