ΤΕΙ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Τ.Ε.

Σχετικά έγγραφα
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ & ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

Τηλεπικοινωνίες. Ενότητα 6: Ψηφιακή Διαμόρφωση. Μιχάλας Άγγελος Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Συστήματα Επικοινωνιών ΙI

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ & ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

Δίκτυα Απευθείας Ζεύξης

Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα ΙΙ

Συστήματα Επικοινωνιών ΙI

Ψηφιακή μετάδοση στη βασική ζώνη. Baseband digital transmission

Στην παρούσα ενότητα, θα εξεταστεί η διαμόρφωση QAM 16 καταστάσεων. Εναλλακτικές τεχνικές QAM προβλέπουν 64, 128 ή 256 καταστάσεις.

Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα ΙΙ

Στην παρούσα ενότητα, θα εξεταστεί η διαμόρφωση QAM 16 καταστάσεων. Εναλλακτικές τεχνικές QAM προβλέπουν 64, 128 ή 256 καταστάσεις.

Ψηφιακή μετάδοση στη βασική ζώνη. Baseband digital transmission

Ψηφιακές Τηλεπικοινωνίες. Δισδιάστατες Κυματομορφές Σήματος

Σταθερή περιβάλλουσα (Constant Envelope)

Κεφάλαιο 7. Ψηφιακή Διαμόρφωση

Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής

«0» ---> U Volts (13.1) «1» ---> +U Volts

Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες

Μορφοποίηση και ιαµόρφωση Σηµάτων Βασικής Ζώνης

Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα ΙΙ

Μετάδοση πληροφορίας - Διαμόρφωση

Ψηφιακές Επικοινωνίες

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ

ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ. «ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ BER ΓΙΑ ΣΗΜΑΤΑ QPSK, π/8 PSK, 16QAM, 64- QAM ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ ΣΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΤΗ ΣΗΜΑΤΟΣ»

Μετάδοση πληροφορίας - Διαμόρφωση

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ & ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

ΣΤΟΧΑΣΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ & ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ 1o Τμήμα (Α - Κ): Αμφιθέατρο 4, Νέα Κτίρια ΣΗΜΜΥ Διαμόρφωση Γωνίας (Angle Modulation) - 1

ΤΕΙ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Τ.Ε.

Μάθημα Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες

Ψηφιακές Τηλεπικοινωνίες. Διαμόρφωση Παλμών κατά Πλάτος

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ

Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα ΙΙ

ΜΕΛΕΤΗ ΓΝΩΣΤΙΚΩΝΝ ΡΑΔΙΟΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ & ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

Αρχές Τηλεπικοινωνιών

Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες / Εργαστήριο

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ & ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

Μοντέλο Επικοινωνίας Δεδομένων. Επικοινωνίες Δεδομένων Μάθημα 6 ο

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ

Συστήματα Επικοινωνιών

Συστήματα Μετάδοσης Πληροφορίας Ενότητα 4: Τεχνικές διαμόρφωσης. Βλάχος Κυριάκος Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής

Συστήματα Επικοινωνιών ΙI

Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα ΙΙ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ & ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

Ψηφιακές Επικοινωνίες

Δίκτυα Υπολογιστών. Επικοινωνίες ψηφιακών δεδομένων Εισαγωγικές έννοιες. Κ. Βασιλάκης

Συστήματα Επικοινωνιών

ΦΡΟΝ ΑΣΚΗΣΕΙΣ-2 ΕΙΣΑΓ. ΣΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες

To σήμα πληροφορίας m(t) πρέπει να είναι μονοπολικό (uni-polar) ΝRZ σήμα της μορφής: 0 ---> 0 Volts (11.1) 1 ---> +U Volts

ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

Εξομοίωση Τηλεπικοινωνιακού Συστήματος Βασικής Ζώνης

11.1. Αναπαράσταση του ψηφιακού σήματος πληροφορίας m(t)

Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής

Συστήματα Επικοινωνιών ΙI

Κινητά Δίκτυα Επικοινωνιών

ΑΣΠΑΙΤΕ / Τμήμα Εκπαιδευτικών Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Εκπαιδευτικών Ηλεκτρονικών Μηχανικών

