1. Wstęp:
a) Idea modulacji
Głównym celem modulacji
jest umoliwienie efektywnego
przekazywania informacji na odległosc
b) Dodatkowe zalety
zwiekszenie odpornosci przekazu na zakłócenia
efektywniejsze wykorzystanie widma
zabezpieczenie informacji przed dostepem
2. Klasyfikacja modulacji
Modulacje ANALOGOWE ( np. AM, PM, FM )
- ciagły czas,
- ciagła amplituda, częstotliwość i faza
Modulacje IMPULSOWE ( PAM, PCM, PPM )
- dyskretny czas i ciagła amplituda,
- ciągły/dyskretny czas i stała amplituda
Modulacje CYFROWE ( rysunek )
- ciągły czas,
- dyskretna amplituda, częstotliwość, faza
(za wyjątkiem modulacji z ciągła faza CPM)
3. Zalety modulacji cyfrowych
większa pojemność informacyjna systemu
kompatybilność z cyfrowymi zródłami danych
wyższe bezpieczeństwo danych
lepsza jakość przekazu
szybszy dostęp do systemu
4. Wzory
{mi}i=1 , M = 2h zbiór symboli ( h ilość bitów na symbol )
1
Rs =
- szybkość transmisji binarnej
T
c
Rs
1
Rsyg. = =
- szybkość transmisji symboli sygnałów
T log2śą M źą
E/N0 - stosunek energii sygnału do widmowej gęstości mocy szumu, JEŚLI rośnie to wartość symbolowej stopy błędy
P(e) maleję ( wykres przypomina trochę odwrócony x2 )
5. Grupy Modulacji:
a) ASK ( Amplitude Shift Keying) ( np. PAM )
Jeśli 1 to s1 = Asin(w0t) jeśli 0 to s2 = 0.
Reprezentacja graficzna wykres kropek x = s(t), y = bezimienna
b) PSK ( Phase Shift Keying ) ( np. BPSK = 2 -PSK, QPSK = 4 - PSK)
Jeśli 1 to s1 = Asin(w0t) jeśli 0 to s2 = - Asin(w0t) ( przesunięcie dla 2 PSK, czyli o 1800, czyli 3600/ M )
Reprezentacja graficzna okrÄ…g z kÄ…tami È1 i È2 .
c) FSK ( Frequency Shift Keying )
Jeśli 1 to s1 = Asin(w1t) jeśli 0 to s2 = Asin(w2t). Brak reprezentacji graficznej na płaszczyznie ampl-faz.
Reprezentacja w dziedzinie częstotliwości, podobne do ASK tylko że x = f [Hz].
UWAGA. Szerokość pasma rośnie wraz ze wzrostem M ( spada widmowa gęstość sygnału ), ponieważ potrzebujemy
kanałów ochronnych.
d) QAM ( Quadrature Amplitude Modulation ) - zmiana fazy i amplitudy jednoczenie
Reprezentacja graficzna połączone kropki w układzie XY dla osi X = I, Y = Q.
WIDMO AM-PM = WIDMO PSK coś tu jest ważnego :P tylko co ?
6. Metody zwielokrotniania kanału transmisyjnego
FDM ( Frequency Division Multiplexing )
TDM ( Time Division Multiplexing )
SDM ( Space Division Multiplexing ) [ np. MIMO ]
CDM ( Code Division Multiplexing )
OFDM ( Orthogonal Frequency Division Multiplexing )
7. Zwielokrotnianie i wielodostep
Zwielokrotnianie (& DM, & Domain Multiplexing) inaczej
multipleksowanie, jest procesem podczas którego analogowe lub cyfrowe sygnały informacyjne są łączone w jeden
zespolony sygnał w celu transmisji poprzez współdzielone (pojedyncze) medium
Wielodostęp (& DMA, & Domain Multiple Access) jest metoda dostępu użytkownika do współdzielonego medium,
techniczne realizowana za pomocÄ… odpowiedniej techniki multipleksowania
8. Zalety i wady technik:
a) FDM
Zalety:
- transmisja prowadzona cały czas w tym samym pasmie częstotliwości, przez co jest to najprostsza metoda
zwielokrotniania (wielodostępu)
Wady:
- trudności związane ze stabilnością częstotliwości nośnej
- kosztowne filtry o stromych zboczach do separacji częstotliwościowej kanałów (użytkowników)
- występowanie pasm ochronnych pomiedzy wydzielonymi kanałami (spadek współczynnika wykorzystania pasma)
- wąskopasmowe kanały sprzyjają powstawaniu zaników wielodrogowych
b) TDM
Zalety:
- umożliwia współdzielenie jednego kanału czestotliwosci
- pozwala na dynamiczny przydział zasobów (łacza)
- ułatwia realizacje technik komutacji
Wady:
- potrzeba zapewnienia precyzyjnej synchronizacji (korekcja opóznien w kanale transmisyjnym nadawanie/odbiór)
- wzrost komplikacji układów korekcji amplitudowo-fazowej przy transmisji strumieni danych o dużych szybkosciach
- impulsowy charakter sygnału potencjalne zródło interferencji
