LUKU 7 TÄRKEIMPIEN ASIOIDEN KERTAUS A Tietoliikennetekniikka I Osa 30 Kari Kärkkäinen Kevät 2015

Samankaltaiset tiedostot
LUKU 6 TÄRKEIMPIEN ASIOIDEN KERTAUS

LUKU 3 TÄRKEIMPIEN ASIOIDEN KERTAUS A Tietoliikennetekniikka I Osa 23 Kari Kärkkäinen Kevät 2015

TIETOLIIKENNETEKNIIKKA I A

521357A TIETOLIIKENNETEKNIIKKA I

MULTIPLEKSOINTIMENETELMÄT FDM, TDM, CDM JA QM. Tietoliikennetekniikka I A Kari Kärkkäinen Osa 22 1 (16)

LUKU 3 ANALOGISET KANTOAALTO- JA PULSSIMODULAATIOMENETELMÄT

LUKU 3 ANALOGISET KANTOAALTO- JA PULSSIMODULAATIOMENETELMÄT A Tietoliikennetekniikka I Osa 8 Kari Kärkkäinen Kevät 2015

MULTIPLEKSOINTIMENETELMÄT FDM, TDM, CDM JA QM

SIGNAALITEORIAN KERTAUSTA OSA 2

KYNNYSILMIÖ JA SILTÄ VÄLTTYMINEN KYNNYKSEN SIIRTOA (LAAJENNUSTA) HYVÄKSI KÄYTTÄEN

JATKUVAN AWGN-KANAVAN KAPASITEETTI SHANNON-HARTLEY -LAKI

MONITILAISET TIEDONSIIRTOMENETELMÄT TÄRKEIMPIEN ASIOIDEN KERTAUS A Tietoliikennetekniikka II Osa 18 Kari Kärkkäinen Syksy 2015

LUKU 3 TÄRKEIMPIEN ASIOIDEN KERTAUS

VAIHEKOHERENTIT BINÄÄRISET KANTOAALTOMODULAATIOT JA NIIDEN VIRHETODENNÄKÖISYYDET

TAAJUUDEN SIIRTO JA SEKOITUS VÄLITAAJUUSVASTAANOTIN & SUPERHETERODYNEVASTAANOTTO

Suodatus ja näytteistys, kertaus

Radiokurssi. Modulaatiot, arkkitehtuurit, modulaattorit, ilmaisimet ja muut

DIGITAALISET PULSSIMODULAATIOT M JA PCM A Tietoliikennetekniikka I Osa 21 Kari Kärkkäinen Kevät 2015

TAAJUUDEN SIIRTO JA SEKOITUS VÄLITAAJUUSVASTAANOTIN ELI SUPERHETERODYNEVASTAANOTTO

Kapeakaistainen signaali

ELEC-C7230 Tietoliikenteen siirtomenetelmät

YKSISIVUKAISTAMODULAATIO (SSB)

ANALOGISET PULSSIMODULAATIOT PAM, PWM JA PPM

SYMBOLIVIRHETODENNÄKÖISYYDESTÄ BITTIVIRHETODENNÄKÖISYYTEEN

521330A TIETOLIIKENNETEKNIIKKA

Lähettimet ja vastaanottimet

S Elektroniset mittaukset ja elektroniikan häiriökysymykset. 2 ov

SWEPT SINE MITTAUSTEKNIIKKA (NOR121 ANALYSAATTORILLA)

83950 Tietoliikennetekniikan työkurssi Monitorointivastaanottimen perusmittaukset

nykyään käytetään esim. kaapelitelevisioverkoissa radio- ja TVohjelmien

DIGITAALISET PULSSIMODULAATIOT M JA PCM

LUKU 7 KOHINAN VAIKUTUS ANALOGISTEN MODULAATIOIDEN SUORITUSKYKYYN A Tietoliikennetekniikka I Osa 24 Kari Kärkkäinen Kevät 2015

2.2. Kulmamodulaatio

INTERFERENSSIN VAIKUTUS LINEAARISISSA MODULAATIOISSA

1 Kohina. 2 Kohinalähteet. 2.1 Raekohina. 2.2 Terminen kohina

EPÄLINEAARISET KULMAMODULAATIOT VAIHEMODULAATIO (PM) JA TAAJUUSMODULAATIO (FM)

puheen laatu kärsii koodauksesta mahdollisimman vähän. puhe pakkautuu mahdollisimman pieneen määrään bittejä.

