1 / 56

שידור נתונים בפס-בסיס

שידור נתונים בפס-בסיס. תרשים בלוקים של מערכת תקשורת. משדר. מקלט. מקור מידע. ערוץ. החלטה. תרשים בלוקים של מעבר אות בינארי/ M-ary. תזמון. T b. H T (f). H c (f). X T (t). X(t). מקור מידע. מחולל פולסים. מסנן משדר. ערוץ. +. רעש ערוץ אדיטיבי n(t). +. Y(t). A/D. מסנן מקלט.

tanisha-gilliam
Download Presentation

שידור נתונים בפס-בסיס

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. שידור נתונים בפס-בסיס

  2. תרשים בלוקים של מערכת תקשורת משדר מקלט מקור מידע ערוץ החלטה

  3. תרשים בלוקים של מעבר אות בינארי/M-ary תזמון Tb HT(f) Hc(f) XT(t) X(t) מקור מידע מחולל פולסים מסנן משדר ערוץ + רעש ערוץ אדיטיבי n(t) + Y(t) A/D מסנן מקלט מוצא/פלט HR(f) שיקום סנכרון

  4. תיאור תרשים הבלוקים (1) {dk}={1,1,1,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1} Tb Tb תזמון HT(f) X(t) XT(t) מקור מידע מחולל פולסים מסנן משדר For bk=“1” Tb For bk=“0” Tb

  5. תיאור תרשים הבלוקים (2) {dk}={1,1,1,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1} Tb תזמון HT(f) X(t) XT(t) מקור מידע מחולל פולסים מסנן משדר For bk=“1” Tb Tb מסנן משדר For bk=“0” Tb Tb

  6. תיאור תרשים הבלוקים (3) {dk}={1,1,1,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1} Tb תזמון HT(f) X(t) XT(t) מקור מידע מחולל פולסים מסנן משדר 100110 Tb 2Tb 5Tb 6Tb t 3Tb 4Tb

  7. תיאור תרשים הבלוקים (4) {dk}={1,1,1,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1} Tb תזמון HT(f) X(t) XT(t) מקור מידע מחולל פולסים מסנן משדר 100110 Tb 2Tb 5Tb 6Tb t 3Tb 4Tb Tb 2Tb 5Tb 6Tb t 3Tb 4Tb

  8. תיאור תרשים הבלוקים (5) תזמון HT(f) HR(f) X(t) מקור מידע מחולל פולסים מסנן משדר + מסנן מקלט רעש ערוץ אדיטיבי n(t) Tb 2Tb 5Tb 6Tb t 3Tb 4Tb Tb 2Tb 5Tb 6Tb t 3Tb 4Tb t

  9. תיאור תרשים הבלוקים (6) Tb 2Tb 5Tb 6Tb t 3Tb 4Tb Tb 2Tb 5Tb 6Tb t 3Tb 4Tb t

  10. תרשים בלוקים של מעבר אות בינארי/M-ary תזמון HT(f) Xt(T) Hc(f) X(T) מקור מידע מחולל פולסים מסנן משדר ערוץ + רעש ערוץ אדיטיבי n(t) + Y(t) מסנן מקלט A/D מוצא/פלט HR(f) שיקום סנכרון

  11. הסבר לתרשים הבלוקים Tb 2Tb 5Tb 6Tb t 3Tb 4Tb Tb 2Tb 5Tb 6Tb t 3Tb 4Tb t t 1 0 0 0 1 0 שגיאה 1 0 0 1 1 0

  12. תרשים בלוקים של מעבר אות בינארי/M-ary תזמון HT(f) Hc(f) XT(t) X(t) מקור מידע מחולל פולסים מסנן משדר ערוץ + רעש ערוץ אדיטיבי n(t) + Y(t) A/D מסנן מקלט מוצא/פלט HR(f) שיקום סנכרון

  13. - הסבר Pr(t) XT(t) n(t) HT(f) Hc(f) HR(f) Pg(t) Pr(t) מסנן משדר ערוץ מסנן מקלט X(t) HT(f) Hc(f) HR(f) Pg(f) Pr(f) נדרוש:

  14. עיצוב וניתוח של אות בינארי מוצא מחולל הפולסים, X(t), נתון על-ידי: pg(t)הוא הפולס הבסיסי שהמשרעת שלו, ak, תלויה בביט ה- k של הכניסה (קלט).

