वाहक पुनर्प्राप्ति

एक कैरियर रिकवरी सिस्टम एक विद्युत सर्किट है जिसका उपयोग सुसंगत demodulation के उद्देश्य के लिए प्राप्त सिग्नल की वाहक तरंग और रिसीवर के स्थानीय ऑसिलेटर के बीच आवृत्ति और चरण के अंतर का अनुमान लगाने और क्षतिपूर्ति करने के लिए किया जाता है।

QPSK कैरियर पुनर्प्राप्ति चरण त्रुटि का उदाहरण प्राप्त प्रतीक नक्षत्र आरेख, X, इच्छित नक्षत्र, O के सापेक्ष एक निश्चित घूर्णी ऑफसेट के कारण होता है।

QPSK कैरियर रिकवरी फ़्रीक्वेंसी एरर का उदाहरण प्राप्त प्रतीक नक्षत्र आरेख, X, इच्छित नक्षत्र, O के सापेक्ष रोटेशन के कारण होता है।

संचार वाहक प्रणाली के ट्रांसमीटर में, एक वाहक तरंग बेसबैंड सिग्नल द्वारा संशोधित होती है। रिसीवर पर, बेसबैंड जानकारी इनकमिंग मॉड्यूलेटेड वेवफ़ॉर्म से निकाली जाती है।

एक आदर्श संचार प्रणाली में, ट्रांसमीटर और रिसीवर के वाहक सिग्नल ऑसिलेटर आवृत्ति और चरण में पूरी तरह से मेल खाते हैं, जिससे संग्राहक बेसबैंड सिग्नल के सही सुसंगत डिमॉड्यूलेशन की अनुमति मिलती है।

हालांकि, ट्रांसमीटर और रिसीवर शायद ही कभी एक ही वाहक थरथरानवाला साझा करते हैं। संचार रिसीवर सिस्टम आमतौर पर संचारण प्रणालियों से स्वतंत्र होते हैं और आवृत्ति और चरण ऑफसेट और अस्थिरता के साथ उनके ऑसिलेटर होते हैं। डॉप्लर शिफ्ट मोबाइल आकाशवाणी आवृति संचार प्रणालियों में आवृत्ति अंतर में भी योगदान दे सकता है।

रिसीवर पर वाहक सिग्नल को पुन: उत्पन्न करने या पुनर्प्राप्त करने और सुसंगत डिमोड्यूलेशन की अनुमति देने के लिए प्राप्त सिग्नल में जानकारी का उपयोग करके इन सभी आवृत्तियों और चरण भिन्नताओं का अनुमान लगाया जाना चाहिए।

तरीके

एक शांत वाहक या एक प्रमुख वाहक वर्णक्रमीय रेखा वाले सिग्नल के लिए, वाहक आवृत्ति पर एक साधारण बैंड-पास फिल्टर के साथ या चरण-लॉक लूप, या दोनों के साथ वाहक पुनर्प्राप्ति को पूरा किया जा सकता है। हालांकि, कई मॉड्यूलेशन योजनाएं इस सरल दृष्टिकोण को अव्यावहारिक बनाती हैं क्योंकि अधिकांश सिग्नल पावर मॉडुलन के लिए समर्पित होती है - जहां सूचना मौजूद होती है - और वाहक आवृत्ति के लिए नहीं। वाहक शक्ति को कम करने से ट्रांसमीटर दक्षता अधिक होती है। इन स्थितियों में वाहक को पुनर्प्राप्त करने के लिए विभिन्न तरीकों को नियोजित किया जाना चाहिए।

गैर-डेटा-सहायता प्राप्त

गैर-डेटा-सहायता प्राप्त/"अंधा" वाहक पुनर्प्राप्ति विधियाँ मॉडुलन प्रतीकों के ज्ञान पर निर्भर नहीं करती हैं। वे आम तौर पर सरल वाहक पुनर्प्राप्ति योजनाओं के लिए या प्रारंभिक मोटे वाहक आवृत्ति पुनर्प्राप्ति विधि के रूप में उपयोग किए जाते हैं। प्रतिक्रिया |क्लोज्ड-लूप नॉन-डेटा-एडेड सिस्टम अक्सर अधिकतम संभावना आवृत्ति त्रुटि डिटेक्टर होते हैं।

