Кіріспе
Тұрақты фазалық модуляция (CPM) – сымсыз модемдерде кеңінен қолданылатын деректерді модуляциялау әдісі. Басқа когерентті цифрлық фазалық модуляция техникаларынан өзгеше, онда тасымалдаушы фаза әрбір символдың басында нөлге тікелей қайта орналасады (мысалы, M PSK), CPM-де тасымалдаушы фаза үздіксіз түрде модуляцияланады. Мысалы, QPSK-де тасымалдаушы синус функциясынан косинус функциясына (яғни 90 градус фазалық ығысу) бірден секіреді, егер ағымдағы символдың екі мәлімдеме біті алдыңғы символдың екі мәлімдеме бітінен өзгеше болса. Мұндай үздіксіздік қуаттың салыстырмалы үлкен бөлігінің жоспарланған жиілік диапазонының за пределами пайда болуын қажет етеді (мысалы, жолақтың сыртындағы қуаттың жоғары үлесі), бұл спектрлік тиімділіктің төмендеуіне алып келеді. Сонымен қатар, CPM көбінесе тұрақты амплитудалық толқын пішіні ретінде жүзеге асырылады, яғни, берілетін тасымалдаушы қуаты тұрақты болады. Сондықтан CPM тартымды, себебі фазаның үздіксіздігі жоғары спектрлік тиімділікті қамтамасыз етеді, ал тұрақты амплитуда жоғары қуат тиімділігін қамтамасыз етеді. Басты кемшілігі – оптималды қабылдағыш үшін қажетті жоғары жүзеге асыру күрделілігі.
abruptly resets to zero at the start of every symbol (e. g. M PSK), with CPM the carrier phase is modulated in a continuous manner. For instance, with QPSK the carrier instantaneously jumps from a sine to a cosine (i. e. a 90 degree phase shift) whenever one of the two message bits of the current symbol differs from the two message bits of the previous symbol. This discontinuity requires a relatively large percentage of the power to occur outside of the intended band (e. g., high fractional out of band power), leading to poor spectral efficiency. Furthermore, CPM is typically implemented as a constant envelope waveform, i. e., the transmitted carrier power is constant. Therefore, CPM is attractive because the phase continuity yields high spectral efficiency, and the constant envelope yields excellent power efficiency. The primary drawback is the high implementation complexity required for an optimal receiver.
Фазалық жады
Әрбір символ тасымалдаушының фазасын символдың ұзақтығы ішінде бастапқы мәннен соңғы мәнге дейін біртіндеп өзгерту арқылы модульделеді. CPM модуляциясы мен демодуляциясының қиындығы әрбір символдың бастапқы фазасы барлық бұрынғы жіберілген символдардың жиынтық фазасына байланысты болуында, бұл фазалық жад деп аталады. Сондықтан, ең жақсы қабылдағыш жіберілген символдардың толық тізбегін ескермей, жеке символ бойынша шешім қабылдай алмайды. Осы үшін максималды ықтималдық тізбектік бағалаушы (MLSE) қажет, ол Витерби алгоритмін пайдаланып тиімді жүзеге асырылады.
Фазалық траектория
Минималды ауысу кілттеуі (MSK) – артық жолақты ені 1/2 және сызықтық фаза траекториясы бар CPM-нің тағы бір атауы. Бұл сызықтық фаза траекториясы үздіксіз болғанымен, фазаның туындысы үздіксіз болмағандықтан тегіс емес. CPM-нің спектрлік тиімділігін тегіс фаза траекториясын қолдану арқылы одан әрі жақсартуға болады. Бұл, әдетте, модуляция алдында фаза траекториясын сүзгілеу арқылы жүзеге асырылады, көбінесе көтерілген косинус немесе Гаусс сүзгісі қолданылады. Көтерілген косинус сүзгісінің нөлдік өтулері дәл бір символ мерзіміне ығысқан, сондықтан ол символдар аралық кедергілерді (ISI) болдырмайтын толық жауап беретін CPM толқын пішінін жасауға мүмкіндік береді.
or a Gaussian filter. The raised cosine filter has zero crossings offset by exactly one symbol time, and so it can yield a full response CPM waveform that prevents intersymbol interference (ISI).
Тұрақты фазалық жиілік ауысуын бұру
Тұрақты фазалық жиілік модуляциясы (CPFSK) – жиілік модуляциясының (FSK) кеңінен қолданылатын түрі, ал FSK – аналогтық жиілік модуляциясының ерекше жағдайы. FSK – цифрлық деректерді синусоидты тасымалдаушы толқынға модуляциялау әдісі, деректердегі ақпаратты тасымалдаушының мизгелдік жиілігінің екі жиілік арасындағы (әдетте "0" және "1" жиіліктері деп аталады) өзгерістерге кодтау арқылы жүзеге асырады. Әдетте, стандартты FSK сигналының фазасы үздіксіз болмайды, себебі модульденген толқын формасы әртүрлі жиіліктері бар екі синусоид арасында тікелей ауысады. Аты айтқандай, CPFSK сигналының фазасы үздіксіз болады; бұл қасиет, сигналдың үздіксіздіктерінен туындайтын кең жолақты жиілік компоненттерін болдырмау үшін, жолақты шектелген арна арқылы берілетін сигналдар үшін маңызды. Сонымен қатар, кейбір күшейткіштердің түрлері үздіксіздікке жақын сигналдармен жұмыс істегенде сызықтық емес мінез-құлық көрсетеді, бұл жіберілген сигналдың пішінін бұрмалауы мүмкін.