MODULACJE Z ROZPROSZONYM WIDMEM

Prezentacja na temat: "MODULACJE Z ROZPROSZONYM WIDMEM"— Zapis prezentacji:

1 MODULACJE Z ROZPROSZONYM WIDMEM
zależy nam na tym, aby pasmo zajmowane przez sygnał było bardzo szerokie (?)… … bo prowadzi to do pewnych zalet transmisji

2 Przepustowość kanału telekomunikacyjnego
- maksymalna szybkość transmisji informacji (w bitach na sekundę), przy założonej jakości połączenia stosunek mocy sygnału do mocy szumów i zakłóceń (w kanale) przepustowość, bit/s szerokość pasma kanału, Hz przepustowość jest jednoznacznie określona przy danych parametrach kanału

3 zagadnienie można “odwrócić”- założyć wymaganą przepustowość
i poszukiwać parametrów kanału telekomunikacyjnego Szerokość pasma zapewniająca uzyskanie założonej przepustowości

4 jeżeli jeżeli

5 im bardziej szumy dominują nad sygnałem,
ostatecznie im bardziej szumy dominują nad sygnałem, tym szersze pasmo musi zajmować sygnał, aby mógł być odebrany poprawnie nawet w takim przypadku istnieje możliwość odbioru sygnału Dla Ct = 1kb/s potrzeba pasma ok. 70 kHz

6 Jeżeli uda się odpowiednio rozszerzyć pasmo sygnału,
możliwe będzie jego przesłanie i następnie odebranie (z założoną jakością), nawet w obecności silnych szumów jak rozszerzyć pasmo sygnału ? należy zastosować modulację szerokopasmową - taką, w której sygnał zmodulowany zajmuje znacznie szersze pasmo częstotliwości niż sygnał modulujący znanymi przykładami takich modulacji jest FM i PCM i, jak wiadomo, te modulacje cechują się znaczną odpornością na szumy

7 jak jeszcze bardziej rozszerzyć pasmo sygnału np. 1000-krotnie?
trzeba się uciec do innych metod... np. mnożenie przez specjalnie dobrany przebieg...

8 sposobem powiększenia szerokości zajmowanego pasma
jest przemnożenie sygnału przez przebieg okresowy zawierający dużo harmonicznych

9 najwięcej częstotliwości składowych („harmonicznych”),
i to o stałej amplitudzie, zawiera przebieg szumowy… …ale nie można go generować w sposób powtarzalny dużo składowych zawierają przebiegi pseudolosowe, podobne do szumu, jednak ściśle zdeterminowane i możliwe do odtwarzania przykład przebiegu pseudolosowego o okresie 31 bitów

10 Jednokrotne pomnożenie sygnału przez ciąg pseudolosowy
pomnożeniu ciąg pseudolosowy po powtórnym pomnożeniu Jednokrotne pomnożenie sygnału przez ciąg pseudolosowy poszerza pasmo (rozprasza widmo), dwukrotne pomnożenie ponownie je zwęża (skupia)

11 uzyskiwanie ciągów pseudolosowych
układ do wytwarzania kodu 1023-bitowego

12 Idea łączności z rozpraszaniem widma sygnału
te same (zsynchronizowane!) ciągi sygnał o widmie skupionym sygnał o widmie skupionym sygnał o widmie rozproszonym zakłócenie zakłócenie rozproszone

13 przykład ciągu pseudolosowego o długości 1023 bitów
(zawiera on 512 „jedynek” i 511 „zer”)

14 Ten sam ciąg zapisany za pomocą 0 i 1

15 dlaczego ciągi pseudolosowe są „lepsze” od np. fali prostokątnej ?
odbiór sygnału jest możliwy tylko wtedy, gdy: - w odbiorniku stosuje się ciąg pseudolosowy o takiej samej długości co w nadajniku, - ciąg ten ma taki sam rozkład bitów 0 i 1 - ciąg ten jest zsynchronizowany z ciągiem w nadajniku (z uwzględnieniem czasu przejścia sygnału) efekt braku synchronizacji rozproszony sygnał odebrany odtworzony ciąg pseudolosowy ale przesunięty o 1 bit efekt przemnożenia sygnału rozproszonego przez przesunięty ciąg

16 odporność na szumy i zakłócenia możliwość odbioru “podszumowego”
Co się uzyskuje? odporność na szumy i zakłócenia możliwość odbioru “podszumowego” zakłócenie rozproszone zakłócenie sygnał przychodzący sygnał przetworzony

17 utajnianie transmisji
- w odbiorniku potrzebny jest dokładnie taki sam kod co w nadajniku różnych kodów o tej samej długości może być np. kilka tysięcy sygnał oryginalny ciąg pseudolosowy po pomnożeniu – nie widać różnicy ? kod musi być zsynchronizowany!

18 Dobra i zła synchronizacja kodów w nadajniku i odbiorniku
dobra synchronizacja kody przesuniete o pół bita kody przesunięte o 1 bit

19 możliwość zwielokrotnienia tego samego kanału częstotliwościowego

20 Metody rozpraszania (i skupiania) widma
Direct Sequence Spread Spectrum np. FSK, QAM,…

21 Frequency Hopping Spread Spectrum
FHSS - slow FHSS - fast Bluetooth

22 Tb czas trwania 1 bitu Tc czas trwania 1 „chipu” liczba całkowita = zysk przetwarzania = współczynnik poszerzenia pasma szerokość najwęższego impulsu określa szerokość pasma

23 większa szerokość pasma = mniejsze czasy narastania impulsów
obraz rozciągnięty w poziomie 5 razy większa szerokość pasma = mniejsze czasy narastania impulsów większa dokładność wyznaczania ich parametrów czasowych jeszcze dodatkowe rozciągnięcie

24 związek między szerokością pasma a czasem narastania
dotyczy charakterystyki częstotliwościowej pierwszego rzędu

25 Wykorzystanie sygnałów o rozproszonym widmie
zastosowanie militarne cywilne przeciwdziałanie zakłóceniom x x wielokrotny dostęp x x niska wykrywalność x prywatność x x selektywne wywołanie x x identyfikacja x x nawigacja x x zabezpieczenie przed wielodrogowością x x niski poziom gęstości mocy prom x x

26

27 widmo sygnału o F = 10 MHz rozproszonego ciągiem pseudolosowym 1023-bitowym taktowanym czestotliwością 2 MHz widmo sygnału FHSS