गुणा-फिल्टर-विभाजन

इस विधि में गैर-डेटा-एडेड कैरियर रिकवरी के लिए, एक गैर-रैखिक ऑपरेशन (आवृत्ति गुणक) को मॉड्यूलेटेड सिग्नल पर लागू किया जाता है ताकि मॉड्यूलेशन हटाए जाने के साथ कैरियर फ़्रीक्वेंसी के हार्मोनिक्स बनाए जा सकें (नीचे उदाहरण देखें). वाहक हार्मोनिक तब बंदपास छननी किया जाता है और वाहक आवृत्ति को पुनर्प्राप्त करने के लिए आवृत्ति को विभाजित किया जाता है। (इसके बाद एक PLL हो सकता है।) मल्टीप्लाई-फ़िल्टर-डिवाइड ओपन-लूप नियंत्रक का एक उदाहरण है। ओपन-लूप कैरियर रिकवरी, जो बर्स्ट लेनदेन (बर्स्ट मोड क्लॉक और डेटा रिकवरी) में पसंद किया जाता है क्योंकि अधिग्रहण का समय आमतौर पर होता है। क्लोज-लूप सिंक्रोनाइजर्स की तुलना में छोटा।

यदि बहु-फ़िल्टर-विभाजित प्रणाली का चरण-ऑफसेट/विलंब ज्ञात है, तो इसे सही चरण को पुनर्प्राप्त करने के लिए मुआवजा दिया जा सकता है। व्यवहार में, इस चरण के मुआवजे को लागू करना जटिल है। सामान्य तौर पर, मॉडुलन का क्रम स्वच्छ वाहक हार्मोनिक बनाने के लिए आवश्यक गैर-रैखिक ऑपरेटर से मेल खाता है।

उदाहरण के तौर पर, बीपीएसके सिग्नल पर विचार करें। हम आरएफ वाहक आवृत्ति पुनर्प्राप्त कर सकते हैं, $\omega _{RF}$ वर्ग करके:

${\begin{aligned}V_{BPSK}(t)&{}=A(t)\cos(\omega _{RF}t+n\pi );n=0,1\\V_{BPSK}^{2}(t)&{}=A^{2}(t)\cos ^{2}(\omega _{RF}t+n\pi )\\V_{BPSK}^{2}(t)&{}={\frac {A^{2}(t)}{2}}[1+\cos(2\omega _{RF}t+n2{\pi })]\end{aligned}}$

यह दो बार आरएफ वाहक आवृत्ति पर कोई चरण मॉडुलन के साथ एक संकेत पैदा करता है (modulo $2\pi$ चरण प्रभावी रूप से 0 मॉडुलन है)

क्यूपीएसके सिग्नल के लिए, हम चौथी शक्ति ले सकते हैं:

${\begin{aligned}V_{QPSK}(t)&{}=A(t)\cos(\omega _{RF}t+n{\frac {\pi }{2}});n=0,1,2,3\\V_{QPSK}^{4}(t)&{}=A^{4}(t)\cos ^{4}(\omega _{RF}t+n{\frac {\pi }{2}})\\V_{QPSK}^{4}(t)&{}={\frac {A^{4}(t)}{8}}[3+4\cos(2\omega _{RF}t+n{\pi })+\cos(4\omega _{RF}t+n2\pi )]\end{aligned}}$

दो शर्तें (प्लस एक डीसी घटक) का उत्पादन किया जाता है। चारों ओर एक उपयुक्त फ़िल्टर $4\omega _{RF}$ इस आवृत्ति को पुनः प्राप्त करता है।

