М-арные импульсно-модулированные сигналы

Существует три основных способа модулирования информации в последователь­ность импульсов: можно варьировать амплитуду, положение или длительность импульсов, что дает, соответственно, следующие схемы: амплитудно-импульсная модуляция (pulse-amplitude modulation — РАМ), фазово-импульсная модуляция (pulse position midulation — РРМ) и широтно-импульсная модуляция (pulse-duration modulation — РDМ или pulse-width modulation — PWМ). Если информационные выборки без квантования модулируются в импульсы, получаемая импульсная мо­дуляция называется аналоговой. Если информационные выборки вначале кванту­ются, превращаясь в символы M-арного алфавита, а затем модулируются импуль­сами, получаемая импульсная модуляция является цифровой и назы­вается М-арной амплитудно-импульсной модуляцией. При M-арной амплитудно-импульсной модуляции каждому из М возможных значений символов присваивается один из разрешенных уровней амплитуды. Сигналы РСМ, описываемые как двоич­ные, имеющие два значения амплитуды (например, кодировки NRZ, RZ) и требующие всего двух уровней, представляют собой частный случай (М = 2) M-арной кодировки РАМ.

Полоса пропускания, необходимая для двоичных цифровых сигналов, таких как сигналы в кодировке РСМ, может быть очень большой. Одна из возможностей сузить требуемую полосу — использовать многоуровневую передачу сигналов. Рассмотрев двоичный поток со скоростью передачи данных R бит/секунду, можно заключить: чтобы не передавать импульсные сигналы для каждого отдельного бита, можно вначале разделить данные на k -битовые группы, после чего использовать для передачи ( М = 2 ^k)-уровневые импульсы. При такой многоуровневой передаче сигналов, или M-арной амплитудно-импульсной модуляции, каждый импульсный сигнал может теперь представлять k -битовый символ в потоке символов, перемещающемся со скоростью R / k символов в секунду (в k раз медленнее, чем поток битов). Следова­тельно, при данной скорости передачи данных для уменьшения числа символов, передаваемых в секунду, может использоваться многоуровневая (М > 2) передача сигналов, т.е. при уменьшении требований к ширине полосы пере­дачи может применяться не двоичная кодировка РСМ, а М-уровневая кодировка РАМ.