Μελέτη και Προσομοίωση n πομπού για ασύρματη πρόσβαση ΦΟΙΤΗΤΗΣ: ΛΑΖΑΡΙΔΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΕΥΣΤΑΘΙΟΥ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ

Baseband Transmission

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΩΝ

ΠΜΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ /12/ :06:34 πµ

Ψηφιακές Τηλεπικοινωνίες. Πολυδιάστατες Κυματομορφές Σήματος

ΘΕΜΑΤΑ & ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

8. ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ: ΓΕΝΙΚΗ ΘΕΩΡΗΣΗ Ορισμoί Εμπλεκόμενα σήματα

K24 Ψηφιακά Ηλεκτρονικά 6: Πολυπλέκτες/Αποπολυπλέκτες

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΕΜΠΤΟ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΑΝΑΛΟΓΙΚΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ ΣΕ ΨΗΦΙΑΚΟ

Information Theory Θεωρία της Πληροφορίας. Vasos Vassiliou

Μέρος Β - Δίκτυα. Ασκήσεις I. Ποιος ο ρόλος του πομπού και του δέκτη στο μοντέλο επικοινωνίας που α- πεικονίζεται στο σχήμα που ακολουθεί; Μ Δεδομένα

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

Συστήματα Επικοινωνιών

Μετάδοση σήματος PCM

ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΙΙ (ΨΗΦΙΑΚΑ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ) 3 η ΟΜΑΔΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

Ραδιοτηλεοπτικά Συστήματα Ενότητα 7: Κωδικοποίηση και Διαμόρφωση

Πρωτόκολλο Επικοινωνίας

Δυαδικά Αντίποδα Σήματα. Προχωρημένα Θέματα Τηλεπικοινωνιών. Πιθανότητα Σφάλματος σε AWGN Κανάλι. r s n E n. P r s P r s.

Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής

Θόρυβος και λάθη στη μετάδοση PCM

Ασκήσεις στο µάθηµα «Επισκόπηση των Τηλεπικοινωνιών»

Γιατί Διαμόρφωση; Μια κεραία για να είναι αποτελεσματική πρέπει να είναι περί το 1/10 του μήκους κύματος

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 4 ΠΑΛΜΟΚΩΔΙΚΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ - PCM (ΜΕΡΟΣ Α)

«0» ---> 0 Volts (12.1) «1» ---> +U Volts

Ασκήσεις C B (2) SNR 10log( SNR) 10log(31) 14.91dB ΑΣΚΗΣΗ 1

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ

Φυσικό Επίπεδο Σήµατα & Κωδικοποίηση. Ενότητα Β

Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα ΙΙ

ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Τ.Ε ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕ ΘΕΜΑ

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ

Εισαγωγή στο AC Συμβουλές και Λύσεις Υλοποίησης Ασύρματων Δικτύων στο RouterOS v6 MUM 2015 GREECE. Ελευθέριος Λιοδάκης

Είδη ψηφιακής συνδρομητικής τεχνολογίας η οποία παρέχει πρόσβαση υψηλής ταχύτητας στο διαδίκτυο Μέσο: Κοινές τηλεφωνικές γραμμές

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ

ΠΛΗ21 Κεφάλαιο 2. ΠΛΗ21 Ψηφιακά Συστήματα: Τόμος Α Κεφάλαιο: 2 Δυαδική Κωδικοποίηση

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ

Συστήματα Επικοινωνιών

Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα Ι

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ

ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΟΠΤΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΚΑΙ ΟΠΤΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 1 από 22. ιαµόρφωση φέροντος. Αποδιαµόρφωση

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (1 η σειρά διαφανειών)

Transcript:

ΤΕΙ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Τ.Ε. ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ι 5 Ο ΕΞΑΜΗΝΟ ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Δρ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΜΠΟΖΑΝΤΖΗΣ

ΨΗΦΙΑΚΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΒΑΣΙΚΗΣ ΖΩΝΗΣ Τα είδη ψηφιακής διαμόρφωσης βασικής ζώνης που θα παρουσιαστούν είναι: 1. Μονοπολική (unipolar) κωδικοποίηση 2. Πολική (polar) κωδικοποίηση 3. Διπολική (bipolar) κωδικοποίηση

Μονοπολική Κωδικοποίηση (Unipolar Encoding) Tο bit 0 αναπαρίσταται με τάση 0V και το bit 1 με τάση +A V. Ενδεχόμενα προβλήματα: (α) η μη ύπαρξη τάσης για την περίπτωση του ψηφίου 0 και (β) η έλλειψη συγχρονισμού όταν προκύψει μία ακολουθία πολλών ομοίων ψηφίων. Αmplitude (V) A 0 1 0 0 1 1 1 0 0 time (sec)

Πολική Κωδικοποίηση με μη επιστροφή στο μηδέν (Polar Encoding Non Return to Zero, NRZ) 1 η εκδοχή: NRZ-L Tο bit 0 αναπαρίσταται με τάση -ΑV και το bit 1 με τάση +A V. Αmplitude (V) A 0 1 0 0 1 1 1 0 0 time (sec) -Α

Πολική Κωδικοποίηση με μη επιστροφή στο μηδέν (Polar Encoding Non Return to Zero, NRZ) 2 η εκδοχή: NRZ-I Tο bit 0 αναπαρίσταται με διατήρηση της πολικότητας και το bit 1 με αλλαγή της πολικότητας από +AV σε AV ή αντίστροφα. Θεωρούμε αρχική τιμή του πλάτους ίση με +AV. Αmplitude (V) A 0 1 0 0 1 1 1 0 0 time (sec) -Α

Πολική Κωδικοποίηση με επιστροφή στο μηδέν (Polar Encoding Return to Zero, RZ) Tο bit 0 αναπαρίσταται με τάση -ΑV και το bit 1 με τάση +A V. Στο μισό του διαστήματος που αναλογεί στο εκάστοτε ψηφίο, η τάση επιστρέφει από +ΑV ή ΑV στο 0 V Αmplitude (V) A 0 1 0 0 1 1 1 0 0 time (sec) -Α

Πολική Κωδικοποίηση - Διφασική(Polar Encoding Biphase) 1 η εκδοχή: Manchester Encoding Tο bit 0 αναπαρίσταται με μετάβαση από +ΑV σε ΑV και το bit 1 αναπαρίσταται με μετάβαση από -ΑV σε +ΑV. Αmplitude (V) A 0 1 0 0 1 1 1 0 0 time (sec) -Α

Πολική Κωδικοποίηση - Διφασική(Polar Encoding Biphase) 2 η εκδοχή: Differential Manchester Encoding Tο bit 0 αναπαρίσταται με αντιστροφή πολικότητας στην αρχή του χρονικού διαστήματος που αντιστοιχεί στο ψηφίο και το bit 1 αναπαρίσταται με διατήρηση πολικότητας. Στο μέσο του διαστήματος συμβαίνει αντιστροφή πολικότητας για κάθε ψηφίο ( 0 ή 1 ) για λόγους συγχρονισμού. Αmplitude (V) -Α A 0 1 0 0 1 1 1 0 0 time (sec)

Διπολική Κωδικοποίηση (Bipolar Encoding) 1 η εκδοχή: ALTERNATE MARK INVERSION (AMI) Tο bit 0 αναπαρίσταται με τάση 0V και το bit 1 εναλλάξ με τάση +A V ή A V. Την πρώτη φορά το bit 1 αναπαρίσταται με τάση +A V. Αmplitude (V) A 0 1 0 0 1 1 1 0 0 time (sec) -A

Διπολική Κωδικοποίηση (Bipolar Encoding) 2 η εκδοχή: Bipolar 8-Zero Substitution (B8ZS) Ισχύει ο κανόνας της διπολικής ΑΜΙ. Αν προκύψει ακολουθία ψηφίων οκτώ 0 και άνω, τότε η ακολουθία +00000000 αναπαρίσταται ως +000+-0-+ ενώ η ακολουθία ψηφίων -00000000 αναπαρίσταται ως -000-+0+-. Αmplitude (V) A 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 time (sec) -A

