{"id":734,"date":"2004-03-25T00:00:00","date_gmt":"2004-03-24T23:00:00","guid":{"rendered":""},"modified":"-0001-11-30T00:00:00","modified_gmt":"-0001-11-29T22:00:00","slug":"734","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/734\/","title":{"rendered":"Quali sono (e perch\u00e9 lo sono) le modulazioni digitali insensibili all’effetto doppler ?"},"content":{"rendered":"

<\/p>\n

Non mi risulta che
\nsiano mai state fatte scelte di modulazioni per renderle insensibili verso
\nl\u2019effetto doppler e penso che non sia possibile generalizzare senza quantificare
\nl\u2019entit\u00e0 del doppler.<\/p>\n

<\/font><\/p>\n

A posteriori, una
\nvolta noti: la massima frequenza di spostamento (shift<\/i>) la velocit\u00e0 di variazione e l\u2019andamento temporale dello
\nspostamento, si possono analizzare gli eventuali effetti sul tipo di
\nmodulazione e sulla
\nlarghezza dello spettro modulato.<\/p>\n

<\/font><\/p>\n

Personalmente
\nconosco solo due scenari radio dove, pur in presenza di effetto doppler,
\nla scelta
\ndelle modulazioni fu fatta per risolvere altri tipi di vincoli: la telefonia
\nmobile ed i collegamenti verso le sonde spaziali.
\n<\/font><\/p>\n

\nNella telefonia
\nmobile considerando un veicolo che viaggia ad una velocit\u00e0 massima di 200 Km\/h,
\napplicando la relazione per calcolare lo shift1<\/sup><\/a>,
\nall\u2019ingresso del ricevitore alla frequenza f=900\u00a0Mhz della stazione
\nfissa otteniamo uno spostamento massimo di frequenza di 166\u00a0Hz.
\n<\/font><\/p>\n

\nLa
\nsintonizzazione del telefonino \u00e8 automatica: un oscillatore locale si aggancia
\nal valore di frequenza d\u2019ingresso e converte tale valori ad una
\nfrequenza fissa detta frequenza intermedia (IF).<\/p>\n

<\/font><\/p>\n

In pratica il
\ndemodulatore lavora sempre a frequenza fissa, se la vettura non fa brusche
\nvariazioni di velocit\u00e0 nessuna demodulazione si accorge della presenza del
\ndoppler.<\/p>\n

<\/font><\/p>\n

Se invece la
\nvelocit\u00e0 del veicolo \u00e8 casualmente variabile, ma sempre con tempi di variazioni inferiori ai
\ntempi d\u2019aggancio dell\u2019oscillatore, il demodulatore lavora sempre a frequenza
\nfissa, ma il segnale \u00e8 caratterizzato dalla presenza di una modulazione di
\nfrequenza casuale che occupa uno spettro attorno alla portante. In pratica
\n\u00e8 come se fosse presente un rumore interferente.<\/p>\n

<\/font><\/p>\n

In un telefonino
\nanalogico, che utilizza la modulazione d frequenza, questo rumore doppler \u00e8
\ndemodulato ed in banda base provoca un peggioramento del rapporto segnale
\nrumore S\/N2<\/sup><\/a>.<\/p>\n

<\/font><\/p>\n

In un telefono
\nGSM il segnale digitale rigenerato mantiene la sua qualit\u00e0 fino ad un certo
\nvalore di S\/N, valore che appartiene alla modulazione scelta; raggiunta tale
\nsoglia la qualit\u00e0 peggiora rapidamente. Pi\u00f9 \u00e8 robusta la modulazione pi\u00f9 basso
\n\u00e8 l\u2019S\/N tollerato3<\/sup><\/a>.<\/p>\n

<\/font><\/p>\n

Nelle sonde
\nspaziali ed in particolare nei ricevitori dei Voyagers, dove trenta anni fa fu progettato
\ne realizzato il pi\u00f9 sensibile ricevitore in
\nassoluto4<\/sup><\/a>, la scelta della
\nmodulazione digitale pi\u00f9 robusta QPSK fu fatta per poter discernere il pi\u00f9
\nbasso segnale possibile annegato nel rumore termico.<\/p>\n

<\/font><\/p>\n

Nonostante che
\nla frequenza di Shift aumenti con la frequenza portante, si scelse la pi\u00f9 alta
\nfrequenza allora praticamente raggiungibile, 8.4\u00a0Ghz, dopo anni che era
\nutilizzata la banda dei 2\u00a0Ghz, per avere a pari dimensioni massime delle
\nantenne (3,6\u00a0m) il pi\u00f9 alto guadagno possibile.<\/p>\n

