📄Работа №212037
Тема: Современные методы модуляции: достоинства и недостатки, области практического применения
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Информационные системы
Объем:
47 листов
Год:
2021
Просмотров:
40
4700
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Реферат
ОГЛАВЛЕНИЕ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Квадратурная амплитудная модуляция QAM 6
1.1 Основы QAM 6
1.2 1024-QAM 14
1.3 Вероятность ошибки для M позиционной QAM 20
1.4 Достоинства, недостатки и области практического применения 1024-QAM 26
2 OFDM 28
2.1 Основы OFDM 28
2.2 Формирование OFDM сигнала 29
2.3 Ортогональность 32
2.4 Защитный интервал в OFDM 33
2.5 Достоинства, недостатки и области практического применения OFDM 35
3 Неортогональные способы частотного разделения поднесущих 37
3.1 SEFDM 37
3.2 N-OFDM. Математическая модель N-OFDM 40
3.3 Принцип размещения поднесущих в N-OFDM 40
3.4 Особенности сигналов в N-OFDM и сравнение их с OFDM 42
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 47
ОГЛАВЛЕНИЕ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Квадратурная амплитудная модуляция QAM 6
1.1 Основы QAM 6
1.2 1024-QAM 14
1.3 Вероятность ошибки для M позиционной QAM 20
1.4 Достоинства, недостатки и области практического применения 1024-QAM 26
2 OFDM 28
2.1 Основы OFDM 28
2.2 Формирование OFDM сигнала 29
2.3 Ортогональность 32
2.4 Защитный интервал в OFDM 33
2.5 Достоинства, недостатки и области практического применения OFDM 35
3 Неортогональные способы частотного разделения поднесущих 37
3.1 SEFDM 37
3.2 N-OFDM. Математическая модель N-OFDM 40
3.3 Принцип размещения поднесущих в N-OFDM 40
3.4 Особенности сигналов в N-OFDM и сравнение их с OFDM 42
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 47
📖 Аннотация
В данной выпускной квалификационной работе проводится комплексный анализ современных методов модуляции, их сравнительных характеристик и областей применения. Актуальность исследования обусловлена стремительным развитием систем цифровой связи, требующих повышения спектральной эффективности и скорости передачи данных в условиях ограниченного частотного ресурса. Основными результатами работы являются систематизация достоинств и недостатков методов квадратурной амплитудной модуляции высокой кратности (в частности, 1024-QAM) и многочастотных технологий с ортогональным (OFDM) и неортогональным (N-OFDM, SEFDM) частотным разделением. Установлено, что 1024-QAM обеспечивает высокую скорость передачи в узкой полосе, но предъявляет повышенные требования к отношению сигнал/шум. OFDM демонстрирует высокую устойчивость к межсимвольным искажениям и простоту реализации, в то время как неортогональные методы потенциально обладают большей спектральной эффективностью, но имеют сложность демодуляции. Научная значимость заключается в обобщении теоретических основ модуляции, а практическая – в результатах имитационного моделирования системы на базе 1024-QAM в среде Simulink, подтвердивших работоспособность метода, и в четком определении сфер применения каждого рассмотренного метода, таких как Wi-Fi 6, спутниковая и мобильная связь стандартов LTE/5G, цифровое телевидение (DVB). Теоретической базой исследования послужили фундаментальные труды Б. Скляра по цифровой связи, работы М.С. Воробьева в области цифрового телевидения, прикладные исследования D. Coleman, посвященные Wi-Fi 6, а также научный обзор M. Renfors и соавторов, рассматривающих ортогональные и неортогональные формы сигналов.
📖 Введение
Сигналы от измерительных датчиков и других различных источников информации передаются к приемникам по специальным линиям связи, что в совокупности называется измерительными приборами. Сигналы должны быть приспособлены к физическим характеристикам канала передачи, чтобы передача электрических информационных сигналов произошла с минимально возможными искажениями. С такой задачей справляется полезный сигнал (речь, музыка, данные), в котором осуществляется изменение амплитуды, частоты или фазового угла несущего сигнала, обеспечивая эффективное использование канала передачи. Данный процесс называется модуляцией.
Применение аналоговой (непрерывной) модуляции необходимо для преобразования одного аналогового информационного сигнала в другой аналоговый несущий сигнал. В такой непрерывной модуляции переносчиком сообщения является синусоидальный сигнал, который называется «несущей». Синусоидальный сигнал характеризуется следующими параметрами: амплитуда, частота и фаза. Поэтому принято различать амплитудную (АМ), частотную (ЧМ) или фазовую (ФМ) модуляцию несущего сигнала.
Поскольку модулирующая функция цифровых сигналов принимает дискретные значения, а значит и параметры несущего сигнала изменяются скачкообразно. Такая модуляция называется манипуляцией. В рамках развития современного мира сегодня широко известно применение методов модуляции в беспроводных системах связи Wi-Fi, WiMax, LTE, в наземных системах цифрового телевидения DVB-T, в системах кабельного телевидения DVB-C, в технологии ADSL, в развитии техники в военной области.
Целью работы является обзор и сравнение некоторых современных методов модуляции, их достоинств и недостатков, и областей их практического применения.