3 η εκδοχή: High Density Bipolar 3 (HDB3) Ισχύει ο κανόνας της διπολικής ΑΜΙ. Διπολική Κωδικοποίηση (Bipolar Encoding) (1) Αν προκύψει ακολουθία ψηφίων 4 0 και άνω και ο αριθμός των 1 είναι περιττός τότε η ακολουθία +0000 αναπαρίσταται ως +000+ ενώ η ακολουθία ψηφίων -0000 αναπαρίσταται ως - 000-. (2) Αν προκύψει ακολουθία ψηφίων 4 0 και άνω και ο αριθμός των 1 είναι άρτιος τότε η ακολουθία +0000 αναπαρίσταται ως +-00- ενώ η ακολουθία ψηφίων -0000 αναπαρίσταται ως -+00+. Αmplitude (V) A 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 time (sec) -A

ΨΗΦΙΑΚΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΕΥΡΕΙΑΣ ΖΩΝΗΣ Τα είδη ψηφιακής διαμόρφωσης βασικής ζώνης που θα παρουσιαστούν είναι: 1. Διαμόρφωση μετατόπισης πλάτους (Amplitude Shift Keying ASK) 2. Διαμόρφωση μετατόπισης συχνότητας (Frequency Shift Keying FSK) 3. Διαμόρφωση μετατόπισης φάσης (Phase Shift Keying PSK) 4. Διαμόρφωση πλάτους με ορθογωνισμό φάσης (Quadrature Amplitude Modulation QAM) Για όλες τις ψηφιακές διαμορφώσεις, η σχέση μεταξύ ρυθμού μετάδοσης ψηφίων (R) και ρυθμού μετάδοσης συμβόλων (N baud ) είναι: R=N baud log 2 M όπου Μ είναι το πλήθος των συμβόλων της ψηφιακής διαμόρφωσης.

Διαμόρφωση μετατόπισης πλάτους (Amplitude Shift Keying ASK) Κάθε ψηφίο, «0» ή «1», αντιστοιχεί σε ένα σύμβολο διαφορετικού πλάτους Η συχνότητα φέροντος f c και η αρχική φάση του διαμορφωμένου σήματος παραμένουν σταθερά Προφανώς υπάρχουν 2 διαφορετικά σύμβολα, συγκεκριμένου και σταθερού πλάτους το καθένα, A c0 και A c1, τα οποία αντιστοιχίζονται στο «0» και στο «1» αντίστοιχα Η ASK είναι ευάλωτη σε φαινόμενα θορύβου, επειδή ο θόρυβος επηρεάζει περισσότερο το πλάτος ενός συμβόλου παρά την συχνότητα ή την αρχική του φάση. Δημοφιλής τεχνική ASK είναι η τεχνική On-Off-Keying (OOK), όπου το bit «0» αντιστοιχίζεται σε ένα σύμβολο μηδενικού πλάτους, για λόγους εξοικονόμησης ενέργειας. Amplitude (V) 0 1 0 0 time(sec) Σύμβολο s 0 για το «0» Σύμβολο s 1 για το «1» Σύμβολο s 0 για το «0»

Διαμόρφωση μετατόπισης πλάτους (Amplitude Shift Keying ASK) Τα σύμβολα είναι: s 0 = A c0 sin(2πf c t) KAI s 1 = A c1 sin(2πf c t), A c1 > A c0 N baud = R B=(1+d)N baud B: εύρος ζώνης d: Παράγοντας διαμόρφωσης (ελάχιστη τιμή το 0) N baud : Ρυθμός μετάδοσης συμβόλων (baud/sec) R: Ρυθμός μετάδοσης ψηφίων (bits/sec ή bps) Amplitude frequency f c B 2 f c f c B 2

