LUKU 6 TÄRKEIMPIEN ASIOIDEN KERTAUS

Transkriptio

1 LUKU 6 TÄRKEIMPIEN ASIOIDEN KERTAUS 1 (8)

2 Kantatajuisen järjestelmän lähdön (SNR) D = P T /N 0 W käytetään referenssinä verrattaessa eri kantoaaltomodulaatioita keskenään. Analyysissä oletettiin AWGN-kanava, jonka PSD = N 0 /2. Ilmaisussa ollaan kiinnostuneita SNR-arvoista esiilmaisusuodattimen (RF- ja IF-suodatukset yhteensä) jälkeen ennen ilmaisua, ja jälki-ilmaisusuodattimen jälkeen. Suuretta (SNR) D / (SNR) T sanotaan ilmaisuvahvistukseksi. DSB-järjestelmän (SNR) D = P T /N 0 W, eli sama kuin kantataajuisella järjestelmällä. Ilmaisuvahvistus on 2 (3 db). SSB:n ilmaisuvahvistus on 1, mutta sen suorituskyky on ekvivalenttinen kantataajuisen järjestelmän ja DSB:n kanssa, koska DSB:hen verrattuna sisään tulee puolta vähemmän kohinaa. Lineaarisella koherentilla AM-ilmaisulla: (SNR) D =E ff P T /N 0 W AM epälineaarisella verhokäyräilmaisimella tuottaa saman (SNR) D :n kuin koherentti ilmaisu, kun (SNR) T suuri (A C >> r n (t)). Sanoma m(t) ja kohina ovat ilmaisimen jälkeen additiivisia. Verhokäyräilmaisin toimi tällöin kuin koherentti ilmaisu. 2 (8)

3 Jos (SNR) T on ilmaisimen tulossa pieni (A C << r n (t)), syntyy kynnysilmiö, jonka seurauksena signaali m(t) ja kohina esiintyvät ilmaisimen lähdössä kerrottuna. Pieni tulon (SNR) T :n pienennys pudottaa merkittävästi lähdön SNR-arvoa. AM voidaan myös ilmaista epälineaarisella neliölaki-ilmaisimella, jolle voitiin johtaa (SNR) D (VKI:lle ei johdettu analyysin vaikeuden vuoksi). Havaittiin edelleen kynnysilmiön esiintyminen SNR-käyristä. Neliölaki-ilmaisin on kuitenkin alioptimaalinen menetelmä. Verhokäyräilmaisin on sitä noin 2 db parempi. Vaihevirheet koherentissa ilmaisukantoaallossa aiheutuvat siitä, että vaihe on estimoitava esim. PLL-piireillä kohinaisesta kanavan vääristämästä signaalista. Koherentissa ilmaisussa voidaan myös käyttää pilottikantoaaltoa. Suoritettiin yleisen QDSB-järjestelmän keskineliövirheanalyysi (oletettiin, että vaihevirhe on Gaussisesti jakautunut). DSB parempi kuin SSB ja QDSB vaihevirheiden siedon suhteen, koska kvadratuuriset kanavat eivät pääse vuotamaan toisiinsa. 3 (8)

4 Kulmamodulaation kohina vaimenee, jos lähetysamplitudia (tehoa) kasvatetaan. Ilmaisimen lähdön kohinateho on siis A C :n funktio! Kohinan tehotiheysfunktio PM-ilmaisimen lähdössä on vakiofunktio ja FM-ilmaisimella paraabeli. Paraabeli aiheutuu diskriminaattorin derivaattoriominaisuudesta. PM:n (SNR) D on verrannollinen arvoon k p2 ja FM:n (SNR) D on verrannollinen D 2 (ts. signaalin kaistanleveyteen Carsonin kaavan mukaisesti). k p2 :n teoreettinen maksimiarvo on π 2 (noin 10 db). D:llä ei ole ylärajaa, joten FM tuottaa oleellisesti paremman (SNR) D - suorituskyvyn. FM-modulaatiota käytetään yleisradiotoiminnassa. Myös NMT450/900 järjestelmät perustuivat siihen. Häiriökantoaallon vaimentamisesta tuttu esikorostusjälkikorostustekniikka tuottaa kohinan vallitessa noin 10 db:n parannuksen tavanomaiseen FM-ilmaisuun verrattuna. Myös kulmamodulaatioilla esiintyy kynnysilmiö. Se voidaan demonstroida helposti kohinalähteen, diskriminaattorin ja oskiloskoopin avulla. 4 (8)

5 Jos modulaationindeksiä (kaistanleveyttä) kasvatetaan, pääsee FMvastaanottimeen lisää kohinaa, mikä puolestaan näkyy efektiivisesti kynnyksen ilmenemisen alkamisen siirtymisenä yhä suuremmille (SNR) T -arvoille (tavoitteena tietenkin on, että kynnysilmiö alkaisi vasta pienillä (SNR) T -arvoilla). Kynnysilmiön alkamisen paikkaa (SNR) T -akselilla voidaan siirtää joko taajuuskompressiivisella takaisinkytketyllä silmukalla tai PLLtekniikalla. PLL:n siirroshyöty on noin 2 3 db. Kulmamodulaatioista FM on parempi kuin PM SNR:n kannalta. Kulmamodulaatiot ovat epälineaarisia modulaatiomenetelmiä, joten niiden suorituskykyä voidaan parantaa sallimalla kaistanleveyden kasvu. Epälineaarisuudesta aiheutuu myös kynnysilmiö. Sama kaupankäynti esiintyy PCM-koodauksessa (kvantisointitasojen lisäys). PCM-tekniikassa käytetään aina kompandointitekniikkaa pienten näytearvojen kohottamiseksi kvantisointiportaikolla. Eri modulaatioiden tärkeimmät parametrit on vedetty yhteen seuraavassa taulukossa. Kaistan ja SNR:n välinen kytkentä on selvä. 5 (8)

6 Analogisten modulaatioiden SNR ja kaistanleveys -vertailu 6 (8)

7 Luvun 6 tärkeimmät kaavat: 6.4, 6.5, 6.12, 6.13, 6.23, 6.24, 6.31, 6.32, 6.33, 6.35, 6.124, 6.127, 6.128, 6.134, Erinomaista radiotekniikkaan liittyvää materiaalia verkosta, jos haluaa laajentaa tietämystään tietoliikenneteoriasta enemmän radiotekniikan suuntaan: (8)

8 THE END Huh lopultakin! 8 (8)