Telekommunikation,Kiruna Digital modulation F7_A
-
Upload
tate-wheeler -
Category
Documents
-
view
26 -
download
0
description
Transcript of Telekommunikation,Kiruna Digital modulation F7_A
F7_A_be 2
Viktiga begrepp
• Bithastighet bitar/sek. (bps )
• Bandbredd Hz, Mhz, GHz
• Effektivitet bit/s/Hz
• Effekt Watt
• Energi = Effekt*Tid
• Brus Watt, Watt/Hz
• Signal/Brusförhållande dB
F7_A_be 3
Digital modulation
01 1 1 0 04 symboler,s1(t),…, s4(t)
2 symboler,s1(t), s2(t)
01 1 1 0 0 1
Basbandsmodulering
F7_A_be 6
RF-signal ( Radio Frequency )
)](2cos[)(/2)( ttftaTEts cbitbit
Där Ebit = energi i varje bit Tbit = tiden för 1 bit a(t) anger amplitudens variation med tiden t fc = bärvågsfrekvens
)(t = fas
F7_A_be 7
RF-signalen kan skrivas kompaktare så här:
)]2sin())(sin()2cos())([cos()(
)](2cos[)()(
tfttfttA
ttftAts
cc
c
Genom att utnyttja den trigonometriska formeln:
)sin()sin()cos()cos()cos(
Skriver vi:
)](2cos[)()( ttftAts c
F7_A_be 8
Inför:
)]2sin([))(sin()()(
)2cos())(cos()()(
tfttAts
tfttAts
cQ
cI
Så kan s(t) skrivas:
)()()( tststs QI
I står för ”In phase” ( i fas med cos(2fct ) )
Q står för ” In Quadrature” ( 90o ur fas med cos(2fct ) )
F7_A_be 10
Q
I
sI(t)
j*sQ(t)
)(tEnvelo
pp
Visardiagram för RF-signal, komplex-representation
[Re]
[Im])()()( tsjtsts QI
F7_A_be 11
)](2cos[)()( ttftAts c
3 möjliga sätt att modulera bärvågen ovan:
• A(t) Amplitudmodulering ASK Amplitude Shift Keying
• fc Frekvensmodulering FSK Frequency Shift Keying
• (t) Fasmodulering PSK Phase Shift Keying
F7_A_be 13
Tidsplan Frekvensplan( Rött = fyrkantpuls, Blått=filtrerad puls )
Filter
Nackdel med filtreringen ?
F7_A_be 16
Basbandssignalen filtreras för att minska bandbredden
fc
2fbit
1.5fbit
f
Teoretiskt för ASK: 1 bit/s/Hz, praktiskt 0.65 till 0.8 bit/s/Hz
F7_A_be 19
2 fbit
I frekvensplanet:
Teoretiskt för BPSK: 1 bit/s/Hz, praktiskt 0.65 till 0.8 bit/s/Hz
F7_A_be 21
Q
I
sI(t)
sQ(t)
0/)( t
Envelopp ?
Visardiagram för BPSK-signal, I/Q-representationKallas ibland ”antipodal” modulering
F7_A_be 22
QPSK = Quadrature Phase Shift KeyingQ
IsI(t)
sQ(t)
Visardiagram för QPSK-signal, I/Q-representation
”11”
”00”
”01”
”10”
F7_A_be 26
/4-QPSK
11
10
01
00
01
11
10
00
4/ 4/3
t=2nTs t=(2n+1)Ts
2 alternerande faskonstellationer.Typiskt 1.6 bit/s/Hz
F7_A_be 27
MSK = Minimum Shift Keying
Q
I
sI(t)
sQ(t)
)(t
Envelopp ?
Visardiagram för MSK-signal, I/Q-representation
F7_A_be 28
Princip: Fasvinkel (t) ändras linjärt med tiden under 1 bit-tid ( Tbit )
t
(t)
0 Tbit
= ± h
Eftersom frekvens = tidsderivatan av fasen kan vi skriva:
bitbitbit T
hf
T
h
Tdt
td
22
)(
0
F7_A_be 29
Ovanstående innebär att en MSK-signal kan tecknas:
])(2cos[
]2
22cos[)( 0
tffA
tT
htfAts
c
bitc
• fc Bärvågsfrekvens• 0 Fasoffset• h Modulationsindex• Tbit Tiden för 1 bit• f = h/2Tbit ( Frekvenssving )
F7_A_be 30
Informationens 0 och 1 kan beskrivas så här:
])(2cos[)(
])(2cos[)(
1
0
tffAts
tffAts
c
c
Ett minsta värde på h är 0.5, däravMinimum Phase Shift Keying
F7_A_be 32
IS 95 BPSK
CDMA2000 QPSK
Bluetooth GFSK GMSK
GPS, Inmarsat BPSK
IS 94, JDC /4 QPSK
GSM GMSK
F7_A_be 33
Ett exempel med QPSK:
HzWattn
NDensityNoisesided
HzWattn
DensityNoisesided
dBLoss
WP
sMbitBitrate
dtransmitte
/1082
21(
/1042
2
110
2
/20
2000
200
F7_A_be 34
7
0
0
6
11
6
1110/110
1087.2...22
1
25...
1020
10222
1020
1/20/1
102102
n
EerfcRateErrorBitBER
N
E
EE
ssMbitT
WP
symbol
symbol
bitsymbol
bit
received