Διαμόρφωση μετατόπισης πλάτους (Amplitude Shift Keying ASK) Παράδειγμα 1 Βρείτε το εύρος ζώνης για ζεύξη που χρησιμοποιεί ASK διαμόρφωση και είναι ημιαμφίδρομη. Ο ρυθμός μετάδοσης είναι R=1Mbps. Ο παράγοντας d=0.4. Λύση: N baud =R => N baud =1 Μbaud/sec. Β=(1+d) N baud =1.4 MHz Παράδειγμα 2 Βρείτε τον ρυθμό μετάδοσης και την συχνότητα φέροντος ανά κατεύθυνση σε πλήρως αμφίδρομη ζεύξη με ASK και συνολικό εύρος ζώνης Β=8.4 MHz (2.6 MHz 11MHz). Ο παράγοντας d=0.4. Λύση: Ανά κατεύθυνση: Β=4.2 MHz. Β=(1+d) N baud => N baud =B/(1+d) => N baud =4.2/(1+0.4) Mbaud/sec => => N baud =3 Mbaud/sec Άρα: R = 3Mbps (ρυθμός μετάδοσης ανά κατεύθυνση) 1 η κατεύθυνση: B=4.2 ΜHz (2.6 MHz 6.8 MHz), άρα f c,forward = 2 η κατεύθυνση: B=4.2 ΜHz (6.8 MHz 11 MHz), άρα f c,backward = 6.8 MHz+2.6 MHz 2 6.8 MHz+11 MHz 2 = 4.7 MHz = 8.9 MHz

Διαμόρφωση μετατόπισης συχνότητας (Frequency Shift Keying FSK) Κάθε ψηφίο, «0» ή «1», αντιστοιχεί σε ένα σύμβολο διαφορετικής συχνότητας Το πλάτος A c και η αρχική φάση του διαμορφωμένου σήματος παραμένουν σταθερά Προφανώς υπάρχουν 2 διαφορετικά σύμβολα, συγκεκριμένης και σταθερής συχνότητας το καθένα, f c0 και f c1, τα οποία αντιστοιχίζονται στο «0» και στο «1» αντίστοιχα f c0 : Συχνότητα φέροντος συμβόλου για το «0» f c1 : Συχνότητα φέροντος συμβόλου για το «1» Amplitude (V) 0 1 0 time(sec) Σύμβολο s 0 για το «0» Σύμβολο s 1 για το «1» Σύμβολο s 0 για το «0»

Διαμόρφωση μετατόπισης συχνότητας (Frequency Shift Keying FSK) Τα σύμβολα είναι: s 0 = A c sin(2πf c0 t) KAI s 1 = A c sin(2πf c1 t), f c1 > f c0 N baud = R B=(f c1 -f c0 ) + N baud B: εύρος ζώνης N baud : Ρυθμός μετάδοσης συμβόλων (baud/sec) R: Ρυθμός μετάδοσης ψηφίων (bits/sec ή bps) Amplitude 0 frequency f c0 N baud 2 f c0 f c1 f c1 + N baud 2

Διαμόρφωση μετατόπισης συχνότητας (Frequency Shift Keying FSK) Παράδειγμα 1 Βρείτε το εύρος ζώνης για ζεύξη που χρησιμοποιεί FSK διαμόρφωση και είναι ημιαμφίδρομη. Ο ρυθμός μετάδοσης είναι R=1Mbps. Οι συχνότητες φέροντος είναι f c0 =2 ΜHz και f c1 =5 MHz. Λύση: N baud =R => N baud =1Mbaud/sec B = N baud +(f c1 -f c0 ) => B=4 MHz Παράδειγμα 2 Βρείτε τον ρυθμό μετάδοσης και τις συχνότητες φέροντος f c0 και f c1 ανά κατεύθυνση σε πλήρως αμφίδρομη ζεύξη με FSK και συνολικό εύρος ζώνης Β=8.4 MHz (2.6 MHz 11MHz). Η διαφορά των συχνοτήτων φέροντος είναι 2 MHz. Λύση: Ανά κατεύθυνση: Β=4.2 MHz. B=(f c1 -f c0 ) + N baud => N baud =2.2 Mbaud/sec. Άρα: R = 2.2 Mbps (ρυθμός μετάδοσης ανά κατεύθυνση) 1 η κατεύθυνση: B=4.2 ΜHz (2.6 MHz 6.8 MHz), άρα f c0,forward = 2.6 MHz + 2.2/2 MHz=3.7 MHz και f c1,forward = 6.8 MHz 2.2/2 MHz=5.7 MHz 2 η κατεύθυνση: B=4.2 ΜHz (6.8 MHz 11 MHz), άρα f c0,backward = 6.8 MHz + 2.2/2 MHz=7.9 MHz και f c1,backward = 11 MHz 2.2/2 MHz=9.9 MHz

