wyk ad 10 modemy
Download
Skip this Video
Download Presentation
Wykład 10: Modemy

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 21

Wykład 10: Modemy - PowerPoint PPT Presentation


  • 109 Views
  • Uploaded on

Wykład 10: Modemy. PG – Katedra Systemów Mikroelektronicznych ZASTOSOWANIE PROCESORÓW SYGNAŁOWYCH Marek Wroński. Podłączenie modemu. MODEM to skrót od MODulacja (z sygn.nośnym) i DEModulacji –jest to konwerter

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Wykład 10: Modemy' - darrel-levy


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.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
wyk ad 10 modemy

Wykład 10: Modemy

PG – Katedra Systemów Mikroelektronicznych

ZASTOSOWANIE PROCESORÓW SYGNAŁOWYCH

Marek Wroński

pod czenie modemu
Podłączenie modemu

MODEM to skrót od MODulacja (z sygn.nośnym) i DEModulacji –jest to konwerter

sygn. cyfrowego na sygnał akustyczny (analogowy) i odwrotnie w celu transmisji przez

łącze telefoniczne (to jakby połączenie terminali tj. klawiatury z odległym monitorem).

W terminologii RS-232C modem jest urządzeniem DCE (Data Communication Equip.)

czyli dołączonym do terminala tzn. do DTE (Data Terminal Equipment) czyli komputera

emulującego terminal

opis portu szeregowego rs232 typy modem w
Asynchroniczne
  • (dane w ramce)
  • i synchroniczne
  • (dane buforowane i
  • zmienne w takt TXCK)
  • Half-Duplex
  • (lub wysyła lub odbiera)
  • i full-Duplex
  • (jednoczesne wysyłanie i
  • odbieranie- 2 nośne, B/2
Opis portu szeregowego RS232; Typy modemów:

Sygn. na złączu:

od –12V do +12V

*sygn. do transm.

synchronicznej

między modemem

a komputerem

(konieczny interfejs

wys. szybkości HSI)

Szybkości transmisji:

(przepływności bitowej)

300,600,1200,2400,

4800,9600,19200,38400,

57600,115200 bps

typy modulacji
Typy modulacji

(np. kwadraturowa:QAM=ASK+PSK lub

TCM to samo ale z bitami korekcji błędów)

ASK jest b. wrażliwa na szumy interferencyjne

modulacja kwadraturowa qam
Dla sygnału pasmowego

(o wąskim paśmie):

x(t)-składowa synfazowa I

y(t)- składowa kwadraturowa Q

Modulacja kwadraturowa (QAM)

m.b. połączone w obwiednię zespoloną:

Sygn. zmodulowany:

M=4 PSK:

(QPSK)

A

2 cyfry binarne A(n) i A(n-1)

są przesyłane jednocześnie, następnie

składowe kwadraturowe są mnożone

przez nośne przesunięte o –90O i sumow.

Po stronie odbiorczej demodulacja:

i usuwanie składowej w.cz.(LPfilt.)

przekszta cenie hilberta idealny filtr kwadraturowy
Przekształcenie Hilberta – „idealny” filtr kwadraturowy

Dla sygn. jednowstęgowych (SSB-single sideband)

idealny filtr wszechprzepustowy dający przesunięcie 90O

Odpowiedź impulsowa:

a na sygn. we.

(transformata Hilberta):

oraz sygnał analityczny:

jest on odpowiedzią częstotliwościową systemu:

(tylko „dodatnie” skł. częst. są przepuszczane) bo:

Dlatego gdy chcemy przesłać sygn. analogowy x(t)

stosując modulację SSB stosujemy obwiednię zespol.

zaś układ odwzorowania zastęp. dołączeniem x(t) do

kanału I orazprzez transf. Hilberta do kanału Q.

Dla dyskretnych systemów czasowych

odp. impulsowa:

(aproksymowana przez FIR)

konstelacja sygna u signal constellation
Konstelacja sygnału (Signal Constellation)

To diagram używający punktów w układzie współrzędnych dla zdefiniowania zmian

sygnału (ASK i PSK)

Przykładowy konstelacji:

V.29

fC= 1700Hz 4 bity danych:

1-szy amplituda, następne zm. fazy

(jednak. odległość) 4 bity/bod 5bitów/bod

4-punkt PSK 3 ampl.12 faz extra bit do korekcji błędów(4*2400)

full duplex fC= 1200/2400Hz

-Trellis Code Modulation

the international telegraph and telephone consulative committee ccitt modem standards
The International Telegraph and Telephone Consulative Committee (CCITT) modem standards

G.992.2: ADSL=Asymmetric Digital

Subscribed Line

1.5 Mbps/512Kbps

budowa modemu schemat blokowy
Budowa modemu – schemat blokowy

Po włączeniu modem przyjmuje 7-bit. komendy (AT do bufora interpretatora) i po

realizuje (np. ATA-wzięcie linii, ATD-wybranie nr.) i odpowiada (OK., ERROR).

