1 / 44

KÓDOLÁSELMÉLET

KÓDOLÁSELMÉLET. Nagy Szilvia 4 . I−Q - moduláció. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció. Spektrum és konstellációs diagram. I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q-demodulátor Konstelláció-elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok.

luigi
Download Presentation

KÓDOLÁSELMÉLET

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

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

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

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

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

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

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

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

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

  9. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Digitális moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q-demodulátor Konstelláció-elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok 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 yi( t ) = A0 sin( w0 t + j0 )

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

  11. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Digitális moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q-demodulátor Konstelláció-elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok A digitális dekódoló • ismeri a szóba jöhető jelalakokat és TK -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.

  12. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Digitális moduláció: PAM 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: A0 sin( ω0 t + φ0 )az i-edik szimbólumnak megfelelő jelszakasz:yi( t ) = ai A0 sin( ω0 t + φ0 ) az ai lehet például a0 = 0, a1 = 1;

  13. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Digitális moduláció: PAM 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: A0 sin( ω0 t + φ0 )az i-edik szimbólumnak megfelelő jelszakasz:yi( t ) = ai A0 sin( ω0 t + φ0 ) az ai lehet például a0 = −1, a1 = 1;

  14. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Digitális moduláció: PAM 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: A0 sin( ω0 t + φ0 )az i-edik szimbólumnak megfelelő jelszakasz:yi( t ) = ai A0 sin( ω0 t + φ0 ) ai lehet például a0=−2, a1=−1, a2=1, a3 = 2:

  15. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Digitális moduláció: QAM 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: A0 sin( ω0 t + φ0 )az i-edik szimbólumnak megfelelő jelszakasz:yi( t ) = ai A0 sin( ω0 t + φ0 ) ai lehet: a0=−1−i, a1=−1+i, a2=1−i, a3=−1+i; fázistolás

  16. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Digitális moduláció: QAM 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: A0 sin( ω0 t + φ0 )az i-edik szimbólumnak megfelelő jelszakasz:yi( t ) = ai A0 sin( ω0 t + φ0 ) 16 komplex amplitúdófaktorral (16-QAM):

  17. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Digitális moduláció: QAM 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: A0 sin( ω0 t + φ0 )az i-edik szimbólumnak megfelelő jelszakasz:yi( t ) = ai A0 sin( ω0 t + φ0 ) 16 komplex amplitúdófaktorral (16-QAM): 10 8 2 4 3 3 6 9 12

  18. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Digitális moduláció: PSK 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: A0 sin( ω0 t + φ0 )az i-edik szimbólumnak megfelelő jelszakasz:yi( t ) =A0 sin( ω0 t + φ0 + ψi ) a ψi lehet például ψ0 = 0°, ψ1 = 180°;  2PAM

  19. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Digitális moduláció: PSK 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: A0 sin( ω0 t + φ0 )az i-edik szimbólumnak megfelelő jelszakasz:yi( t ) =A0 sin( ω0 t + φ0 + ψi ) a ψi lehet például ψ0 = 0°, ψ1 = 90°, ψ2 = 180°, ψ3 = 270°;

  20. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Digitális moduláció: PSK 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: A0 sin( ω0 t + φ0 )az i-edik szimbólumnak megfelelő jelszakasz:yi( t ) =A0 sin( ω0 t + φ0 + ψi ) ψi lehet: ψ0 = 0°, ψ1 = 45°, ψ2 = 90°, ψ3 = 135°, ψ4 = 180°, ψ5 = 225°, ψ6 = 270°, ψ7 = 315°;

  21. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Digitális moduláció: FSK I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q-demodulátor Konstelláció-elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Frekvenciatolásos moduláció (Frequency Shift Keying)ha a vivőjel: A0 sin( ω0 t + φ0 )az i-edik szimbólumnak megfelelő jelszakasz:yi( t ) =A0 sin( (ω0+ωi) t + φ0) a ωilehet például ω0 = ωc , ω1 = −ωc ;

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

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

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

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

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

  27. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Konstellációs diagram 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. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Konstellációs diagram 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. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Konstellációs diagram I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q-demodulátor Konstelláció-elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Hibák: fáziszaj (fázisdzsitter) ok: a jelútban lévő frekvencia-konverterek, vagy a modulátor hibája

  30. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Konstellációs diagram 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. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Konstellációs diagram 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. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Konstellációs diagram 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. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Konstellációs diagram 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. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Konstellációs diagram 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. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Konstellációs diagram 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. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Konstellációs diagram 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. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Konstellációs diagram 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. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Bithiba-arány 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. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Bithiba-arány I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q-demodulátor Konstelláció-elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Modulációshiba-arány (MER) hibás középpont Q hibavektor ideális középpont I

  40. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Bithiba-arány I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q-demodulátor Konstelláció-elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok Modulációshiba-arány (MER) Q DIn DQn Qn In I

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

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

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

  44. KÓDOLÁSELMÉLET – I−Q-moduláció Digitális moduláció I−Q-moduláció Spektrum és konstelláció Digitális modulációk I−Q-modulátor I−Q-demodulátor Konstelláció-elemzés Bithibaarány Spektrális tulajdonságok • 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

More Related