Διαμόρφωση μετατόπισης φάσης (Phase Shift Keying PSK) Κάθε ψηφίο, «0» ή «1», αντιστοιχεί σε ένα σύμβολο διαφορετικής αρχικής φάσης Το πλάτος A c και η συχνότητα f c του διαμορφωμένου σήματος παραμένουν σταθερά Για όλες τις PSK διαμορφώσεις ισχύει: B=(1+d)N baud B: εύρος ζώνης d: Παράγοντας διαμόρφωσης (ελάχιστη τιμή το 0) (i) Δυαδική διαμόρφωση μετατόπισης φάσης Binary Phase Shift Keying (BPSK) 0: Αρχική φάση συμβόλου για το «0» π: Αρχική φάση συμβόλου για το «1» N baud = R [N baud : Ρυθμός μετάδοσης συμβόλων (baud/sec) - R: Ρυθμός μετάδοσης ψηφίων (bits/sec ή bps)] Amplitude (V) 0 1 0 time(sec) Σύμβολο s 0 για το «0» Σύμβολο s 1 για το «1» Σύμβολο s 0 για το «0»

Διαμόρφωση μετατόπισης φάσης (Phase Shift Keying PSK) Το διάγραμμα αστερισμού (constellation diagram) δείχνει τον τρόπο ανάθεσης δυαδικών λέξεων σε σύμβολα και την θέση των συμβόλων στο μιγαδικό επίπεδο Ο πίνακας ανάθεσης δείχνει τον τρόπο ανάθεσης δυαδικών λέξεων σε σύμβολα Im(s) s 1 s 0 1 0 0 Re(s) ΔΥΑΔΙΚΗ ΛΕΞΗ ΣΥΜΒΟΛΟ ΑΡΧΙΚΗ ΦΑΣΗ ΣΥΜΒΟΛΟΥ 0 s 0 0 1 s 1 π ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΑΣΤΕΡΙΣΜΟΥ (ακτίνα κύκλου=a c ) Τα σύμβολα έχουν την μορφή: s 0 = A c sin(2πf c t) KAI s 1 = A c sin(2πf c t + π) ΠΙΝΑΚΑΣ ΑΝΑΘΕΣΗΣ

Διαμόρφωση μετατόπισης φάσης (Phase Shift Keying PSK) (ii) Ορθογωνική διαμόρφωση μετατόπισης φάσης Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) Το διάγραμμα αστερισμού (constellation diagram) δείχνει τον τρόπο ανάθεσης δυαδικών λέξεων σε σύμβολα και την θέση των συμβόλων στο μιγαδικό επίπεδο Ο πίνακας ανάθεσης δείχνει τον τρόπο ανάθεσης δυαδικών λέξεων σε σύμβολα Im(s) ΔΥΑΔΙΚΗ ΛΕΞΗ ΣΥΜΒΟΛΟ ΑΡΧΙΚΗ ΦΑΣΗ ΣΥΜΒΟΛΟΥ s 1 00 s 0 0 01 01 s 1 π/2 10 s s 2 s 2 π 0 10 0 00 Re(s) 11 s 3 3π/2 ΠΙΝΑΚΑΣ ΑΝΑΘΕΣΗΣ s 3 11 Τα σύμβολα έχουν την μορφή: s 0 = A c sin(2πf c t) s 1 = A c sin(2πf c t + π/2) s 2 = A c sin(2πf c t + π) s 3 = A c sin(2πf c t + 3π/2) ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΑΣΤΕΡΙΣΜΟΥ (ακτίνα κύκλου=a c ) R = log 2 4 N baud => R = 2 N baud [N baud : Ρυθμός μετάδοσης συμβόλων (baud/sec) - R: Ρυθμός μετάδοσης ψηφίων (bits/sec ή bps)]