Radioamatöörikurssi 2017

ANALOGISET PULSSIMODULAATIOT PAM, PWM JA PPM

521330A TIETOLIIKENNETEKNIIKKA KURSSI ANALOGISEN JA DIGITAALISEN TIEDONSIIRRON TEORIASTA JA TOTEUTUSMENETELMISTÄ

Ohjelmistoradio tehtävät 4. P1: Ekvalisointi ja demodulaatio. OFDM-symbolien generoiminen

BINÄÄRISET TIEDONSIIRTOMENETELMÄT TÄRKEIMPIEN ASIOIDEN KERTAUS A Tietoliikennetekniikka II Osa 11 Kari Kärkkäinen Syksy 2015

KOHINAN JA VAIHEVIRHEEN VAIKUTUS VAIHEKOHERENTEILLA JÄRJESTELMILLÄ

YKSISIVUKAISTAMODULAATIO (SSB)

Luento 5: Kantataajuusvastaanotin AWGNkanavassa I: Suodatus ja näytteistys a. Kuvaa diskreetin ajan signaaliavaruussymbolit jatkuvaan aikaan

Helsinki University of Technology

SIGNAALITEORIAN KERTAUSTA 1

Radioamatöörikurssi 2018

Dynamiikan hallinta Lähde: Zölzer. Digital audio signal processing. Wiley & Sons, Zölzer (ed.) DAFX Digital Audio Effects. Wiley & Sons, 2002.

Petri Kärhä 04/02/04. Luento 2: Kohina mittauksissa

TLT-5200 Tietoliikenneteoria Tehtäväkokoelma 1 (6)

Matalan intensiteetin hajaspektrisignaalien havaitseminen ja tunnistaminen elektronisessa sodankäynnissä

Radioamatöörikurssi 2012

A/D-muuntimia. Flash ADC

VAIHELUKKOTEKNIIKKA JA TAKAISINKYTKETYT DEMODULAATTORIT KULMAMODULAATION ILMAISUSSA

LOPPURAPORTTI Lämpötilahälytin Hans Baumgartner xxxxxxx nimi nimi

KAISTANLEVEYDEN JA TEHON KÄYTÖN KANNALTA OPTIMAALINEN MODULAATIO TRELLISKOODATTU MODULAATIO (TCM)

Lähettimet ja vastaanottimet. OH3TR:n radioamatöörikurssi

Itseoppivan radiojärjestelmän simulointijärjestelmän kehitys, CWC:n osahanke. DI Juho Markkula

1. Määritä pienin näytelauseen ehdon mukainen näytetaajuus taajuus seuraaville signaaleille:

Radioamatöörikurssi 2015

8. Muita stokastisia malleja 8.1 Epölineaariset mallit ARCH ja GARCH

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I. Datan käsittely. Jyri Lehtinen. kevät Helsingin yliopisto, Fysiikan laitos

Pekka Pussinen OH8HBG - oulu.fi

a) I f I d Eri kohinavirtakomponentit vahvistimen otossa (esim.

A B = 100, A = B = 0. D = 1.2. Ce (1.2 D. C (t D) 0, t < 0. t D. )} = Ae πjf D F{Π( t D )} = ADe πjf D sinc(df)

RADIOTIETOLIIKENNEKANAVAT

1 db Compression point

Lähettimet ja vastaanottimet

Lähettimet ja vastaanottimet. OH3NE:n radioamatöörikurssi

TIIVISTELMÄRAPORTTI (SUMMARY REPORT) MATALAN INTENSITEETIN HAJASPEKTRISIGNAALIEN HAVAITSEMINEN JA TUNNISTAMINEN ELEKTRONISESSA SODANKÄYNNISSÄ

521361A TIETOLIIKENNETEKNIIKKA II

2. kierros. 2. Lähipäivä

Käytännön radiotekniikkaa: Epälineaarinen komponentti ja signaalien siirtely taajuusalueessa (+ laboratoriotyön 2 esittely)

Flash AD-muunnin. Ominaisuudet. +nopea -> voidaan käyttää korkeataajuuksisen signaalin muuntamiseen (GHz) +yksinkertainen

Lineaarialgebra MATH.1040 / Piirianalyysiä 2

Tietoliikennesignaalit & spektri

TIIVISTELMÄRAPORTTI HAJASPEKTRISIGNAALIEN HAVAITSEMINEN ELEKTRONISESSA SO- DANKÄYNNISSÄ

Radioamatöörikurssi 2016

Valintakoe

JOHDANTO TIETOLIIKENNEJÄRJESTELMIIN

ELEKTRONISET TOIMINNOT

S Signaalit ja järjestelmät

Ennustaminen ARMA malleilla ja Kalmanin suodin

Ongelmia mittauksissa Ulkoiset häiriöt

Helsinki University of Technology

Tehtävä 4.7 Tarkastellaan hiukkasta, joka on pakotettu liikkumaan toruksen pinnalla.

