350 likes | 449 Views
Telekommunikation,Kiruna Digital modulation F7_A. 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. 2 symboler, s 1 (t), s 2 (t). 1. 0. 1. 1.
E N D
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
2 symboler, s1(t), s2(t) 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 4 symboler, s1(t),…, s4(t) Digital modulation Basbandsmodulering F7_A_be
0 1 PSK Bärvågsbandsmodulering F7_A_be
1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 NRZ RZ BASBANDS-KODER F7_A_be
RF-signal ( Radio Frequency ) Där Ebit = energi i varje bit Tbit = tiden för 1 bit a(t) anger amplitudens variation med tiden t fc = bärvågsfrekvens = fas F7_A_be
RF-signalen kan skrivas kompaktare så här: Genom att utnyttja den trigonometriska formeln: Skriver vi: F7_A_be
Inför: Så kan s(t) skrivas: I står för ”In phase” ( i fas med cos(2fct ) ) Q står för ” In Quadrature” ( 90o ur fas med cos(2fct ) ) F7_A_be
Q sQ(t) I sI(t) Envelopp Visardiagram för RF-signal, I/Q-representation F7_A_be
Q [Im] j*sQ(t) Envelopp [Re] I sI(t) Visardiagram för RF-signal, komplex-representation F7_A_be
3 möjliga sätt att modulera bärvågen ovan: • A(t) Amplitudmodulering ASK Amplitude Shift Keying • fc Frekvensmodulering FSK Frequency Shift Keying • (t) Fasmodulering PSKPhase Shift Keying F7_A_be
Smalt i TID blir brett i FREKVENS Tbit TID FREKVENS F7_A_be
Tidsplan Frekvensplan ( Rött = fyrkantpuls, Blått=filtrerad puls ) Filter Nackdel med filtreringen ? F7_A_be
ASK f t 0 Tbit 0.5 fbit fbit=1/Tbit fbit f fc 0 F7_A_be
ASK Q sQ(t) I sI(t) F7_A_be
2fbit f fc 1.5fbit Basbandssignalen filtreras för att minska bandbredden Teoretiskt för ASK: 1 bit/s/Hz, praktiskt 0.65 till 0.8 bit/s/Hz F7_A_be
FSK F7_A_be
1 1 0 1 1 1 -1 1 BPSK = Binary Phase Shift Keying I tidsplanet: F7_A_be
I frekvensplanet: Teoretiskt för BPSK: 1 bit/s/Hz, praktiskt 0.65 till 0.8 bit/s/Hz 2 fbit F7_A_be
0.5 bit/Hz 1 bit/Hz F7_A_be
Q sQ(t) Envelopp ? I sI(t) Visardiagram för BPSK-signal, I/Q-representation Kallas ibland ”antipodal” modulering F7_A_be
QPSK = Quadrature Phase Shift Keying Q sQ(t) ”11” ”01” I sI(t) ”00” ”10” Visardiagram för QPSK-signal, I/Q-representation F7_A_be
1 0 0 1 1 1 0 0 +1 -1 +1 -1 cI(t) cQ(t) Dibit Dibit Dibit Dibit F7_A_be
I / Q-modulator: cI(t) Omodulerad bärvåg I Modulerad bärvåg 900 Q cQ(t) F7_A_be
Teoretiskt för QPSK: 2 bit/s/Hz, praktiskt 1 till 1.5 bit/s/Hz F7_A_be
01 11 11 00 10 00 10 /4-QPSK 01 t=2nTs t=(2n+1)Ts 2 alternerande faskonstellationer.Typiskt 1.6 bit/s/Hz F7_A_be
MSK = Minimum Shift Keying Q sQ(t) Envelopp ? I sI(t) Visardiagram för MSK-signal, I/Q-representation F7_A_be
Princip: Fasvinkel (t) ändras linjärt med tiden under 1 bit-tid ( Tbit ) (t) = ± h t 0 Tbit Eftersom frekvens = tidsderivatan av fasen kan vi skriva: F7_A_be
Ovanstående innebär att en MSK-signal kan tecknas: • fc Bärvågsfrekvens • 0 Fasoffset • h Modulationsindex • Tbit Tiden för 1 bit • f = h/2Tbit ( Frekvenssving ) F7_A_be
Informationens 0 och 1 kan beskrivas så här: Ett minsta värde på h är 0.5, därav MinimumPhase Shift Keying F7_A_be
1 0 /2 0=0 -/2 Binära data Fas Frekvens f+f f-f F7_A_be
IS 95 BPSK CDMA2000 QPSK Bluetooth GFSK GMSK GPS, Inmarsat BPSK IS 94, JDC /4 QPSK GSM GMSK F7_A_be
Ett exempel med QPSK: F7_A_be