Impuls holatini modulyatsiya qilish - Pulse-position modulation

Ushbu maqola umumiy ro'yxatini o'z ichiga oladi ma'lumotnomalar, lekin bu asosan tasdiqlanmagan bo'lib qolmoqda, chunki unga mos keladigan etishmayapti satrda keltirilgan. Iltimos yordam bering yaxshilash tomonidan ushbu maqola tanishtirish aniqroq iqtiboslar. (2013 yil noyabr) (Ushbu shablon xabarini qanday va qachon olib tashlashni bilib oling)

Impuls holatini modulyatsiya qilish (PPM) signal shaklidir modulyatsiya unda M xabar bitlari bittasida bitta impulsni uzatish orqali kodlanadi ${ displaystyle 2 ^ {M}}$ mumkin bo'lgan vaqt o'zgarishi.^[1][2] Bu har birida takrorlanadi T soniya, uzatilgan bit tezligi shunday ${ displaystyle M / T}$ soniyada bit Bu birinchi navbatda foydalidir optik aloqa kam yoki yo'q bo'lishga moyil bo'lgan tizimlar ko'p yo'lli aralashish.

Tarix

Pulse-pozitsiya modulyatsiyasining qadimgi ishlatilishi Yunonistonning gidravlik semafor tizimi miloddan avvalgi 350 yillarda Aeneas Stymphalus tomonidan ixtiro qilingan. bu ishlatilgan suv soati vaqt signallari printsipi.^[3] Ushbu tizimda suvni to'kish vaqtni aniqlash vositasi vazifasini bajaradi va mash'alalar impulslarga signal berish uchun ishlatiladi. Tizimda drenajni yoqish va o'chirish mumkin bo'lgan bir xil suv bilan to'ldirilgan konteynerlar va harbiy xabarlarni ifodalovchi turli xil oldindan belgilangan kodlar bilan belgilangan novda bilan suzuvchi foydalanilgan. Operatorlar konteynerlarni bir-birlaridan uzoqdan ko'rishlari uchun ularni tepaliklarga joylashtirar edi. Xabar yuborish uchun operatorlar mash'alalardan foydalanib, suvning to'kilishi boshlanishi va tugashi to'g'risida signal berishadi va suzgichga biriktirilgan novda ustidagi belgi xabarni bildiradi.

Zamonaviy davrda impuls holatini modulyatsiya qilish kelib chiqadi telegraf vaqtni taqsimlash multipleksiyasi, 1853 yildan boshlangan va u bilan birga rivojlangan impuls-kodli modulyatsiya va impuls kengligi modulyatsiyasi.^[4] 1960-yillarning boshlarida Don Mathers va Dag Spreng of NASA ishlatilgan impuls-pozitsiya modulyatsiyasi radio-nazorat (R / C) tizimlari. PPM hozirda ishlatilmoqda optik tolali aloqa, chuqur kosmik aloqa va R / C tizimlarida foydalanishda davom etmoqda.

Sinxronizatsiya

Ushbu texnikani amalga oshirishning muhim qiyinchiliklaridan biri shundaki, mahalliy soatni har bir belgining boshi bilan moslashtirish uchun qabul qilgich to'g'ri sinxronlashtirilishi kerak. Shuning uchun, ko'pincha differentsial tarzda amalga oshiriladi impuls-pozitsiyasining differentsial modulyatsiyasi, bu bilan har bir impuls pozitsiyasi oldingisiga nisbatan kodlanadi, shunday qilib qabul qilgich faqatdagi farqni o'lchashi kerak kelish vaqti ketma-ket zarbalar. Xatolarning tarqalishini qo'shni belgilar bilan cheklash mumkin, shunda bitta impulsning differentsial kechikishini o'lchashdagi xato barcha ketma-ket o'lchovlarga ta'sir qilish o'rniga, faqat ikkita belgiga ta'sir qiladi.

Ko'p yo'lli shovqinlarga sezgirlik

Qabul qiluvchilarni sinxronlash bilan bog'liq masalalardan tashqari, PPM ning asosiy kamchiligi shundaki, u chastotani tanlab o'chadigan kanallarda paydo bo'ladigan multipatiya shovqinlariga sezgir bo'lib, qabul qiluvchining signalida har bir uzatiladigan impulsning bir yoki bir nechta aks-sadosi mavjud. Axborot kodlanganligi sababli kelish vaqti (yoki farqli ravishda, yoki umumiy soatga nisbatan), bir yoki bir nechta aks sadolarning mavjudligi uzatilgan impulsga to'g'ri keladigan impuls holatini aniq aniqlashni o'ta qiyinlashtirishi mumkin, agar imkonsiz bo'lsa. Radar tizimlarida qo'llaniladigan impulslarning sinxronizatsiyasiga va qabul qilingan impulsning kelish vaqtiga, aks sado mavjud bo'lganda ularning masofaviy pozitsiyasini olishiga tayanadigan bir xil usullardan foydalangan holda yumshatiladi.

Izchil bo'lmagan aniqlash

PPM ning asosiy afzalliklaridan biri bu uning Mizchil ravishda amalga oshiriladigan modifikatsiyalash texnikasi, qabul qiluvchidan foydalanishga hojat yo'q fazali qulflangan pastadir (PLL) tashuvchining fazasini kuzatish uchun. Bu uni izchil fazali modulyatsiya va aniqlash qiyin va o'ta qimmat bo'lgan optik aloqa tizimlari uchun munosib nomzodga aylantiradi. Faqat boshqa umumiy M- bir-biriga mos kelmaydigan modulyatsiya texnikasi M-ar chastotani almashtirish klavishi (M-FSK), bu PPM uchun dual chastota-domen hisoblanadi.

