Codifica M-ary

La parola binario rappresenta due bit. M rappresenta semplicemente una cifra che corrisponde al numero di condizioni, livelli o combinazioni possibili per un dato numero di variabili binarie.

Questo è il tipo di tecnica di modulazione digitale utilizzata per la trasmissione dei dati in cui invece di un bit, due o more bits are transmitted at a time. Poiché un singolo segnale viene utilizzato per la trasmissione a più bit, la larghezza di banda del canale viene ridotta.

Equazione di M-ary

Se un segnale digitale viene fornito in quattro condizioni, come livelli di tensione, frequenze, fasi e ampiezza, allora M = 4.

Il numero di bit necessari per produrre un dato numero di condizioni è espresso matematicamente come

$$ N = \ log_ {2} M $$

Dove,

N è il numero di bit necessari.

M è il numero di condizioni, livelli o combinazioni possibili con N bit.

L'equazione di cui sopra può essere riorganizzata come -

$$ 2 ^ {N} = M $$

Ad esempio, con due bit, 2² = 4 le condizioni sono possibili.

Tipi di tecniche M-ariane

In generale, (M-ary) Le tecniche di modulazione multilivello sono utilizzate nelle comunicazioni digitali poiché gli ingressi digitali con più di due livelli di modulazione consentiti sull'ingresso del trasmettitore. Quindi, queste tecniche sono efficienti in termini di larghezza di banda.

Esistono molte diverse tecniche di modulazione M-ary. Alcune di queste tecniche modulano un parametro del segnale portante, come ampiezza, fase e frequenza.

M-ary ASK

Questo è chiamato M-ary Amplitude Shift Keying (M-ASK) o M-ary Pulse Amplitude Modulation (PAM).

L'ampiezza del segnale portante, assume M diversi livelli.

Rappresentanza di M-ary ASK

$$ S_m (t) = A_mcos (2 \ pi f_ct) \: \: \: \: \: \: A_m \ epsilon {(2m-1-M) \ Delta, m = 1,2 .... M } \: \: \: e \: \: \: 0 \ leq t \ leq T_s $$

Questo metodo è utilizzato anche in PAM. La sua implementazione è semplice. Tuttavia, M-ary ASK è suscettibile al rumore e alla distorsione.

M-ary FSK

Questo è chiamato come M-ary Frequency Shift Keying.

La frequenza del segnale portante, assume M diversi livelli.

Rappresentazione di M-ary FSK

$$ S_ {i} (t) = \ sqrt {\ frac {2E_ {s}} {T_ {S}}} \ cos \ lgroup \ frac {\ Pi} {T_ {s}} (n_ {c} + i) t \ rgroup \: \: \: \: 0 \ leq t \ leq T_ {s} \: \: \: e \: \: \: i = 1,2 ..... M $$

dove $ f_ {c} = \ frac {n_ {c}} {2T_ {s}} $ per un numero intero fisso n.

Questo non è suscettibile al rumore tanto quanto ASK. Il trasmessoMnumero di segnali sono uguali in energia e durata. I segnali sono separati da $ \ frac {1} {2T_s} $Hz rendendo i segnali ortogonali tra loro.

Da Mi segnali sono ortogonali, non c'è affollamento nello spazio del segnale. L'efficienza della larghezza di banda di un FSK M-ary diminuisce e l'efficienza energetica aumenta con l'aumento di M.

M-ary PSK

Questo è chiamato come M-ary Phase Shift Keying.

Il phase del segnale portante, assume M diversi livelli.

Rappresentazione di M-ary PSK

$$ S_ {i} (t) = \ sqrt {\ frac {2E} {T}} \ cos (w_ {0} t + \ emptyset_ {i} t) \: \: \: \: 0 \ leq t \ leq T_ {s} \: \: \: e \: \: \: i = 1,2 ..... M $$

$$ \ emptyset_ {i} t = \ frac {2 \ Pi i} {M} \: \: \: dove \: \: i = 1,2,3 ... \: ... M $$

Qui, l'inviluppo è costante con più possibilità di fase. Questo metodo è stato utilizzato durante i primi giorni della comunicazione spaziale. Ha prestazioni migliori di ASK e FSK. Errore minimo di stima di fase sul ricevitore.

L'efficienza della larghezza di banda di M-ary PSK diminuisce e l'efficienza energetica aumenta con l'aumento di M. Finora abbiamo discusso diverse tecniche di modulazione. L'output di tutte queste tecniche è una sequenza binaria, rappresentata come 1 e 0. Queste informazioni binarie o digitali hanno molti tipi e forme, che vengono discussi ulteriormente.