Přednáška9

odní hodnotu, avšak nyní již s fází posunutou o 180°. Doba přechodu z jednoho do druhého stavu je sice velice krátká, přesto vzniká v modulovaném signálu parazitní amplitudová modulace s  hloubkou modulace 100%.
Při změnách stavů, kdy se v dibitu mění pouze jediný bit, neklesne amplituda nosné až na nulu, ale pokles je menší. Avšak i v tomto případě, kdy dochází ke změně fáze nosné pouze o 90°, vzniká v modulovaném signálu parazitní amplitudová modulace. Průchodem signálu QPSK přes nelineární obvod, např. koncový stupeň vysílače pracující ve třídě C, dochází k obohacení spektra a zvýšení nežádoucích spektrálních složek signálu, což je velkou nevýhodou modulace QPSK. Lepšího využití konstelačního diagramu (tj. přibližně rovnoměrného rozložení jednotlivých bodů v rovině IQ) lze dosáhnout tím, že se modulačním signálem klíčuje nejen fáze, ale i amplituda nosné vlny. Tímto způsobem se vytvářejí diskrétní kvadraturní modulace QAM (Quadrature Amplitude Modulation), které umožňují dosáhnout vyšší přenosové rychlosti signálu. 6.6.3 Modulace QAM pro kabelové vysílání DVB-C Například u modulace 16QAM vyjadřuje každý stav nosné čtyřbitovou kombinaci 1 a 0, zatímco u modulace 64QAM vyjadřuje každý stav nosné nějakou šestibitovou kombinaci 1 a 0. Při konstantní symbolové rychlosti umožňují vícestavové modulace přenést více bitů a tedy signály s větší přenosovou rychlostí. Uvažujeme-li naopak konstantní přenosovou rychlost signálu, potom vícestavové modulace umožní přenos daného signálu s menší symbolovou rychlostí (souvisí s šířkou pásma přenosového kanálu). Se zvyšováním počtu stavů modulací QAM však vzrůstají požadavky na přijímač, který musí rozlišit mnohem menší změny amplitudy a fáze ve srovnání s modulacemi dvojstavovými. Navíc působí v  komunikačním kanálu na modulovaný signál především šum a různá rušení, které zvyšují jeho chybovost. Tyto rušivé vlivy se projeví na přijímací straně na tvaru konstelačního diagramu. Proto jsou tyto vícestavové modulace vhodné pro signály procházející prostředím s minimálním rušením a šumem. Z tohoto důvodu byla také modulace QAM zvolena pro kabelový přenos DVB-C. V modulátoru 16QAM je vstupní digitální signál rozdělen v mapovacím obvodu do dvou dvojic bitů z nichž každá se zpracovává obdobným způsobem jako v modulátoru QPSK. Před výsledným součtem signál je však do cesty jedné větve (v obrázku do modré větve) vložen útlumový člen (-6dB). 6.6.4 Modulace OFDM pro terestriální vysílání DVB-T Modulace OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) je určena pro terestriální (pozemní, zemské) televizní vysílání. Jedná se podstatě o multiplex nosných vln.
Při terestriálním vysílání mají na přijímaný signál největší vliv především odrazy v místě příjmu a signály jiných vysílačů se stejným kmitočtem nosné. Při analogovém TV vysílání se tyto jevy projeví nejen vymizením zvuku nebo barvy v obraze, ale především několikanásobnými obrysy obrazu ve vodorovném směru (duchy). Při přenosu digitálního signálu jsou uvedené rušivé vlivy ještě zřetelnější neboť přenášené bity mění své hodnoty vlivem ISI (Inter Symbol Interference) a obraz může být silně porušen. Problém odražených signálů a tedy ISI se řeší prodloužením bitové periody na hodnotu n.TB . Důsledkem je snížení bitové rychlosti signálu. Dt Podle rozdílu doby výskytu určitého bitu v přímém a rušivém (odraženém) signálu, zasahuje rušení sousední nebo vzdálenější bity. Nepříznivě se projevují především malé časové rozdíly (cca 0,1 s) odražených signálů s poměrně velkou úrovní. Sériově přenášené bity zdrojově kódovaného signálu vytvářejí pomocí tzv. mapujícího obvodu skupiny čili symboly po m bitech vhodných pro následnou modulaci QPSK nebo QAM.
Následně se v demultiplexeru signál m bitových symbolů dále rozdělí do n paralelních větví, takže doba jednoho symbolu se prodlouží n krát (bitová perioda se prodlouží m.n krát). Tím se značně zmenší vliv odrazů na přímý signál. Dalším opatřením pro snížení vlivu odrazů a vzniku ISI je zavedení ochranného intervalu (10 až 20 ms).
Rozdělením bitů do velkého počtu (několik tisíc) paralelních větví se přenosová rychlost kanálového bitového toku značně zmenší (systémy OFDM 1k, 2k, 4k a 8k). Signály v n paralelních větvích prochází tvarovacími filtry a přicházejí na vhodné modulátory. Výsledný signál OFDM vzniká součtem výstupních signálů jednotlivých modulátorů.
Blokové schéma modulátoru OFDM. Jednotlivé nosné (subnosné, tóny) jsou od sebe vzdáleny o celočíselný násobek převrácené hodnoty délky symbolu TS (symbolové frekvence) - podmínka ortogonality. Je-li skupina nosných ortogonální, jednotlivé kanály se neovlivňují, i když se jejich spektra částečně překrývají. Spektrum signálu u
klasického systému



Spektrum signálu u ortogonálního systému Spektrum jednoho modulovaného signálu a spektrum čtyř modulovaných signálů OFDM (detail). Uvedený postup vytvoření signálu OFDM je sice funkční, ale pro velké množství bloků (několik tisíc filtrů, modulátorů, atd.) by jeho realizace byla velice neekonomická.
V praxi se proto modulátor OFDM realizuje pomocí signálového procesoru, který výsledný signál „vypočítá“ pomocí inverzní diskrétní Fourierovy transformace IDFT. Datový tok je rozdělen na jednotlivá např. 6 bitová slova vhodná pro následující modulaci 64QAM. Každé slovo vyjadřuje např. 4 bity amplitudu a 2 bity fázi spektrální složky. Z těchto n spektrálních složek (představují spektrální funkci) se v bloku IDFT vypočítá časový průběh odpovídajícího signálu.
Na přijímací straně se datový signál vytvoří inverzním postupem pomocí FDFT.