Komendy (Hayes’a) ustawiają par. modulacji, sposobu negocjacji...zapisane w S-rejestrach

Po ATA i pomyślnej negocjacji sposobu modulacji (OK., CONNECT) dane b. Wysyłane

(aż minie czas S, pojawi się NO CARRIER lub +++< przerwa2> lub brak DTR

Przygotowanie danych wg. wcześniej zadanej AT receptury w bitowy strumień który to

zmienia parametry nośnej w modulatorze, też wg. AT receptury. Przetw.C/A wygeneruje

sygn., który przez układ liniowy wysłany zostanie linią tel. do modemu odległego.

Tam odwrotnie – P A/C próbkuje sygn. analog. Demodulator odfiltruje i odzyska bity

strumienia, a układ przygotowania odzyska dane.

liniowa cz modemu
Liniowa część modemu

Szczególnie ważna przy pracy z linią

tel. o dużym tłumieniu i zaszumieniu.

Przełącznik (przekaźnik e-m, optoprzełącz.)

sterowany jest komendą „wzięcia linii”

Układ dopasowania stałoprądowego MOSa

zapewni przepływ prądu „podniesienia

mikrofonu”. Kondensator zwiera nap.zm.

(tj. „przerwa”). Najlepsze „chipsety” o

małym poborze prądu (wolne od zakłóceń)

  • Składowa zmienna sygn. włączona jest przez kondensator
  • na uzwojenie pierw. transformatora izolującego galwanicz.
  • linię tel.od komputera. Wtórne uzwojenie Tr. Połączone
  • jest z WO nadajnika przez układ dopasowania impedancji
  • dwójnik zapewniający 600W (cały zakr.cz.) od strony linii
  • tel. WO zapewnia wymaganą amplitudę sygn.(szcz.VOICE)

Sygn. z uzwojenia wtórnego Tr. włącz. jest na we. WO odbiornika, który odejmuje od

sygn. wejściowego sygn. nadawany (oprócz cyfrowego odejmowania echa).

Modem nadaje sygn.-10dBm, a ma skutecznie odbierać na poziomie –43dBm.

warstwa aplikacyjna oprogramowanie
Warstwa aplikacyjna - oprogramowanie

Po włączeniu program (emulator terminala) wysyła tzw. „string” inicjujący ustawiający

param. modemu (AT kody sposobu negocjacji, modulacji, reagowania na dzwonek itp.)

Każda aplikacja wymaga innej konfiguracji modemu (autom. lub recznie z klawiatury

z opcją echa lokalnego na monitor). W pamięci nieulotnej zapisane są profile i aktywny.

Emulatory posiadają coś w rodzaju książki tel. z której mb. wygenerowany właściwy nr.

i sposób prowadzenia negocjacji (ATQ, ATX) wg. zawartości S-rejestrów

(modem dzwoniący po połączeniu wysyła dźwięk, a drugi bierze linię gdy S0 (licz.

dzwonków) różne od 0 po czym wygeneruje nośną wg. sposobu modulacji i gdy jest

ona zrozumiała uzgadnia dalsze szczegóły, np. protokoły przesyłu zbiorów takie jak:

XMODEM (jeden plik zdanymi 8-bit w blokach 128 bajtowych+bity kontr.CRC-potw.)

1K-XMODEM (pakiety 1024 bajtowe), MODEM7 (jednorazowo przesyła więcej plików

wraz z ich nazwami wysyłanymi i potwierdzanymi (wg. CRC) przed wysłanim danych),

YMODEM (najpierw blok zerowy o wszystkich wysyłanych plikach+ pliki od 128-1024)

KERMIT (z kompresją na 7-bit dane + też informacje o plikach. Transmisja ciągła dupl.)

ZMODEM (pliki do wysyłki dzielone są na pakiety od 32 do nawet 8kB z CRC 16/32b

dł. zmieniana dynamicznie w zależności od ilości błędów. Dane kompresowane wg. alg.

RLE (Run Lenght Encoding) i LZW (Lempel Ziv). Dane przesył. ciągle; dupleksowo zaś

inf. o błędach wymuszając retransmisję. Możliwość wznowienia transm.od miejsca zrywu

(protokół sprawdza, która część danych została wcześniej wysłana i autom.uruch.odbiór)

schemat blokowy modemu v 90
Schemat blokowy modemu V.90

Tx po Antyalias.F najpierw wybielane, dzielone na grupy i kompresowane, potem odwzor,

po DAC i LPF transmit. Rx -odwr. kolejn.+ Adapt.wzm,Viterbi dekoder,echo,dif.dek, odtw

schemat blokowy cz ci nadawczej modemu v 32
Schemat blokowy części nadawczej modemu V.32

Najpierw spektrum sygnału jest wybielane przez scrimbler dlapolepszenia wykorzystania kanału,

lepszej redukcji echa i adaptacyjnego wzmocnienia.Następnie strumień jest dzielony na grupy 4-bit.

z których 2 bity są kompresowane w differential encoder i poddane kodowaniu splotowemu

(convolutional encoder). W rezultacie otrzymujemy 5-bitowe symbole które są odwzorowane

w przestrzeni (część rzeczywista i urojona).Pulse shape LP filter tłumi częstotliw. > cz. Nyquista

i eliminuje interferencje między symbolami (przecinając odpowiednio oś częst.).