Применение аналоговой (непрерывной) модуляции необходимо для преобразования одного аналогового информационного сигнала в другой аналоговый несущий сигнал. В такой непрерывной модуляции переносчиком сообщения является синусоидальный сигнал, который называется «несущей». Синусоидальный сигнал характеризуется следующими параметрами: амплитуда, частота и фаза. Поэтому принято различать амплитудную (АМ), частотную (ЧМ) или фазовую (ФМ) модуляцию несущего сигнала.
Поскольку модулирующая функция цифровых сигналов принимает дискретные значения, а значит и параметры несущего сигнала изменяются скачкообразно. Такая модуляция называется манипуляцией. В рамках развития современного мира сегодня широко известно применение методов модуляции в беспроводных системах связи Wi-Fi, WiMax, LTE, в наземных системах цифрового телевидения DVB-T, в системах кабельного телевидения DVB-C, в технологии ADSL, в развитии техники в военной области.
Целью работы является обзор и сравнение некоторых современных методов модуляции, их достоинств и недостатков, и областей их практического применения.
✅ Заключение
В данной работе рассматривался один из основных современных методов модуляции: QAM-1024. Было выяснено, что данный метод модуляции может быть широко применен не только для получения более высокой эффективности спектра, но и для передачи данных с более высокой скоростью в ограниченной полосе частот. Особенно это характерно для мобильной и спутниковой связи, где размеры полосы пропускания ограничены, в таких условиях преимущества технологии модуляции 1024-QAM по сравнению с другими современными методами модуляции проглядываются очевиднее. На основе фундаментальных исследований модуляции и демодуляции QAM и теории цифровой передачи аналоговых сигналов было осуществлено создание системы и проверка ее производительности через платформу моделирования Simulink. Результаты моделирования показывают, что сигнал может быть хорошо передан в этой системе, допуская при этом определенные искажения. Было получено графическое отношение BER от SNR для 16-1024-QAM модуляции.
Также в данной работе объектом исследования являлись многочастотные ортогональные и неортогональные технологии с частотным мультиплексированием. Была выяснена разница между этими сигналами, сравнены их преимущества и недостатки. Сигналы с OFDM обладают высокой помехоустойчивостью приёма в условиях межсимвольной интерференции, как следствие - лояльность к многолучевому распространению. Они имеют простую аппаратную реализацию, в отличие от сигналов с N-OFDM и SEFDM. Канальная эквализация упрощается вследствие того, что OFDM сигнал может рассматриваться как множество медленно модулируемых узкополосных сигналов, а не как один быстро модулируемый широкополосный сигнал.
Однако есть некоторые препятствия в использовании OFDM в системе передачи. Основным недостатком является то, что сигнал OFDM демонстрирует очень высокое отношение пиковой мощности сигнала к средней. Кроме того, сигналы с OFDM имеют недостаточную спектральную эффективность и высокие удельные затраты полосы частот. Несмотря на возросшую сложность демодуляции SEFDM и N-OFDM сигналов по сравнению с OFDM, переход к неортогональной расстановке частот поднесущих обеспечивает ряд преимуществ. Во-первых, применение SEFDM и N-OFDM-сигналов позволяет эффективно бороться с узкополосными помехами за счет адаптивной перестройки частот поднесущих. Во-вторых, при незначительном проигрыше в помехоустойчивости системы SEFDM и N-OFDM демонстрирует значительное преимущество в спектральной эффективности. Спектр сигнала в системах SEFDM и N-OFDM занимают меньшую полосу частот по сравнению с OFDM, что является серьезным преимуществом. Поскольку помехоустойчивость вышеуказанных систем остается сопоставимой, разработанные системы с неортогональным мультиплексированием можгут стать перспективной заменой OFDM.
Также в данной работе объектом исследования являлись многочастотные ортогональные и неортогональные технологии с частотным мультиплексированием. Была выяснена разница между этими сигналами, сравнены их преимущества и недостатки. Сигналы с OFDM обладают высокой помехоустойчивостью приёма в условиях межсимвольной интерференции, как следствие - лояльность к многолучевому распространению. Они имеют простую аппаратную реализацию, в отличие от сигналов с N-OFDM и SEFDM. Канальная эквализация упрощается вследствие того, что OFDM сигнал может рассматриваться как множество медленно модулируемых узкополосных сигналов, а не как один быстро модулируемый широкополосный сигнал.
Однако есть некоторые препятствия в использовании OFDM в системе передачи. Основным недостатком является то, что сигнал OFDM демонстрирует очень высокое отношение пиковой мощности сигнала к средней. Кроме того, сигналы с OFDM имеют недостаточную спектральную эффективность и высокие удельные затраты полосы частот. Несмотря на возросшую сложность демодуляции SEFDM и N-OFDM сигналов по сравнению с OFDM, переход к неортогональной расстановке частот поднесущих обеспечивает ряд преимуществ. Во-первых, применение SEFDM и N-OFDM-сигналов позволяет эффективно бороться с узкополосными помехами за счет адаптивной перестройки частот поднесущих. Во-вторых, при незначительном проигрыше в помехоустойчивости системы SEFDM и N-OFDM демонстрирует значительное преимущество в спектральной эффективности. Спектр сигнала в системах SEFDM и N-OFDM занимают меньшую полосу частот по сравнению с OFDM, что является серьезным преимуществом. Поскольку помехоустойчивость вышеуказанных систем остается сопоставимой, разработанные системы с неортогональным мультиплексированием можгут стать перспективной заменой OFDM.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.