Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

2009. Nagy Szilvia 4. I−Q-moduláció KÓDOLÁSELMÉLET.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "2009. Nagy Szilvia 4. I−Q-moduláció KÓDOLÁSELMÉLET."— Előadás másolata:

1 2009. Nagy Szilvia 4. I−Q-moduláció KÓDOLÁSELMÉLET

2 Széchenyi István Egyetem 2 Spektrum és konstellációs diagram A periodikus jelek felírhatók Fourier-sorukkal: spektrum: a frekvencia (körfrekvencia) függvényében az amplitúdóeloszlás I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció

3 Széchenyi István Egyetem 3 Spektrum és konstellációs diagram A periodikus jelek felírhatók Fourier-sorukkal: A két felírás ekvivalens: I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció

4 Széchenyi István Egyetem 4 Spektrum és konstellációs diagram Spektrum: periodikus jel – vonalas spektrum I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció

5 Széchenyi István Egyetem 5 Spektrum és konstellációs diagram A nemperiodikus jelek Fourier-integrálként írhatók: I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció

6 Széchenyi István Egyetem 6 Spektrum és konstellációs diagram Spektrum: nemperiodikus jel – folytonos I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció

7 Széchenyi István Egyetem 7 Spektrum és konstellációs diagram Komplex amplitúdó: a C k számok komplex számok az Y(  ) függvény komplex függvény mindkettő ábrázolható komplex számsíkon. y(t) forgóvektor: a komplex amplitúdó jellemzi az amplitúdóját és a kezdőfázisát. I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció

8 Széchenyi István Egyetem 8 A kódolt üzenetet a csatornával kompatibilis alakra kell hozni. Ha az átviteli közeg pl. réz érpár – elektromos árammal, a legegyszerűbb ASK – amplitúdóbillentyűzés: RZ – NRZ Digitális moduláció KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok

9 Széchenyi István Egyetem 9 Ha az átvivő közeg elektromágneses hullám, akkor a hullám amplitúdója, fázisa és körfrekvenciája is hordozhatja az információt. Ennek megfelelően van digitális amplitúdómoduláció fázismoduláció frekvenciamoduláció egyidejű amplitúdó- és fázismoduláció egyidejű fázis- és amplitúdómoduláció Digitális moduláció y i ( t ) = A 0 sin(  0 t +  0 ) KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok

10 Széchenyi István Egyetem 10 A digitális kódoló az időt egyforma hosszú (T K ), nem átfedő intervallumokra bontja a kódolandó szimbólumok mindegyikének megfeleltet egy-egy T K hosszúságú jelszakaszt az időintervallumok mindegyikében lead egy az üzenetben soron következő szimbólumnak megfelelő jelet. Így az egész karaktersorozatot elemenként a csatornára küldi. Digitális moduláció KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok

11 Széchenyi István Egyetem 11 Digitális moduláció A digitális dekódoló ismeri a szóba jöhető jelalakokat és T K -t szinkronizálódik a kódolóval az időintervallumok mindegyikében vesz egy zajjal változtatott jelet összehasonlítja vett jelszakaszt a lehetséges jelalakokkal és eldönti, hogy a zajos jel azok közül melyik lehetett a csatorna bemeneti oldalán (melyikre hasonlít a legjobban; figyelembe véve a csatorna tulajdonságait) ennek a jelalaknak megfelelő szimbólum jelenik meg a kimenetén. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok

12 Széchenyi István Egyetem 12 I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Impulzus-amplitúdómoduláció (Pulse Amplitude Modulation) ha a vivőjel: A 0 sin( ω 0 t + φ 0 ) az i-edik szimbólumnak megfelelő jelszakasz: y i ( t ) = a i  A 0 sin( ω 0 t + φ 0 ) az a i lehet például a 0 = 0, a 1 = 1; Digitális moduláció: PAM KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció

13 Széchenyi István Egyetem 13 I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Impulzus-amplitúdómoduláció (Pulse Amplitude Modulation) ha a vivőjel: A 0 sin( ω 0 t + φ 0 ) az i-edik szimbólumnak megfelelő jelszakasz: y i ( t ) = a i  A 0 sin( ω 0 t + φ 0 ) az a i lehet például a 0 = −1, a 1 = 1; Digitális moduláció: PAM KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció

14 Széchenyi István Egyetem 14 I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Digitális moduláció: PAM Impulzus-amplitúdómoduláció (Pulse Amplitude Modulation) ha a vivőjel: A 0 sin( ω 0 t + φ 0 ) az i-edik szimbólumnak megfelelő jelszakasz: y i ( t ) = a i  A 0 sin( ω 0 t + φ 0 ) a i lehet például a 0 =−2, a 1 =−1, a 2 =1, a 3 = 2: KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció

15 Széchenyi István Egyetem 15 I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Impulzus-amplitúdómoduláció (Pulse Amplitude Modulation) ha a vivőjel: A 0 sin( ω 0 t + φ 0 ) az i-edik szimbólumnak megfelelő jelszakasz: y i ( t ) = a i  A 0 sin( ω 0 t + φ 0 ) a i lehet: a 0 =−1−i, a 1 =−1+i, a 2 =1−i, a 3 =−1+i; Digitális moduláció: QAM fázistolás KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció

16 Széchenyi István Egyetem 16 I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Digitális moduláció: QAM Impulzus-amplitúdómoduláció (Pulse Amplitude Modulation) ha a vivőjel: A 0 sin( ω 0 t + φ 0 ) az i-edik szimbólumnak megfelelő jelszakasz: y i ( t ) = a i  A 0 sin( ω 0 t + φ 0 ) 16 komplex amplitúdófaktorral (16-QAM): KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció

17 Széchenyi István Egyetem 17 Digitális moduláció: QAM Impulzus-amplitúdómoduláció (Pulse Amplitude Modulation) ha a vivőjel: A 0 sin( ω 0 t + φ 0 ) az i-edik szimbólumnak megfelelő jelszakasz: y i ( t ) = a i  A 0 sin( ω 0 t + φ 0 ) 16 komplex amplitúdófaktorral (16-QAM): KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok

18 Széchenyi István Egyetem 18 Fázistolásos moduláció (Phase Shift Keying) ha a vivőjel: A 0 sin( ω 0 t + φ 0 ) az i-edik szimbólumnak megfelelő jelszakasz: y i ( t ) =A 0 sin( ω 0 t + φ 0 + ψ i ) a ψ i lehet például ψ 0 = 0°, ψ 1 = 180°;  2PAM Digitális moduláció: PSK KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok

19 Széchenyi István Egyetem 19 I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Fázistolásos moduláció (Phase Shift Keying) ha a vivőjel: A 0 sin( ω 0 t + φ 0 ) az i-edik szimbólumnak megfelelő jelszakasz: y i ( t ) =A 0 sin( ω 0 t + φ 0 + ψ i ) a ψ i lehet például ψ 0 = 0°, ψ 1 = 90°, ψ 2 = 180°, ψ 3 = 270°; Digitális moduláció: PSK KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció

20 Széchenyi István Egyetem 20 I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Fázistolásos moduláció (Phase Shift Keying) ha a vivőjel: A 0 sin( ω 0 t + φ 0 ) az i-edik szimbólumnak megfelelő jelszakasz: y i ( t ) =A 0 sin( ω 0 t + φ 0 + ψ i ) ψ i lehet: ψ 0 = 0°, ψ 1 = 45°, ψ 2 = 90°, ψ 3 = 135°, ψ 4 = 180°, ψ 5 = 225°, ψ 6 = 270°, ψ 7 = 315°; Digitális moduláció: PSK KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció

21 Széchenyi István Egyetem 21 Digitális moduláció: FSK Frekvenciatolásos moduláció (Frequency Shift Keying) ha a vivőjel: A 0 sin( ω 0 t + φ 0 ) az i-edik szimbólumnak megfelelő jelszakasz: y i ( t ) =A 0 sin( (ω 0 + ω i ) t + φ 0 ) a ω i lehet például ω 0 = ω c, ω 1 = −ω c ; KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok

22 Széchenyi István Egyetem 22 Amplitúdó modulátora I−Q modulátor KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok leképező adat + 90° i(t)i(t) q(t)q(t) helyi oszcillátor ho(t) iqmod(t) Q I

23 Széchenyi István Egyetem 23 Amplitúdó modulátora I−Q modulátor KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok leképező adat + 90° i(t)i(t) q(t)q(t) helyi oszcillátor ho(t) iqmod(t) megegyezés szerint az i(t)a koszinuszos, a q(t) a szinuszos összetevő