PPM va M-FSK

Bir xil tarmoqli kengligi, o'rtacha quvvat va uzatish tezligi sekundiga M / T bit bo'lgan PPM va M-FSK tizimlari bir xil ko'rsatkichlarga ega qo'shimcha Gauss shovqini (AWGN) kanali. Biroq, ularning ishlashi taqqoslaganda juda farq qiladi chastotali selektiv va chastotali tekis pasayish kanallar. Chastotani selektiv pasayish PPM ma'lumotlarini kodlash uchun ishlatiladigan M vaqt siljishlarining har qandayida yuqori darajada buzadigan aks sadolarni keltirib chiqaradigan bo'lsa, u faqat M-FSK uchun ma'lumotlarni kodlash uchun ishlatiladigan M mumkin bo'lgan chastotali siljishlarning ayrimlarini tanlab buzadi. Boshqa tomondan, M-FSK uchun PPMga qaraganda chastotali tekis pasayish ko'proq buziladi, chunki barcha mumkin bo'lgan chastotali siljishlarning pasayishi susayadi, PPM pulsining qisqa davomiyligi esa M vaqtidan faqat bir nechtasini anglatadi - siljish susayishi bilan katta darajada buziladi.

Optik aloqa tizimlari zaif ko'p yo'lli buzilishlarga moyil bo'lib, PPM ko'plab bunday dasturlarda modulyatsiya sxemasi hisoblanadi.

RF aloqa uchun arizalar

Kam quvvatli va uzun to'lqin uzunliklariga (ya'ni past chastotali) tor tarmoqli chastotali (radiochastota) kanallar, birinchi navbatda, ta'sir qiladi tekis pasayish, va PPM ushbu stsenariylarda foydalanish uchun M-FSK-dan yaxshiroq mos keladi. Ushbu kanal xususiyatlariga ega bo'lgan bitta keng tarqalgan dastur, birinchi bo'lib 1960-yillarning boshlarida yuqori darajali qo'llanilgan HF (27 MGts gacha) chastotalarni past darajaga VHF tarmoqli chastotalar (joylashuvga qarab RC foydalanish uchun 30 MGts dan 75 MGts gacha) radio boshqaruv ning model samolyotlar, dastlab "raqamli mutanosib" radio boshqaruv sifatida tanilgan qayiqlar va avtomobillar. PPM ushbu tizimlarda ishlaydi, har bir impulsning holati transmitterdagi analog boshqaruvning burchak holatini yoki ikkilik kalitning mumkin bo'lgan holatlarini aks ettiradi. Har bir kvadrat uchun zarbalar soni mavjud bo'lgan boshqariladigan kanallar sonini beradi. Ushbu turdagi dastur uchun PPM-dan foydalanishning afzalligi shundaki, signalni dekodlash uchun zarur bo'lgan elektronika juda oddiy bo'lib, bu kichik, engil qabul qiluvchi / dekoder birliklariga olib keladi. (Model samolyotlarga imkon qadar engil qismlar kerak). Servoslar Model radioeshittirish uchun ishlab chiqarilgan, impulsni dvigatel holatiga o'tkazish uchun zarur bo'lgan ba'zi elektronikalar kiradi - qabul qiluvchidan avval qabul qilingan radio signalidan ma'lumotlarni o'zi orqali olish kerak oraliq chastota bo'lim, keyin demultipleks ketma-ket oqimdan ajratilgan kanallarni va har bir servoga boshqarish pulslarini yuboring.

Radio boshqaruv uchun PPM kodlash

To'liq PPM ramkasi taxminan 22,5 ms ni tashkil qiladi (ishlab chiqaruvchiga qarab farq qilishi mumkin) va signalning past holati har doim 0,3 ms ni tashkil qiladi. Bu boshlang'ich ramkadan boshlanadi (yuqori holat 2 msdan ortiq). Har bir kanal (8 tagacha) yuqori holat vaqti bilan kodlangan (PPM yuqori holat + 0,3 × (PPM past holat) = servo PWM impuls kengligi).

Hozirda zamonaviy radio boshqaruv tizimlari ko'pincha asoslanadi impuls-kodli modulyatsiya, bu yanada murakkab, ammo katta moslashuvchanlik va ishonchlilikni taklif etadi. 2,4 gigagertsli diapazon paydo bo'lishi FHSS 21-asrning boshlarida radio-boshqaruv tizimlari buni yanada o'zgartirdi.

Pulse-pozitsiya modulyatsiyasi shuningdek, bilan aloqa qilish uchun ishlatiladi ISO / IEC 15693 kontaktsiz smart-karta, shuningdek HF amalga oshirish Elektron mahsulot kodi (EPC) 1-sinf protokoli RFID teglar.

Shuningdek qarang

• Puls-amplituda modulyatsiya
• Pulse-kod modulyatsiyasi
• Pulsning zichligini modulyatsiya qilish
• Puls kengligi modulyatsiyasi
• Ultra keng tarmoqli

Adabiyotlar