1 / 20

مدولاسیونهای دیجیتال

بخش سوم. مدولاسیونهای دیجیتال. مقدمه. انگیزۀ اصلی استفاده از مدولاسیون، بهره مندی کامل از محیطهای انتقال بوده و لذا میتوان عوامل تاثیر گذار بر این بهره مندی را که ملاک انتخاب روشهای مدولاسیون میگردد، بصورت زیر طبقه بندی نمود: بر اساس نوع پیام مورد نظر برای ارسال: voice/video (analog source)

xenia
Download Presentation

مدولاسیونهای دیجیتال

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. بخش سوم مدولاسیونهای دیجیتال Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh

  2. مقدمه • انگیزۀ اصلی استفاده از مدولاسیون، بهره مندی کامل از محیطهای انتقال بوده و لذا میتوان عوامل تاثیر گذار بر این بهره مندی را که ملاک انتخاب روشهای مدولاسیون میگردد، بصورت زیر طبقه بندی نمود: • بر اساس نوع پیام مورد نظر برای ارسال: • voice/video (analog source) • data (digital source, machine-to-machine communications) • traffic statistics: continuous / bursty traffic • میزان تاخیری که مجاز هستیم. • نوع محیط انتقالی که در اختیار داریم. • در کاربردهای شبکه ائی، نوع شبکۀ مورد استفاده، نظیر: • cellular wireless networks (GSM, AMPS*) • RF-LANs (802.11b Wi-Fi, HiperLAN /2) • wire-line local area networks (Ethernet LANs) • public switched telephone network (PSTN) Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh

  3. انواع شیوه های مدولاسیون دیجیتال • با ملاحظه سیگنال رادیوئی حامل در فرم کلی میتوان شیوه های مختلفی از مدولاسیون دیجیتال نظیر آنچه در آنالوگ داشتیم طبق شکل زیر تعریف نمائیم: Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh

  4. مدولاسیون دامنۀ دیجیتال ASK (1) • در مدولاسیون دامنۀ یا ASK، اطلاعات مدوله کننده داده های باینری 0 و1 بوده و چون کاریر وابسته به وضعیت داده 0 یا 1 بین دو وضعیت سوئیچ میشود بنام ”مدولاسیون کلیدزنی on/off“ نیز شناخته میشود. 0 1 1 1 1 0 0 Amplitude Shift Keying (ASK) , On Off Keying (OOK) Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh

  5. VASK(t) 0 1 1 0 1 Vm(t) Vc(t) مدولاسیون دامنۀ دیجیتال ASK (2) Unipolar ASK Vm(t) : input signal (digital) Vc(t) : carrier signal VASK(t) : output signal Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh

  6. Amplitud, V Amplitud, V Amplitud, V 0 1 1 0 1 f(Hz) مدولاسیون دامنۀ دیجیتال ASK (3) حوزه فرکانس حوزه زمان Carrier X Unipolar f(Hz) = ASK f(Hz) Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh

  7. پهنای باند مدولاسیون دامنۀ دیجیتال ASK BWASK = RS = Rb = 2fm برای سیگنالهای غیر پریودیک: fm : Max Frequency of input signal (Analogue) fS =2 fm : Min Sampling Frequency of input signal Rb = 1bit x fS =2fm : Min Bit Rate of input signal after 1 bit quantization (digital) Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh

  8. ارزیابی سیستم ASK مزیتها • آسانی انجام مدولاسیون • بطور وسیعی در انتقال بوسیله فیبر نوری استفاده میشود. معایب • حساس در برابرتضعیف سیگنال (ناکارآمدی در ارتباط دهی بین نقاط دور از هم). • محدودیت نرخ بیت Slide 8 Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh

  9. مدولاسیون فرکانس دیجیتال FSK • در مدولاسیون فرکانس یا FSK، فرکانس کاریر وابسته به وضعیت داده ورودی 0 یا 1 بین دو وضعیت فرکانسی مختلف fHi=fC+fوfLow=fC-f(حول کاریر)سوئیچ میشود : 0 1 0 1 1 1 0 1 0 Frequency Shift Keying (FSK) Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh

  10. پهنای باند مدولاسیون دامنۀ دیجیتال FSK برای سیگنالهای غیر پریودیک: BWFSK=2(Rb+f ) fm : Max Frequency of input signal (Analogue) fS =2 fm : Min Sampling Frequency of input signal Rb = 1bit x fS =2fm : Min Bit Rate of input signal after 1 bit quantization (digital) Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh

  11. مثال • سیگنال FSK ائی با دو فرکانس 51kHz و49kHz سیگنال مدوله شده دیجیتالی را ایجاد می کند،نرخ بیت را 2kbps فرض نمایید، مطلوبست: • محل فرکانس کاریر • میزان انحراف فرکانس • پهنای باند • Baud rate 1.fC = |(49 kHz + 51 kHz)|/2 = 50 kHz 2. f:  f = |(49 kHz – 51 kHz)|/2 = 1 kHz 3. bandwidth: BW = 2[1 + 2] = 6 kHz 4. Baud= fb / 1 = 2000 / 1 = 2000 symbol/s