c) CDM
Zalety:
- poufnosc i bezpieczenstwo przesyłanych danych
- sygnały o rozproszonym widmie sa niezwykle trudne do wykrycia
- sygnały sa znacznie bardziej odporne na wszelkiego rodzaju zakłócenia i interferencje zarówno naturalne jak i
bedace wynikiem działalnosci człowieka
- wysoka jakosc transmisji oraz relatywnie du5a pojemnosc, od kilku do kilkunastu razy wieksza od pojemnosci
systemów opartych na technice FDMA albo TDMA
Wady:
- koniecznosc nieustannego sterowania poziomem mocy emitowanej ze wszystkich nadajników (np. stacji bazowej i
terminali)
d) OFDM
Zalety:
- poufnosc i bezpieczenstwo przesyłanych danych
- przesyłane sygnały sa znacznie bardziej odporne na wszelkiego
rodzaju zakłócenia i interferencje zarówno naturalne jak i bedace
wynikiem działalnosci człowieka
- wysoka jakosc transmisji oraz relatywnie du5a pojemnosc, od kilku
do kilkunastu razy wieksza od pojemnosci systemów opartych na
technice FDMA albo TDMA
- brak przestrajanych filtrów w odbiornikach (inaczej ni5 w FDM)
Wady:
- koniecznosc zapewnienia precyzyjnej synchronizacji czestotliwosci
podnosnych
Różnice w stosunku do techniki FDM:
- gesto upakowane podnosne (brak odstepu ochronnego)
- synchronizacja podnosnych (czestotliwosci i fazy)
- duża odpornosc na zakłócenia wielodrogowe
Technika MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) bazuje na
przestrzennym zwielokrotnieniu kanału transmisyjnego (najlepiej
wielodrogowego) na skutek dekorelacji sygnałów przesyłanych wzdłu6
różnych tras propagacyjnych
WIELODROGOWOŚĆ:
Skutki wielodrogowosci:
1) zaniki selektywne czestotliwosciowo
- dla systemow waskopasmowych zaniki sa plaskie (tlumienie jednakowe lub prawie jednakowe w calej szerokosci
sygnalu)
- dla systemow szerokopasmowych zaniki sa selektywne czestotliwosciowo (tlumienie jest rozne w roznych czesciach
widma sygnalu)
- przeciwdzialanie zanikom selektywnym czestotliwosciowo przez wyrownanie kanalu (channel equalization)
- dla szerokopasmowych systemów pomiar nośnej może dać niemiarodajne wyniki i skutkować albo niepotrzebnym
obniżeniem szybkości transmisji lub wymuszeniem zbyt szybkiej.
2) zaklocenia miedzysymbolowe ISI
Wskutek wielodrogowosci odebrany sygnal ksztaltem nie przypomina nadanego (zaklocenia ISI)
Pasmo koherencji B (f): szerokosc pasma f, w obrebie ktorej kanal radiowy o transmitancji H(f) jest skorelowany na
X%
poziomie x (gdzie x=0,5; 0,7; lub 0,9) i ulegnie zanikom płaskim LUB
Pasmo koherencji BX% (BydB) jest zatem szerokoÅ›ciÄ… pasma, w obrÄ™bie ktfâego amplituda sygnaÅ‚u zmienia siÄ™ o nie
więcej niż x% (y dB) od maksymalnej wartości w tym przedziale.
COST 207 (referencyjne PDP dla GSM) - cztery rozne pod wzgledem wielodrogowosci, referencyjne srodowiska
propagacyjne: miasto(teren plaski), tereny wiejskie, miasto(pagorkowate), teren pagorkowaty.
PDP profil opóznienia mocy ( Power Delay Profile ) - po jakim czasie do odbiornika dochodzą sygnały bezpośrednie i
odbite od przeszkód
PLUS ZADANKO OBLICZENIOWE:
SATELITY:
Bilans Å‚Ä…cza:
Szum termiczny Z s, sygnał zakłócający Z s, szum intermodulacyjny, szum termiczny s Z, sygnał zakłócający s
Z.
Tłumienie spowodowane gazami atmosferycznymi zależy od kąta elewacji, wartość pomijana w PAŚMIE C, poniżej
0.5 dB w paśmie K .
u
Tłumienie spowodowane przez opady deszczu zależy od wielkości opadu.
Tłumienie chmur i mgieł jest mniejsze od tłumienia spowodowanego opadami i obserwowane w większym procencie
czasu niż tłumienie spowodowane przez opady atmosferyczne.
Współczynnik przydatności systemu odbiorczego (G/T) =
sat
G wypadkowy zysk systemu od anteny do wejścia transpondera
=
śą źą
T wypadkowa temperatura szumowa Å‚Ä…cza Ziemia - satelita T_rsatwy
sat
Zysk systemu i temperaturę należy wyznaczyć na wejściu transpondera. Opisuje zdolność tego systemu do
zapewniania odpowiednio dużego stosunku (C/N ) .