Następnie - modulacja kwadraturowa (QAM) z częstl. nośną 1800Hz po czym próbki są

w DAC konwertwane na sygnał analogowy i wygładzane filtrem dolnoprzepustowym.

schemat blokowy cz ci odbiorczej modemu v 32
Schemat blokowy części odbiorczej modemu V.32

Otrzymywany sygnał analogowy z szybk. 9600 b/s (4x oversampling) jest najpierw filtrowany

przez Rised Cosinuse Filter i poddawany decymacji (2x). Mnożąc przez e-j(2pfcnT/2) realizuje się

QAM demodulację. 64-tab adaptive fractionaly spaced equalizer kompensuje zniekształcenia

wprowadzane przez kanał. Dostarcza on sygnał do pętli czasowej dla dostrojenia 4x i 2x próbek.

Algorytm Viterbi’ego określa właściwy punkt na konstelacji pamiętając historię ok. 20 słów.

Detektor fazy i blok opóźnienia zapewnia sprzężenie zwrotne do wzmacniacza, który ciągle się

adaptuje do otrzymywanych danych. Gdy znana jest amplituda i faza symbol jest odwzorowany

z powrotem a 4-bit. symbol jest następnie descrablowany wykorzystując ten sam wielomian gener.

scrambler descrambler
Używają one prostych wielomianów generujących dla trybu „wzywania” i „odpowiadania”:

GPC=1+x-18+ x-23; gdzie x próbka wejściowa, a potęga określa opóźnienie o liczbę próbek

GPA=1+x-5+ x-23; zaś sumowanie jest modulo 2, tzn. XOR. Uzyskujemy pseudo-losowość.

Nadający modem dzieli strumień przez generujący wielomian (IIR), a odbierający - mnoży (FIR)

Call/Answer Mode Scrambler: Call/Answer Mode Descrambler:

Scrambler / Descrambler
low pass raised cosine filter
Low Pass Raised Cosine Filter

Sygnał dolnoprzepustowy może być przedstawiony jako:

gdzie In dyskretny kod słowa, g(t) jest fazą tego słowa.

Ograniczone pasmo kanału jest przyczyną interferencji między-symbolowych. Kanał o idealnie oganiczonym paśmie (o kształcie prostokątnym w dziedzinie częstotl. G(f)=T dla f<1/2T) w

dziedzinie czasu odpowiada funkcji sinc tj. g(t)=sin(pt/T)/ (pt/T) która m.b. Aproksymowana

Jako funkcja podniesionego kosinusa:

Gdzie a reprezentuje żądany zakres pasma

Dla V.32 T odpowiada 2400 symboli/s, a

częstotliwość próbkowania jest 9600 Hz

dlatego przyjmuje się a=0.25 i N=17 FIR:

v 34 vs v 90 modems
V.34 vs. V.90 Modems

Separacja między nadawanymi i odbieranymi sygn.dzięki tłumieniu echa blisk. –6dBm

i echa dalekie (LMS FIR). V.90 jest całkowicie cyfrowy dlatego druga para ADC/DAC

jest niepotrzebna dlatego szybsza jest transmisja „w dół” od centrali do modemu.

Sygnał od DAC jest 256K konstelacją bez komponenty urojonej, tj. odbiornik musi

dokonać detekcji któremu poziomowi odpowiada. V.92 standard –> w obu kierunkach.

remote access server ras modems do internetu lan
ADSP-21mod870 do ISDN (integrated services digital network) oferuje różne funkcje

Centrali, jest kompatybilny ze wszystkimi protokołami.

ADSP-21mod970 posiada 6 kanałów modemowych (31 mm BGA)

ADSP-21mod980N – 16 kanałów modemowych (35 mm BGA)

Remote Access Server (RAS) Modems (do Internetu LAN)
adsl modemblok diagram ad20msp910 chipset
ADSL ModemBlok Diagram (AD20msp910 chipset)

Możliwe jednoczesne wysyłanie e-maili, ściąganie video i rozmawianie przez telefon,

czy też organizowanie video-konferencji (kompatybilny z formatem kompresji MPEG

bez przerywania normalnej rozmowy telefonicznej i wszystkimi DLC digital loop carrier

oraz standardami ANSI, ETSI i ITU). Zawiera: DSP host processor, line driver, and

AD20msp918 – ADSL over ISDN modem; control software + DMT technology