A! Modulaatioiden luokittelu. Luento 4: Digitaaliset modulaatiokonstellaatiot, symbolijonolähetteet. ELEC-C7230 Tietoliikenteen siirtomenetelmät

spektri taajuus f c f c W f c f c + W

MONITIE-ETENEMISEN AIHEUTTAMA HÄIRIÖ

Modulaatio. f C. amplitudimodulaatio (AM) taajuusmodulaatio (FM)

Maximum likelihood-estimointi Alkeet

Integrointi ja sovellukset

Luento 9. Epälineaarisuus

Marko Neitola (1999) Analoginen korrelaattori WCDMA-vastaanottimessa. Diplomityö. Oulun yliopisto, Sähkötekniikan osasto, 60 s.

Signaalien datamuunnokset. Digitaalitekniikan edut

Signaalien datamuunnokset

9. Tila-avaruusmallit

Muuntavat analogisen signaalin digitaaliseksi Vertaa sisääntulevaa signaalia referenssijännitteeseen Sarja- tai rinnakkaismuotoinen Tyypilliset

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016)

Transkriptio:

1 LUKU 7 TÄRKEIMPIEN ASIOIDEN KERTAUS 51357A Tietoliikennetekniikka I Osa 30 Kari Kärkkäinen Kevät 015

Kantatajuisen järjestelmän lähdön (SNR) D = P T /(N 0 W) käytetään referenssinä verrattaessa eri kantoaaltomodulaatioita keskenään. Analyysissä oletettiin AWGN-kanava, jonka kohinan n(t) PSD = N 0 /. Kohinan esitetään signaalianalyysia varten kapeakaistaisen AWGNkohinan muodossa, jolla oli kvadratiiriset n c (t) ja n s (t)-komponentit. Kohina voidaan esittää vektorimuodossa: n(t) = r n (t)cos[ω c t + φ n (t)] Ilmaisussa ollaan kiinnostuneita SNR-arvoista esi-ilmaisusuodattimen (RF- ja IF- kaistanpäästösuodatukset yhteensä) jälkeen ennen ilmaisua ja jälki-ilmaisusuodattimen (alipäästösuodatin) jälkeen. Suuretta (SNR) D / (SNR) T sanotaan ilmaisuvahvistukseksi. DSB-järjestelmän (SNR) D = P T /(N 0 W), eli sama kuin kantataajuisella järjestelmällä. Ilmaisuvahvistus on (3 db). SSB:n ilmaisuvahvistus on 1, mutta sen suorituskyky (SNR) D = P T /(N 0 W) on kuitenkin 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). Nähdään, että (SNR) D on paljon huonompi kuin sisarmodulaatiolla DSB, koska tyypillisesti E ff < 0.1. 51357A Tietoliikennetekniikka I Osa 30 Kari Kärkkäinen Kevät 015

3 AM epälineaarisella verhokäyräilmaisimella tuottaa saman (SNR) D :n kuin koherentti ilmaisu, kun (SNR) T suuri: (SNR) D = E ff P T /N 0 W. Tuolloin A c >> r n (t), eli tomitaan kynnyksen yläpuolella. Sanoma m(t) ja kohina ovat ilmaisimen jälkeen additiivisia. Verhokäyräilmaisin toimi tällöin kuin koherentti ilmaisu. Jos (SNR) T on ilmaisimen tulossa pieni (A C << r n (t)), syntyy kynnysilmiö, jonka seurauksena signaali m(t) ja kohina esiintyvät ilmaisimen lähdössä kerrottuina. Pieni tulon (SNR) T :n pienennys pudottaa merkittävästi lähdön (SNR) D- arvoa. AM voidaan myös ilmaista epälineaarisella neliölaki-ilmaisimella, jolle voitiin johtaa (SNR) D. Havaittiin edelleen kynnysilmiön esiintyminen SNR-käyristä. Neliölaki-ilmaisin on kuitenkin alioptimaalinen menetelmä. Verhokäyräilmaisin on sitä noin 1.8 db parempi. AM-ilmaisimien paremmuusjärjestys: 1. = KI,. = VKI, 3. = NLI 51357A Tietoliikennetekniikka I Osa 30 Kari Kärkkäinen Kevät 015