<\/font><\/p>\n

Attualmente i
\nVoyagers sono pressappoco a 12 ore luce, viaggiano a circa 35.000\u00a0km\/h. L\u2019ordine
\ndi grandezza, applicando la formula della
\nfrequenza di shift1<\/sup><\/a> \u00e8 300\u00a0Khz.<\/p>\n

<\/font><\/p>\n

Sofisticati
\ncircuiti di tracking tengono agganciato il ricevitore alle variazioni di
\nfrequenza causate dal doppler5<\/sup><\/a>.<\/p>\n

<\/font><\/p>\n

In un ipotetico
\nscenario dove debbo rendere insensibile un consistente spettro di rumore a
\nlarga banda causato da uno stranissimo movimento casuale, non avendo nessun
\naltro vincolo di sensibilit\u00e0 o larghezza del canale e non volendo realizzare
\nnessun tipo di tracking, la modulazione digitale pi\u00f9 insensibile \u00e8 la
\nmodulazione FSK con demodulazione incoerente (senza il bisogno di recuperare
\nla portante in ricezione). L\u2019Importante \u00e8 occupare uno spettro pi\u00f9 grande dello
\nspettro causato da questo strano effetto doppler.<\/p>\n

<\/font><\/p>\n\n

Note:<\/b><\/p>\n

<\/font><\/p>\n

    <\/p>\n
  1. \nSi dimostra che,<\/a>
    \n se il moto relativo v<\/b> tra il
    \ntrasmettitore ed il ricevitore \u00e8 molto minore della velocit\u00e0 della luce, si ha un
    \nvalore di shift \u00a0 \"\"\/<\/sub><\/p>\n

    Per spiegazioni su l\u2019affetto doppler vedi:\n<\/p>\n

    \n
    \nhttp:\/\/www.vialattea.net\/esperti\/php\/risposta.php?numero=6580<\/a>\n<\/p><\/blockquote>\n<\/li>\n

  2. La densit\u00e0<\/a>
    \n spettrale di potenza causata
    \nda un doppler casuale \u00e8 integrata in una banda audio utile generalmente compresa
    \ntra 300 Hz e 3400 Hz. L\u2019entit\u00e0 del rumore FM casuale \u00e8 uguale a:<\/p>\n

    \n\"\"\/<\/p>\n<\/p>\n<\/li>\n

  3. Nelle
    \ncomunicazioni<\/a>
    \n radiomobile, a causa delle riflessioni multiple che generano i
    \nvari ostacoli, la frequenza del segnale ricevuto \u00e8 gi\u00e0 di per s\u00e9 una variabile
    \ncasuale funzione del tempo, l\u2019effetto doppler rappresenta solo un modesto contributo.<\/p>\n<\/li>\n
  4. \u00c8
    \nsconsolante<\/a>
    \n che oggi sulle prestazioni, non riusciremmo a fare niente di meglio.
    \nPossiamo solo realizzare ricevitori pi\u00f9 affidabili a basso consumo e costi. Nel
    \n1975 furono raggiunti i limiti teorici di Shannon teorizzati nel 1948.<\/p>\n<\/p>\n<\/li>\n
  5. Tra l\u2019altro
    \nsul Voyager 2<\/a>
    \n il circuito di tracking del ricevitore di riserva \u00e8 guasto dal
    \n1978, subito dopo la sua inserzione per fuori uso del ricevitore principale.<\/p>\n

    Da allora per
    \ncomunicare con la sonda si devono calcolare da terra i valori e la legge di
    \nvariazione di frequenza che avrebbe ricevuto la sonda. Trasmettere da terra uno
    \nspettro QPSK ballerino in modo da mirare perfettamente la strettissima finestra
    \ndel ricevitore. In queste lente
    \nvariazioni di frequenza rispetto alla durata del tempo di bit il demodulatore
    \nQPSK non si \u00e8 accorto di nulla.<\/p>\n<\/li>\n

    <\/font><\/ol>\n

    \u00a0 <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    […]<\/p>\n","protected":false},"author":285,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[63],"tags":[],"class_list":["post-734","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-telecomunicazioni"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/734","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/users\/285"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=734"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/734\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=734"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=734"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=734"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}