Διαμόρφωση μετατόπισης φάσης (Phase Shift Keying PSK) (iii) Διαμόρφωση μετατόπισης φάσης 8-PSK Το διάγραμμα αστερισμού (constellation diagram) δείχνει τον τρόπο ανάθεσης δυαδικών λέξεων σε σύμβολα και την θέση των συμβόλων στο μιγαδικό επίπεδο Ο πίνακας ανάθεσης δείχνει τον τρόπο ανάθεσης δυαδικών λέξεων σε σύμβολα Im(s) ΔΥΑΔΙΚΗ ΛΕΞΗ ΣΥΜΒΟΛΟ ΑΡΧΙΚΗ ΦΑΣΗ ΣΥΜΒΟΛΟΥ s 2 010 011 s 3 s 1 001 100 s 4 0 s 0 000 Re(s) 101 s 5 s 7 111 110 s 6 ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΑΣΤΕΡΙΣΜΟΥ (ακτίνα κύκλου=a c ) 000 s 0 0 001 s 1 π/4 010 s 2 π/2 011 s 3 3π/4 100 s 4 π 101 s 5 5π/4 110 s 6 3π/2 111 s 7 7π/4 ΠΙΝΑΚΑΣ ΑΝΑΘΕΣΗΣ R = log 2 8 N baud => R = 3 N baud [N baud : Ρυθμός μετάδοσης συμβόλων (baud/sec) - R: Ρυθμός μετάδοσης ψηφίων (bits/sec ή bps)]

Διαμόρφωση μετατόπισης φάσης (Phase Shift Keying PSK) Τα σύμβολα της 8-PSK θα έχουν την μορφή: s 0 = A c sin 2πf c t s 1 = A c sin(2πf c t + π/4) s 2 = A c sin 2πf c t + π/2 s 3 = A c sin(2πf c t + 3π/4) s 4 = A c sin 2πf c t + π s 5 = A c sin(2πf c t + 5π/4) s 6 = A c sin 2πf c t + 3π/2 s 7 = A c sin(2πf c t + 7π/4) (iv) Γενική Περίπτωση: M-ary PSK Στην γενική περίπτωση, τα σύμβολα τοποθετούνται πάνω σε κύκλο με ακτίνα A c και με διαφορά φάσης μεταξύ τους ίση με 2π/Μ. Τα σύμβολα θα έχουν την μορφή: s k = A c sin(2πf c t + 2kπ/M), k=0,1,2,,m-1 Σε κάθε σύμβολο θα πρέπει να ανατεθεί ΜΟΝΟΣΗΜΑΝΤΑ μία δυαδική λέξη μήκους log 2 Μ bits. Η σχέση ρυθμού μετάδοσης ψηφίων και ρυθμού μετάδοσης συμβόλων θα είναι: R = log 2 Μ N baud

Διαμόρφωση μετατόπισης φάσης (Phase Shift Keying PSK) Παράδειγμα 1 Έστω σύστημα ημιαμφίδρομο, που υλοποιεί 32-PSK με ρυθμό μετάδοσης ψηφίων R=160Μbps. Να βρεθεί το εύρος ζώνης B. Δίνεται d=0.4. Λύση: R = log 2 Μ N baud => N baud =160/log 2 32 Μbaud/sec => N baud =32 Μbaud/sec B=(1+d) N baud => B=44,8 MHz Παράδειγμα 2 Έστω σύστημα πλήρως αμφίδρομο (full-duplex), που υλοποιεί 16-PSK έχει συνολικό εύρος ζώνης B=28 MHz. Να βρεθεί ρυθμός μετάδοσης ψηφίων και ρυθμός μετάδοσης συμβόλων ανά κατεύθυνση. Δίνεται d=0.4. Λύση: ΑΝΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ B=(1+d) N baud => N baud =B/(1+d) => N baud =14/1.4 Mbaud/sec =>N baud =10 Mbaud/sec R = log 2 Μ N baud => R = log 2 16 10Mbps => R=40 Mbps