  15. הקלט לממיר האנלוגי לדיגיטלי (ADC) הוא: tm = mTb+td,tdהוא סה"כ ההשהיה במערכת שמתקבלת. דוגמים על-פי מערכת הסנכרון ומניחים, שאין אי-דיוק בדגימה (מבחינת הזמן) t t אות דיסקרטי (בדיד) – (וקטור של ערכים) t2 t3 t tm t1

  16. מוצא ה- ADC בזמן הדגימה tm= mTb+td Tb 2Tb 5Tb 6Tb t 3Tb 4Tb t2 t3 t tm t1 לנקודה m התקבלו ערכים נוספים מלבד Am הרצוי. ערכים אלו תלויים בערכי האות ב-k שונה מ-m .

  17. ISI - Inter Symbol Interference הפרעה בין סימנית (סימבול) t2 t3 t tm t1

  18. מהי הפרעה בין סימנית? HT(f) Hc(f) HR(f) pg(t) pr(t) מסנן משדר ערוץ מסנן מקלט t t מסנן פס-בסיס התמרת פורייה התמרת פורייה חסום בסרט f f HT(f) Hc(f) HR(f) Pr(f) Pg(f) מסנן משדר ערוץ מסנן מקלט

  19. מהי הפרעה בין סימנית? t t מסנן פס-בסיס התמרת פורייה התמרת פורייה f f Tb 2Tb 5Tb 6Tb t 3Tb 4Tb * עקרון פיסיקלי: פולס חסום בזמן פרוס על כל ציר התדר ! * משתמשים בחוצץ (buffer) לאחסון מספר פולסים ואז דוגמים.

  20. מוצא מחולל הפולסים הוא תבנית-גל פולסית אם הביט ה- k-י הוא "1" אם הביט ה- k-י הוא "0" קלט ה- ADC, Y(t), הוא

  21. פרמטרים חשובים לעיצוב מערכת PAM מורכבות המערכת צפיפות רעש ספקטרלית הספק רעש הספק משודר קצב שגיאה קצב נתונים

  22. מערכת PAM פס-בסיס בינארי עיצוב מערכת PAM פס-בסיס בינארי צורת הפולס pg(t) pr(t) pR(t) pT(t) ? II III I הקטנת שילוב ההשפעות של ה- ISI והרעש למינימום, במטרה להשיג הסתברות שגיאה מינימלית עבור קצב נתונים נתון.

  23. מתן צורה לפולס פס-בסיס ניתן להימנע מתופעת ISI באמצעות קבלת צורה מתאימה של הפולס הנקלטpr(t) . אינו מגדיר ספציפית את pr(t) לכל ערך של t. 1 נרצה שיתקיים: n=0

  24. כדי לקיים את האילוץ, התמרת פורייה Pr(f) של pr(t), צריכה לקיים תנאי פשוט הנתון על-ידי התיאוריה הבאה: תיאוריה הוכחה

  25. אשר מאמת קבלת אפס ISI עם התמרת פורייה Pr(f)שלpr(t)

  26. התנאי להסרת ISI הנתון בתיאוריה, נקרא קריטריון נייקוויסט (מתן צורה לפולס) ISI 1 -2Tb -Tb Tb 2Tb

  27. Pg(f) HT(f) Hc(f) HR(f) Pr(f) התיאוריה מספקת תנאי להסרת ISI תוך שימוש ב- Pr(f) עם רוחב-פס גדול מ- Rb/2. לא ניתן להסיר ISI רוחב-הפס של Pr(f) הוא קטן מ- Rb/2. Tb 2Tb 5Tb 6Tb t 3Tb 4Tb

  28. ברירה מסוימת של Pr(t) עבור יישום נתון pr(t) חסינות לשגיאות בנקודת הדגימה. פשטות מימוש. קצב הדעיכה של pr(t) מסננים מעצבי צורת פולס הערכים הקטנים בקרבת Tb, 2Tb, ... במקרה זה של שגיאת תזמון (תנודות) לא יגרם ISI גדול הצורה של Pr(f) מגדירה את הפשטות לפיה מסננים מעצבי צורה יכולים להיות ממומשים

  29. עדיפות ל- Pr(f) בעל מאפייני חיתוך מתון, על-פני Pr(f) עם מאפייני חיתוך חדים Pr(f) Pr(f)

  30. במערכת מעשיות, כאשר רוחב-הפס זמין לשידור נתונים בקצב Rb[bits/s] הוא בין Rb/2 לבין Rb [הרץ], קבוצה של pr(t) עם מאפייני תדירות קוסינוס-מורם, היא לרוב בשימוש. ספקטרום תדירות קוסינוס-מורם מורכב מחלק של משרעת שטוחה וחלק בעל צורה סינוסואידלית. לאחר המסנן משפחת הפונקציות המקיימות את הדרישה: תזכורת:

  31. מאפייני תדירות קוסינוס-מורם אונות הצד (side lobes) נמוכות יותר ככל ש-β גדול יותר.