4 Vaihevirheet koherentissa ilmaisukantoaallossa aiheutuvat siitä, että vaihe on estimoitava esim. PLL-piireillä kohinaisesta kanavan vääristämästä ja modulaatiota sisältävästä signaalista. Koherentissa ilmaisussa voidaan myös käyttää pilottikantoaaltoa modulaation spektrin ulkopuolella. Se on hyvä järjestely, jos useat rinnakkaisten kanavien järjestelmät voivat hyödyntää samaa pilottisignaalia. Suoritettiin yleistetyn QDSB-järjestelmän keskineliövirheanalyysi, kun oletettiin, että vaihevirhe on Gaussisesti jakautunut (σ φ << 1). DSB parempi kuin SSB ja QDSB vaihevirheiden siedon suhteen, koska kvadratuuriset kanavat eivät pääse vuotamaan toisiinsa. ε = QDSB, SSB σ + φ σ σ n m 3 4 4 ε = DSB σ + φ σ σ n m 51357A Tietoliikennetekniikka I Osa 30 Kari Kärkkäinen Kevät 015

5 Kulmamodulaation kohina vaimenee, jos lähetysamplitudia (tehoa) kasvatetaan. Ilmaisimen lähdön kohinateho on siis A C :n funktio: φ ( t) e rn ( t) A ψ ( t) = φ ( t) + c sin [ φ ( t) φ ( t) ] rn ( t) A c n sin [ φ ( t) φ ( t) ] Kohinan tehotiheysfunktio PM-ilmaisimen lähdössä on vakiofunktio ja FM-ilmaisimella paraabeli. Paraabeli aiheutuu diskriminaattorin derivaattoriominaisuudesta. PM:n (SNR) D on verrannollinen parametriin k p ja FM:n (SNR) D on verrannollinen D, eli signaalin kaistanleveyteen Carsonin kaavan B T = (D + 1)W mukaisesti. k p :n teoreettinen maksimiarvo on π (noin 10 db). D:llä ei ole ylärajaa, joten FM tuottaa oleellisesti paremman (SNR) D - suorituskyvyn. FM-modulaatiota käytetään yleisradiotoiminnassa ja monissa muissa. 1G NMT450/900 järjestelmä perustui myös siihen. n 51357A Tietoliikennetekniikka I Osa 30 Kari Kärkkäinen Kevät 015

6 Häiriökantoaallon vaimentamisesta tuttu esikorostusjälkikorostustekniikka tuottaa kohinan vallitessa yli 1 db:n parannuksen tavanomaiseen FM-ilmaisuun verrattuna. Myös kulmamodulaatioilla esiintyy kynnysilmiö. Se voidaan demonstroida helposti kohinalähteen, diskriminaattorin ja oskiloskoopin avulla. Jos modulaationindeksiä (kaistanleveyttä) kasvatetaan, pääsee FMvastaanottimeen lisää kohinaa, mikä puolestaan näkyy efektiivisesti kynnysilmiön ilmenemisen alkamisen siirtymisenä yhä suuremmille tulon (SNR) T -arvoille. Tavoitteena kuitenkin on, että kynnysilmiö alkaisi vasta pienillä tulon (SNR) T -arvoilla. Kulmamodulaatioista FM on parempi kuin PM SNR:n kannalta. Kulmamodulaatiot ovat epälineaarisia modulaatiomenetelmiä, joilla suorituskykyä voidaan parantaa sallimalla kaistanleveyden kasvu. Epälineaarisuudesta aiheutuu myös kynnysilmiö. 51357A Tietoliikennetekniikka I Osa 30 Kari Kärkkäinen Kevät 015

7 Sama kaupankäynti esiintyy PCM-koodauksessa: kvantisointitasojen lisäys aiheuttaa suuremman kaistanleveyden vaateen. 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. 51357A Tietoliikennetekniikka I Osa 30 Kari Kärkkäinen Kevät 015

8 Luvun 7 tärkeimmät kaavat (Z & T, 6. painos): 7.5, 7.6, 7.13, 7.14, 7.6, 7.7, 7.34, 7.35, 7.36, 7.38, 7.63, 7.106, 7.117, 7.118, 7.164. 51357A Tietoliikennetekniikka I Osa 30 Kari Kärkkäinen Kevät 015