При фазовій маніпуляції інформаційним параметром радіоімпульсів являється фаза високочастотного заповнення.
В радіорелейних системах передачі використовується двійкова, 4-рівнева і 8-рівнева фазова маніпуляція.
При демодуляції фаза радіосигналу порівнюється з фазою відновленою на приймаючому кінці опорного коливання несучої.
Через випадкові спотворення радіосигналу має місце невизначеність фази відновленої несучої. Це являється причиною так званої зворотньої роботи, при якій двійкові посилки приймаються в “негативні”.
Для усунення впливу невизначеності фази застосовуються різнецеве кодування фази імпульсів, що передаються.
Фазову маніпуляцію з різнецевим кодуванням фази називають фазорізнецевою, або відносною фазовою маніпуляцією.
В радіорелейних системах передачі з відносною фазовою маніпуляцією при передачі інформації кодується не сама фаза радіосигналу, а різниця фаз (фазовий зсув) двох сусідніх радіоімпульсів.
В загальному випадку радіосигнал з М-різницевою відносною фазововю маніпуляцією отримується наступним чином:
де
тривалість радіоімпульсу
(1)
фазовий зсув при відносній фазовій маніпуляції
фаза опередньго к-1 радіоімпульсу
При цьому фаза К-го радіоімпульсу:
Часто при М=4 і 8 фазовий зсув вибирається у відповідності з рівністю
(2) де
На наступному малюнку покажемо фазові діаграми відносної фазової маніпуляції, на яких показано можливі значення фазового зсуву при умові (1)-суцільні стрілки і при умові (2)- штрихові стрілки.
Застосовуються два способи демодуляції радіосигналів. В першому спочатку відновлюється несуча і когерентно детектується радіосигнал з відносною фазовою маніпуляцією. Потім різнецево (диференціально) декодується прийняті сигнали. При такому способі демодуляції операції декодування розділені і виконуються послідовно.
Другий спосіб передбачає диференціально-когерентне (автокореляційне) детектування. При ньому в якості опорного коливання використовується попередній радіоімпульс. При цьому операції детектування і декодування суміщені.
Ширина спектру радіосигналу при цьому залежить від швидкості предачі інформації і числа рівнів маніпуляції. Необхідна при цьому мінімальна смуга пропускання:
На практиці смугу пропускання вибирають дещо більшою. Як правило
Таким чином при збільшенні числа рівнів маніпуляції смуга частот, необхідна для відносної фазової маніпуляції радіосигналу, зменшується.
Так при ВФМ-4 смуга частот в два рази меньша ніж при ВФМ-2 при однаковій швидкості передачі інфорації.
Максимальна ефективність викорстання смуг частот при ВФМ:
Через вплив фільтрації при звичайній ВФМ, особливо при М=2 і М=4, виникає глибока паразитна амплітудна маніпуляція. Це приводить до додаткових спотворень сигналу.
Паразитну амплітудну модуляцію можна значно зменшити, якщо використовувати ВФМ-4 з зсувом.Ця різновидність ВФМ інколи називається квадратурною ВФМ.
При такій маніпуляції спочатку висхідна послідовність двійкових чисел елементів розбивається на дві послідовності двійкових елементів тривалістю 2Т, як це робиться при звичайній ВФМ-4.
Отримані послідовності суміщуються в часі одна відносно одної на Т, після чого одна з них використовується для двійкової ВФМ синфазного коливання:
А інша для ВФМ квадратурного коливання цієї ж частоти:
де , K=0,1,2….
В результаті додавання двох ВФМ радіосигналів отримуємо радіосигнал з ВФМ при умові, що .