  32. סיכום רוחב-הפס התפוס על-ידי ספקטרום הפולס הואB=Rb/2+b . הערך המינימלי של B הואRb/2הערך המקסימלי הוא Rb. ערכים גדולים של b מראים שיותר רוחב-פס נחוץ עבור קצב ביט נתון מאידך, זה מוביל לפולסים בעלי דעיכה מהירה יותר, שמשמעו שהסינכרון יהיה פחות קריטי ולא יגרם ISI גדול. * גורם ההיפוך: Roll Off Factor – β ( 0<β<Rb/2) כאשר b = Rb/2 יתקבל פולס בעל צורה עם שתי תכונות נוחות. חצי רוחב משרעת הפולס שווה ל- Tb ומתקבלים אפסים בחציית t = 3/2Tb, 5/2Tb, …. בנוסף לאפסים בחציית Tb, 2Tb, 3Tb,….

  33. מסנני שידור וקליטה אופטימליים מסנני השידור והקליטה נבחרים כדי לספק נרצה: ISI0

  34. אחד מאילוצי העיצוב לבחירת המסננים זהו הקשר בין התמרת פורייה של pr(t) לזו של pg(t). השהייה Td – השהייה בזמן, Kc – קבוע נירמול כדי לעצב מסננים אופטימליים HT(f) ו- HR(f) מניחים ש- Pr(f), Hc(f) ו- Pg(f) ידועים. חלק של מערכת PAM פס-בסיס את Hr(f) ו- Ht(f) – יש לתכנן. Pr(f)נבחר מתוך המשפחה לפי β רצוי.

  35. Pg(f) HT(f) Hc(f) HR(f) Pr(f) אם בוחרים את pr(t) (או Pr(f)) כך, שיתקבל אפס ISI נשאר לדאוג לטפל בחסינות לרעש

  36. חסינות לרעש הגדרת הבעיה: • עבור הנתונים הבאים: • קצב נתונים –Rb • הספק שידור –ST • PSD של הרעש –Gn(f) • פונקציית תמסורת של הערוץ – Hc(f) • פולס קוסינוס-מורם – Pr(f) נבחר:

  37. חישובי הסתברות שגיאה בזמן דגימה ה- m-י הקלט ל- ADC (ממיר אנלוגי לדיגיטלי): נחליט:

  38. A=aKc מניחים שהרעש הוא בעל ממוצע גאוסי אפס במקלט ואז, המוצא אף הוא בעל ממוצע גאוסי אפס ללא שונות, הנתון על-ידי:

  39. y(tm) 0 A b

  40. y(tm) -A A y(tm) 0

  41. y(tm) -A A שגיאה שגיאה VTransmit VReceived

  42. Q(u) dz= U

  43. גדל Perrorקטן ככל ש- לפיכך, נצטרך למקסם את יחס האות לרעש עבור מקסימום חסינות לרעש, פונקציות התמסורת של המסננים HT(f) ו- HR(f) חייבות להיבחר כך, שערך יחס האות לרעש יהיה מקסימלי

  44. חישובי עיצוב מסננים אופטימליים נבטא את יחס האות לרעש במונחים של HR(f) ו- HT(f) נתחיל עם האות: צפיפות הספק האות המשודר ה- PSD של האות נתון על-ידי:

  45. וההספק הממוצע המשודר, ST, הוא: הספק הרעש הממוצע במוצא של n0(t) נתון על-ידי:

  46. יחס האות לרעש אותו צריך למקסם הוא: או שצריך להפוך למינימום

  47. שימוש באי-שיוויון שוורץ המינימום של האגף השמאלי מתקבל כאשר: V(f) = const*W(f) אם בוחרים ב-:

  48. g2 יקבל ערך מינימלי כאשר K קבוע חיובי שרירותי למסנן חייבת להיות תגובה לפאזה ליניארית בסה"כ השהייה בזמן td

  49. לבסוף, מתקבל ערך מקסימלי של יחס האות לרעש הרצוי:

More Related