תרגול 12 מערכת תקשורת DBPSK

1. תרגול 12מערכת תקשורת DBPSK מבוא לתקשורת אופטית 046342

2. מהוא DPSK • סוג מיוחד של PSK – אפנון פאזה. • אפנון PSK ניתן לגילוי רק ע"י מקלט סינכרוני. מקלט אסינכרוני אינו שומר מידע על הפאזה של הסיגנל. • על מנת לאפשר מקלט פשוט אסינכרוני ללא PLL אופטי מוצע להשתמש באפנון דיפרנציאלי. • המידע נמצא לא בפאזה של האות, אלה בשינויים של הפאזה – מערכת לא רגישה לרעשי פאזה "איטיים"

3. משדר DBPSK • מבנה המשדר זהה למבנה משדר PSK רגיל בתוספת אלמנט נוסף Precoder אשר מייצר את המידע הדיפרנציאלי • משתמשים באפנון BPSK– כלומר משדרים 2 אותות עם פאזה 0 ו-180 מעלות

4. מקלט DBPSK • להלן 2 מבנים עקרוניים של מקלט DBPSK: • בהמשך הניתוח נסתכל על מקלט Heterodyne DPSK

5. Balanced Reciever • דרגת המרה מסיגנל אופטי לסיגנל חשמלי אשר מאפשרת ביטול של סיגנל ורעש common בין שני הגלאים • במקרה של DBPSK: • ייצוג הרעש הוא קומפלקסי ולכן:

6. מקלט DPSK • אות המתקבל במקלט לאחר הכפלה באות מושהה ניתן לרשום באופן הבא (סביב תדר ( : • ביטוי זה ניתן לרשום באופן הבא : • נסתכל על הערכים של r1 ו-r2 עבור הסיגנלים המשודרים בהנחה שאין רעש:

7. מקלט DPSK • מנגנון ההחלטה של המקלט שלנו במקרה זה יהיה: • ונוכל כעת לחשב את הסתברות השגיאה של המקלט שלנו:

8. DPSK– חישוב BER • לצורך חישוב BER רוצים לדעת את חוקי ההסתברות של r1 ו-r2.הם משתנים אקראיים גאוסיים מכיוון שהם קומבינציה ליניארית של רעשים גאוסיים. • משתני ההחלטה תלויים בעצם בערך מוחלט ולכן :

9. DPSK– חישוב BER • הסתברות השגיאה של המקלט שלנו: • ועכשיו ניתן לחשב את הסתברות השגיאה של המקלט: • הסתברות זו מסובכת לחישוב, וניתנת ע"י :

10. DPSK– הגדרת SNR • נשים לב לזרם המתקבל במעגל החלטה: • ניתן להתעלם מפקטור קבוע באות הנקלט – 2A מכיוון שהוא אינו תורם ל-SNR. ולכן ה-SNR הממוצע הוא

11. DPSK– חישוב גבול קוונטי לגילוי • מתוך חישובים קודמים : • למשל עבור BER=10-9 נקבל שמספר הפוטונים הממוצע לסימבול הוא 20

12. DBPSK – השוואה ל-BPSK רגיל • ניתן לראות שהביצועים של DBPSK קצת פחות טובים מאשר BPSK רגיל מכיוון שהמקלט אינו סינרוני • מתאים לתוצאה שראינו בתרגול קודם על כך שמקלט סינכרוני רגיש יותר ממקלט אסינכרוני, אך התוצאות מאוד קרובות