MONITILAISET TIEDONSIIRTOMENETELMÄT TÄRKEIMPIEN ASIOIDEN KERTAUS

Esitys aiheesta: "MONITILAISET TIEDONSIIRTOMENETELMÄT TÄRKEIMPIEN ASIOIDEN KERTAUS"— Esityksen transkriptio:

1 MONITILAISET TIEDONSIIRTOMENETELMÄT TÄRKEIMPIEN ASIOIDEN KERTAUS
521361A Tietoliikennetekniikka II Osa Kari Kärkkäinen Syksy 2015

2 Yhteenveto M-tilaisilla yhdellä symbolilla siirtyy k = log2M bittiä.
Symbolivirhetn. sasketaan ensin ja sitten kuvaussäännöstä riippuvalla muunnoskaavalla bittivirhetodennäköisyys. Kaistanleveys määrää maksim. symbolinopeuden. RB = kRS = log2MRS. 4-tilaisia kvadratuurimultipleksoituja menetelmiä ovat QPSK, OQPSK, MSK ja GMSK. Niiden bittivirhetodennäköisyys Gray-koodausta käytettäessä on sama kuin BPSK:lla samalla bittinopeudella, mutta 3 dB huonompi samalla symbolinopeudella. MSK voidaan toteuttaa joko vaihekvadratuurisesti tai sarjamuodossa lisäämällä BPSK-modulaattorin lähtöön sopiva konversiosuodatin. Suorituskyky on sama kuin kvadratuurisella MSK-menetelmällä, mutta se on helpompi toteuttaa suurilla datanopeuksilla. M-tilaiseen modulaatioon liittyy signaaliavaruuden käsite. MPSK- ja QAM- modulaatioilla dimensio on 2 ja MFSK:lla se on yleensä M. MFSK-modulaatiota sanotaan ortogonaaliseksi modulaatioksi (voi olla joko koherentti tai epäkoherentti). 521361A Tietoliikennetekniikka II Osa Kari Kärkkäinen Syksy 2015

3 Yhteenveto 521361A Tietoliikennetekniikka II Osa 18 Kari Kärkkäinen
Syksy 2015

4 Yhteenveto 2D-avaruudenssa (esim. MPSK ja QAM) PS kasvaa kun M kasvaa, koska symbolien eukliidinen etäisyys pienenee, ellei lähetystehoa (symbolien amplitudeja) samalla lisätä. Kaistanleveys säilyy samana. Ovat kaistarajoitettuja järjestelmiä. MFSK:lla suorituskyky puolestaan paranee vakio-EB/N0 -arvolla M:n kasvaessa kaistanleveyden kustannuksella, koska ES/N0-arvo kasvaa pienentäen PS-arvoa. Nämä ovat tehorajoitettuja järjestelmiä. 521361A Tietoliikennetekniikka II Osa Kari Kärkkäinen Syksy 2015

5 Yhteenveto MPSK-järjestelmän virhetodennäköisyys (SEP)
kasvaa M:n kasvaessa vakio EB/N0 –arvolla, koska symbolien välinen etäisyys pienenee. 521361A Tietoliikennetekniikka II Osa Kari Kärkkäinen Syksy 2015

6 Yhteenveto MFSK-järjestelmän virhetodennäköisyys (PS ja PB) pienenee
M:n kasvaessa vakio EB/N0 –arvolla, koska ES/N0 –arvo kasvaa parantaen symbolien ilmaisun luotettavuutta. EB/N0 521361A Tietoliikennetekniikka II Osa Kari Kärkkäinen Syksy 2015

7 Yhteenveto 90%:n tehoa vastaava kaistanleveys on karkeasti noin 1/Tb Hz QPSK, OQPSK ja MSK-modulaatioille ja 2/Tb Hz BPSK-modulaatiolle. Hajaspektritekniikalla (SS) voidaan vaimentaa tehokkaasti häiriön tai tahallisen häirinnän vaikutusta (esim. sotilasjärjestelmät). Mahdollistaa muiden käyttäjien toimimisen samalla kaistalla ja keskitaajuudella (CDMA-periaate). DS-SS kätkee lähetteen taustakohinan alle ja sillä voidaan mitata etäisyys tarkasti (esim. GPS-järjestelmä). DS-SS -järjestelmässä jo datamoduloitu signaali moduloidaan uudelleen informaatiosta riippumattomalla suurinopeuksisella valesatunnaisella hajotuskoodilla. FH-SS -järjestelmässä valesatunnainen koodi ohjaa syntetisaattorin lähetystaajuutta leveällä hyppykaistalla. Hyppely voi olla hidasta (SH-FH, bitin aikana ei hypätä uudelle taajuudelle) tai nopeaa (FH-FH, bitin aikana hypätään monelle taajuudelle). Aikakehysrakenteen vaativa aikahyppytekniikka (TH) on analoginen FH-tekniikalle. Hybriditekniikat: DS-FH, DS-TH, FH-TH, DS-FH-TH. 521361A Tietoliikennetekniikka II Osa Kari Kärkkäinen Syksy 2015

8 Yhteenveto Kun käytössä on AWGN-kanava ja ideaalinen synkronointi, DS–SS:n virhetodennäköisyys ei eroa hajottamattomasta AWGN-kanavan tapauksesta. Se vaimentaa tehokkaasti vain muita häiriötyyppejä. Ilmaisuvahvistus kuvaa tarvittavan kaistanleveyden ja informaation kaistanleveyden suhdetta. Tyypillisesti ilmaisuvahvistus DS:n tapauksessa se on chippi- ja bittinopeuksien suhde. SS-tekniikka tarvitsee synkroinnit: koodinetsintä ja -seuranta. Solukkoradiojärjestelmiä: NMT (1G, ’80-luku), GSM (2G, ’90-luku), UMTS/WCDMA (3G, 2000-luku). Eräänlaisia 2,5G -järjestelmiä ovat GPRS ja EDGE (GSM:n evoluutiotekniikat nopeuden lisäämiseksi). 4G (2010-luku) perustuu 3G:n LTE-A –evoluutiotekniikoihin. Matkapuhelinsovelluksissa monitie-etenemisestä aiheutuva häipyvä radiokanava on ongelmallinen. Kanavan stokastiset mallit: Rayleigh, Rice, log-normaali (+AWGN). Kanavan tilastolliset ominaisuudet on tunnettava järjestelmä-suunnittelun kannalta, ja ne on tarvittaessa mitattava. 521361A Tietoliikennetekniikka II Osa Kari Kärkkäinen Syksy 2015

9 Yhteenveto Huonoihin (häipyviin) monitiekanaviin kannattaa soveltaa epäkoherentteja menetelmiä. Alla (a)-kuvassa epäkoherentin vastaanottimen analyyttinen malli verhokäyrän & suorituskyvyn laskemiseksi. Käytännön toteutus (b)-kuvassa. 521361A Tietoliikennetekniikka II Osa Kari Kärkkäinen Syksy 2015