24 Széchenyi István Egyetem 24 Amplitúdó modulátora I−Q modulátor KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok

25 Széchenyi István Egyetem 25 Amplitúdó demodulátora I−Q demodulátor KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok inverz leképező adat 90° i(t)i(t) q(t)q(t) vivő és órajel visszaállító ho(t) iqmod(t) órajel vivő

26 Széchenyi István Egyetem 26 Amplitúdó demodulátora I−Q demodulátor KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok

27 Széchenyi István Egyetem 27 Konstellációs diagram KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Hibák: Gauss-zaj ok: a nemideális csatornán való áthaladás

28 Széchenyi István Egyetem 28 Konstellációs diagram KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Hibák: Gauss-zaj Fischer, A digitális műsorszórás alapjai, ORTT-AKTI, Budapest, 2005

29 Széchenyi István Egyetem 29 Konstellációs diagram KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Hibák: fáziszaj (fázisdzsitter) ok: a jel útban lévő frekvencia- konverterek, vagy a modulátor hibája

30 Széchenyi István Egyetem 30 Konstellációs diagram KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Hibák: szinuszos zavaró jel Fischer, A digitális műsorszórás alapjai, ORTT-AKTI, Budapest, 2005

31 Széchenyi István Egyetem 31 Konstellációs diagram KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Hibák: kvadratúrahiba v. fázishiba ok: a modulátor 90°-os fázistolójának hibája

32 Széchenyi István Egyetem 32 Konstellációs diagram KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Hibák: hibalehetőségek Fischer, A digitális műsorszórás alapjai, ORTT-AKTI, Budapest, 2005

33 Széchenyi István Egyetem 33 Konstellációs diagram KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Hibák: I−Q-aszimmetria ok: a modulátor két ágában más és más az erősítés Fischer, A digitális műsorszórás alapjai, ORTT-AKTI, Budapest, 2005

34 Széchenyi István Egyetem 34 Konstellációs diagram KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Hibák: vivőszivárgás ok: a nem megfelelő vivőelnyomás Fischer, A digitális műsorszórás alapjai, ORTT-AKTI, Budapest, 2005

35 Széchenyi István Egyetem 35 Konstellációs diagram KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Hibák: ok: a nem megfelelően beállított szimbólumsebesség és vivőfrekvencia Fischer, A digitális műsorszórás alapjai, ORTT-AKTI, Budapest, 2005

36 Széchenyi István Egyetem 36 Konstellációs diagram KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Hibák: ok: szinkronizálatlan vivő Fischer, A digitális műsorszórás alapjai, ORTT-AKTI, Budapest, 2005

37 Széchenyi István Egyetem 37 Konstellációs diagram KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Hibák: ok: nincs QAM jel a csatornán Fischer, A digitális műsorszórás alapjai, ORTT-AKTI, Budapest, 2005

38 Széchenyi István Egyetem 38 Bithiba-arány KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Kétféle bithiba-arány: a dekódoló(k) előtti, a csatornát jellemző BER a dekódoló(k) utáni BER pl.:

39 Széchenyi István Egyetem 39 Bithiba-arány Modulációshiba-arány (MER) KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Q I ideális középpont hibás középpont hibavektor

40 Széchenyi István Egyetem 40 Bithiba-arány Modulációshiba-arány (MER) KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Q I QnQn InIn QnQn InIn

41 Széchenyi István Egyetem 41 Bithiba-arány A hibavektor abszolútértéke (EVM) KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok

42 Széchenyi István Egyetem 42 Szűrők szükségessége általában √cos-os szűrő Digitális moduláció KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok

43 Széchenyi István Egyetem 43 Spektrum Digitális moduláció KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Usp=64dB  V Bw=8MHz Resbw=100kHz

44 Széchenyi István Egyetem 44 robosztusabb, zajra kevésbé érzékeny információátvitel lehetőség hibajavító kódolás alkalmazására interferenciával szemben védettebb egyenletesebb spektrum, zajszerű jel keskenyebb sáv elég, mint a hagyományos modulációknál jobb kihasználása a frekvenciasávoknak lehetséges csatornaosztás Digitális moduláció KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q- demodulátor Konstelláció- elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok


Letölteni ppt "2009. Nagy Szilvia 4. I−Q-moduláció KÓDOLÁSELMÉLET."

Hasonló előadás


Google Hirdetések