  12. کاربردهای متداول شیوه FSK • مدم ها(Modulator/demodulator) • مخابرات موبایل(سلولی) • ارتباطات HF(در رنج 3-30 MHz) • انتقال دیتا بر روی خطوط قدرت • شبکه های خانگی دیتا با نرخ بیت بالای 14Mbps • تلفنهای Touch Tone Slide 12 Slide 12 Slide 12 Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh

  13. ارزیابی سیستم FSK مزیتها • برخورداری از تضعیف کمتر سیگنال در مقایسه با شیوه ASK • تاثیر پذیری کمتری از نویز نسبت به ASK دارد. معایب • غلبه نویز(prone to noise) در استفاده این شیوه برای ارتباطات دور(حدود 1km به بالا) • توانایی صرفا برای انتقال با نرخ بیت نسبتا پایین(baud rate 4800bps) Slide 13 Slide 13 Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh

  14. انواع هم خانواده های مدولاسیون FSK • MFSK (Multi or M-Array FSK) • DFSK (Double or Binary FSK) • dFSK (distributed) • GFSK (Gaussian) این شیوه مدولاسیون FSK ائی است که از فیلترهای گاوسی شکلی بمنظور شکل دهی پالسهای FSK و در نهایت آرام نمودن شکل نهایی حوزه زمان موج نهایی و در نهایت کاهش موثر پهنای باند، بهره میبرد(چراکه بطور تئوری پهنای باند FSK نامحدود است).مدارات مجتمع بلوتوث موجود از شیوه مدولاسیون GFSK استفاده می کنند. • CP-FSK (Continuous Phase) Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh

  15. مقایسه مدولاسیونهای ASK و FSK • دلایل توجیهی و مواردی که توصیه میشود شیوه FSK انتخاب شود: • کاربردهای فرکانس بالا • امکان بروز تداخل با سایر سیگنالها/ آلودگی نویز بالا دلایل توجیهی و مواردی که توصیه میشود شیوه ASK انتخاب شود: • کاربردهای قدرت پایین • کاربردهای که ارزانی قیمت ملاک است. • مواردی که سادگی ساخت مد نظر است(مصارف عمومی و غیر نظامی • ضرورت بکارگیری کریستال در FSKو معایب آن (نیاز به سیستم پایدار کنندة حرارتی و شکنندگی) سبب برتری نسبی ASKگردیده است. • گیرنده FSKاز آستانه حداقل حساسیتی در مقابل ASKاز نظر پرفورمنس خوب نویز برخوردار بوده که البته بهای آنرا با اشغال پهنای باند پانزده برابر بیشتر از ASKپرداخته است. Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh

  16. مدولاسیون فاز دیجیتال PSK • در مدولاسیون فاز یا PSK، کاریر وابسته به وضعیت داده ورودی 0 یا 1 بین دو وضعیت فازی مختلف(بهترین و ایمن ترین از نظر تشخیص در گیرنده دو فاز متقابل 0 و 180o میباشد) سوئیچ میشود بطوریکه اگر بیت وارده به مدولاتور تغییر حالت نداد فاز کاریر بدون تغییر باقی میماند، ولی با تغییر بیت (حال از 1 به0 یا از0 به 1 باشد) فاز کاریر تغییر می کند. : 1 0 1 1 1 0 0 Phase-Shift Keying Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh

  17. پهنای باند مدولاسیون دامنۀ دیجیتال PSK BWPSK = Rb = 2BWbaseband برای سیگنالهای غیر پریودیک: BWbaseband : Max Frequency of input signal (Analogue) fS =2 BWbaseband : Min Sampling Frequency of input signal Rb = 1bit x fS =2 BWbaseband : Min Bit Rate of input signal after 1 bit quantization (digital) Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh

  18. مثال سیگنال PSK ائی با فرکانس کاریر 70MHz و نرخ بیت ورودی 10Mbps مفروض است، مطلوبست: 1) مینیمم پهنای باند 2) ماکزیمم و مینیمم فرکانسهای باند کناری

  19. ویژ گیهای BPSK • BPSK • باینری PSK، در این نوع چنانچه بیت ورودی ”0“ باشد یک موج سینوسی در خروجی مدولاتور ایجاد شده و برای بیت ”1“ سینوسی با دامنه منفی(inverted sine wave) تولید می گردد. • از ویژگی های بارز این نوع میتوان به موارد زیر اشاره نمود: • ساده ترین نوع PSK • راندمان طیف پایین • مناسب برای سیستمهایی نظیر ارتباطات ماهواره ائی Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh

  20. ارزیابی سیستم BPSK مزیتها • مصونیت بالا در برابر نویز، فیدینگ، همشنوائی و انواع دیگر تداخل • برای اینکه گیرنده یک تصمیم اشتباه بگیرد منوط به بروز یک اعوجاج شدید میباشد. معایب • تنها قادر است یک بیت بر نمونه را مدوله سازد. • نامناسب برای کاربردهای با نرخ بیت بالا • گرانی اجراء این تکنولوژی Slide 20 Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh

More Related