कोस्टास लूप

वाहक आवृत्ति और चरण पुनर्प्राप्ति, साथ ही डिमॉड्यूलेशन, उचित क्रम के कोस्टास लूप का उपयोग करके पूरा किया जा सकता है। कोस्टास लूप PLL का एक चचेरा भाई है जो चरण त्रुटि को मापने के लिए सुसंगत चतुर्भुज संकेतों का उपयोग करता है। इस चरण की त्रुटि का उपयोग लूप के ऑसिलेटर को अनुशासित करने के लिए किया जाता है। एक बार सही ढंग से संरेखित/पुनर्प्राप्त हो जाने पर, चतुर्भुज संकेत भी सफलतापूर्वक संकेत को ध्वस्त कर देते हैं। कोस्टास लूप कैरियर रिकवरी का उपयोग किसी भी एम-एरी चरण-शिफ्ट कुंजीयन मॉड्यूलेशन स्कीम के लिए किया जा सकता है।कोस्टास लूप की अंतर्निहित कमियों में से एक 360/एम डिग्री चरण अस्पष्टता है जो डिमॉड्युलेटेड आउटपुट पर मौजूद है।

निर्णय-निर्देशित

वाहक पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया के प्रारंभ में, पूर्ण वाहक पुनर्प्राप्ति से पहले प्रतीक तुल्यकालन प्राप्त करना संभव है क्योंकि वाहक चरण या वाहक की मामूली आवृत्ति भिन्नता/ऑफ़सेट के ज्ञान के बिना प्रतीक समय निर्धारित किया जा सकता है। निर्णय निर्देशित वाहक पुनर्प्राप्ति में एक प्रतीक डिकोडर का आउटपुट एक तुलना सर्किट को खिलाया जाता है और डिकोड किए गए प्रतीक और प्राप्त सिग्नल के बीच चरण अंतर/त्रुटि का उपयोग स्थानीय ऑसिलेटर को अनुशासित करने के लिए किया जाता है। निर्णय-निर्देशित विधियां आवृत्ति अंतर को सिंक्रनाइज़ करने के लिए उपयुक्त हैं जो प्रतीक दर से कम हैं क्योंकि तुलना प्रतीक दर पर या उसके निकट प्रतीकों पर की जाती है। प्रारंभिक आवृत्ति अधिग्रहण प्राप्त करने के लिए अन्य आवृत्ति पुनर्प्राप्ति विधियाँ आवश्यक हो सकती हैं।

निर्णय-निर्देशित वाहक पुनर्प्राप्ति का एक सामान्य रूप चतुष्कोण चरण सहसंबंधकों के साथ शुरू होता है, जो जटिल विमान में एक प्रतीक समन्वय का प्रतिनिधित्व करने वाले चरण और चतुर्भुज संकेतों का उत्पादन करता है। यह बिंदु मॉडुलन तारामंडल आरेख में एक स्थान के अनुरूप होना चाहिए। प्राप्त मूल्य और निकटतम/डीकोडेड प्रतीक के बीच चरण त्रुटि चाप स्पर्शरेखा (या एक सन्निकटन) का उपयोग करके गणना की जाती है। हालाँकि, चाप स्पर्शरेखा, केवल 0 और के बीच एक चरण सुधार की गणना कर सकता है $\pi /2$. अधिकांश QAM तारामंडल भी होते हैं $\pi /2$ चरण समरूपता। अंतर कोडिंग का उपयोग करके इन दोनों कमियों को दूर किया गया।

कम एसएनआर स्थितियों में, प्रतीक डिकोडर अधिक बार त्रुटियां करेगा। विशेष रूप से आयताकार नक्षत्रों में कोने के प्रतीकों का उपयोग करना या उन्हें कम एसएनआर प्रतीकों की तुलना में अधिक वजन देना कम एसएनआर निर्णय त्रुटियों के प्रभाव को कम करता है।

यह भी देखें

• घड़ी की वसूली
• चरण डिटेक्टर

संदर्भ

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