0 Z-s
Współczynnik przydatności terminala (G/T) zostaje pomniejszony o : błąd wycelowania, błąd polaryzacji, błąd
VSAT
spowodowany opadami oraz temperatura systemu odbiorczego.
Jak analizować transponder??
Funkcja przejścia transpondera zależność między mocą wyjściową a wejściową transpondera.
Funkcja przejścia jest:
nieliniowa
zależy od charakteru sygnału
moc na wyjściu transpondera jest inna:
dla pobudzenia transpondera na wejściu jednym sygnałem o mocy P
niż kilkoma sygnałami o mocach, których suma daje moc P
odniesieniem jest pobudzenia transpondera jednym sygnałem sinusoidalnym
Parametry transpondera
wyjściowe przesunięcie punktu pracy OBO ( output back-off)
wejściowe przesunięcie punktu pracy IBO ( input back-off )
Wnioski do MODELOWANIA TRANSPONDERA:
zwiększenie mocy stacji centralnej nieznacznie zwiększa moc na wyjściu transpondera
spowodowało ono obniżenie mocy terminali na wyjściu transpondera o 3 dB
nieznacznie wzrosła całkowita moc sygnałów użytecznych na wyjściu
TYPY ZAKAÓCEC:
wewnÄ…trzsystemowe
pochodzą od systemu satelitarnego obsługującego dany system VSAT
wspólnokanałowe wielokrotnie wykorzystywanie tych samym częstotliwości
niedoskonała separacja przestrzenna wiązek
niedoskonała separacja sygnałów o ortogonalnych polaryzacjach
zależą w decydującym stopniu od charakterystyk promieniowa anteny terminala VSAT i satelity
sąsiedniokanałowe skutek niedoskonałej filtracji
pozasystemowe
od system satelitarnych i naziemnych wykorzystujących to samo pasmo częstotliwości
powodowane przez sÄ…siedniego satelitÄ™ w stosunku do naziemnej stacji satelitarnej
naziemna stacje satelitarnÄ… w stosunku do sÄ…siedniego satelity
Efekt depolaryzacji przechodzenie fali elektromagnetycznej przez atmosferę ziemską. Nasilają się szczególnie w
czasie opadów deszczu, śniegu lub występowaniem chmur z kryształkami lodu.
Na skutek niesferycznego kształtu kropli wody występuje zjawisko nierównego
tłumienia i zmiany różnicy faz pomiędzy sygnałami o polaryzacjach ortogonalnych
Transmisja z potwierdzeniem
- Możliwe są trzy sposoby organizacji transmisji ramek z potwierdzeniem:
- SW - czekaj na potwierdzenie (Stop-and-Wait),
- GBN - rozpocznij powtórną transmisję od pierwszej błędnie nadanej ramki (Go-Back-N),
- SR - powtórz transmisję błędnej ramki (Selective Repeat)
( dodatkowa, która została zawarta w wykładzie TIME-OUT wyślij ramkę jeszcze raz jeśli nie otrzymałeś
potwierdzenia ( ACK Positive Acknowledgement ) po określonym czasie
Skuteczność (efektywność ) wykorzystania kanaÅ‚u · kan:
T
T maksymalna przepustowość
·kan =
Rb bitowa szybkość transmisji danych z ich zródła
Rb
·SR > ·GBN > ·SW
Metoda ślizgającego się okna:
- Przy jej stosowaniu wysyłane są tylko pozytywne potwierdzenia (ACK).
- Jeśli strona nadająca nie otrzyma potwierdzenia w ciągu ściśle określonego czasu (time-out interval), to
retransmituje niepotwierdzoną jednostkę protokołu danych.
- Nadajnik może wysłać jedynie określoną liczbę jednostek danych protokołu po otrzymaniu potwierdzenia.
ZawierajÄ… siÄ™ one w tzw. oknie nadawczym.
- Okno nadawcze każdorazowo przesuwa się o jedną pozycję po otrzymaniu potwierdzenia inicjując proces wysłania
kolejnego zestawu jednostek protokołu danych.
- Podobnie zachowuje sie odbiornik. Akceptuje on jedynie określoną liczbę jednostek protokołu danych zanim wyśle
potwierdzenie.
- Dane odebrane poza oknem sÄ… odrzucane.
- Każdorazowo po wysłaniu potwierdzenia okno przesuwa sie w odbiorniku o jedną pozycję i odbiornik jest gotowy do
przyjęcia kolejnego zestawu jednostek protokołu danych.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
bwcz calosc 35Odpowiedzi Przykladowy arkusz Op PR Wos13 Prace specjalistyczne całośćZadanie całościowe 21 05 2014Człowiek jako całość Układy funkcjonalneW07 08 WYKLADY TIORB 2007 MECHANIZACJA CALOSC z rysunkami103 Sztuka kinetyczna i Op Artłacina (całość)całość maszyny pomocwięcej podobnych podstron