Διαμόρφωση πλάτους με ορθογωνισμό φάσης (Quadrature Amplitude Modulation QAM) (i) Παράδειγμα κυκλικής QAM Διαμορφώνεται και το πλάτος και η φάση του διαμορφωμένου σήματος Το παρακάτω είναι ένα παράδειγμα κυκλικής 16-QAM Είναι συνδυασμός ASK και PSK Tα 8 σύμβολα τοποθετούνται σε ένα εσωτερικό κύκλο ακτίνας ίση με πλάτος A c1 και έχουν διαφορά φάσης 2π/8=π/4 Tα άλλα 8 σύμβολα τοποθετούνται σε ένα εξωτερικό κύκλο ακτίνας ίση με πλάτος A c2 και έχουν διαφορά φάσης 2π/8=π/4 Im(s) 0 Re(s)

Διαμόρφωση πλάτους με ορθογωνισμό φάσης (Quadrature Amplitude Modulation QAM) (i) Παράδειγμα κυκλικής QAM (συνέχεια) Τα 8 σύμβολα του εσωτερικού κύκλου θα έχουν την μορφή: s k = A c1 sin(2πf c t + 2kπ/8), k=0,1,2,,7 Τα 8 σύμβολα του εξωτερικού κύκλου θα έχουν την μορφή: s k = A c2 sin(2πf c t + 2kπ/8), k=0,1,2,,7 Σε κάθε σύμβολο θα πρέπει να ανατεθεί ΜΟΝΟΣΗΜΑΝΤΑ μία δυαδική λέξη μήκους log 2 Μ bits. Η σχέση ρυθμού μετάδοσης ψηφίων και ρυθμού μετάδοσης συμβόλων θα είναι: R = log 2 16 N baud = 4 N baud

Διαμόρφωση πλάτους με ορθογωνισμό φάσης (Quadrature Amplitude Modulation QAM) (i) Παράδειγμα τετραγωνικής QAM Διαμορφώνεται και το πλάτος και η φάση του διαμορφωμένου σήματος Το παρακάτω είναι ένα παράδειγμα τετραγωνικής 16-QAM Είναι συνδυασμός ASK και PSK Tα 8 σύμβολα τοποθετούνται σε ένα εσωτερικό τετράγωνο πλευράς ίση με πλάτος 2A c1 Tα άλλα 8 σύμβολα τοποθετούνται σε ένα εξωτερικό τετράγωνο πλευράς ίση με πλάτος 2A c2 Im(s) 0 Re(s)

Διαμόρφωση πλάτους με ορθογωνισμό φάσης (Quadrature Amplitude Modulation QAM) (i) Παράδειγμα τετραγωνικής QAM (συνέχεια) Τα 4 σύμβολα στα μέσα των πλευρών του εσωτερικού κύκλου θα έχουν την μορφή: s k = A c1 sin(2πf c t + 2kπ/4), k=0,2,4,6 Τα 4 σύμβολα στις κορυφές των πλευρών του εσωτερικού κύκλου θα έχουν την μορφή: s k = 2A c1 sin(2πf c t + 2kπ/4), k=1,3,5,7 Τα 4 σύμβολα στα μέσα των πλευρών του εξωτερικού κύκλου θα έχουν την μορφή: s k = A c2 sin(2πf c t + 2kπ/4), k=8,10,12,14 Τα 4 σύμβολα στις κορυφές των πλευρών του εξωτερικού κύκλου θα έχουν την μορφή: s k = 2A c2 sin(2πf c t + 2kπ/4), k=9,11,13,15 Σε κάθε σύμβολο θα πρέπει να ανατεθεί ΜΟΝΟΣΗΜΑΝΤΑ μία δυαδική λέξη μήκους log 2 Μ bits. Η σχέση ρυθμού μετάδοσης ψηφίων και ρυθμού μετάδοσης συμβόλων θα είναι: R = log 2 16 N baud = 4 N baud