Telekommunikation,Kiruna Digital modulation F7_A F7_A_be

Viktiga begrepp Bithastighet bitar/sek. (bps ) Bandbredd Hz, Mhz, GHz Effektivitet bit/s/Hz Effekt Watt Energi = Effekt*Tid Brus Watt, Watt/Hz Signal/Brusförhållande dB F7_A_be

Digital modulation Basbandsmodulering 2 symboler, 1 s1(t), s2(t) 1 1 1 4 symboler, s1(t),…, s4(t) Basbandsmodulering F7_A_be

1 PSK Bärvågsbandsmodulering F7_A_be

BASBANDS-KODER 1 0 0 1 0 1 1 NRZ RZ F7_A_be

RF-signal ( Radio Frequency ) Där Ebit = energi i varje bit Tbit = tiden för 1 bit a(t) anger amplitudens variation med tiden t fc = bärvågsfrekvens = fas F7_A_be

RF-signalen kan skrivas kompaktare så här: Genom att utnyttja den trigonometriska formeln: Skriver vi: F7_A_be

I står för ”In phase” ( i fas med cos(2fct ) ) Inför: Så kan s(t) skrivas: I står för ”In phase” ( i fas med cos(2fct ) ) Q står för ” In Quadrature” ( 90o ur fas med cos(2fct ) ) F7_A_be

Q I sQ(t) Envelopp sI(t) Visardiagram för RF-signal, I/Q-representation F7_A_be

Q I [Im] j*sQ(t) Envelopp [Re] sI(t) Visardiagram för RF-signal, komplex-representation F7_A_be

3 möjliga sätt att modulera bärvågen ovan: A(t) Amplitudmodulering ASK Amplitude Shift Keying fc Frekvensmodulering FSK Frequency Shift Keying (t) Fasmodulering PSK Phase Shift Keying F7_A_be

Smalt i TID blir brett i FREKVENS Tbit TID FREKVENS F7_A_be

Nackdel med filtreringen ? Filter Tidsplan Frekvensplan ( Rött = fyrkantpuls, Blått=filtrerad puls ) Nackdel med filtreringen ? F7_A_be

ASK f t 0 Tbit 0.5 fbit fbit=1/Tbit fbit f fc F7_A_be

ASK Q sQ(t) I sI(t) F7_A_be

Basbandssignalen filtreras för att minska bandbredden fc 2fbit 1.5fbit f Teoretiskt för ASK: 1 bit/s/Hz, praktiskt 0.65 till 0.8 bit/s/Hz F7_A_be

FSK F7_A_be

1 1 -1 1 1 1 0 1 BPSK = Binary Phase Shift Keying I tidsplanet: 1 1 -1 1 1 1 0 1 F7_A_be

Teoretiskt för BPSK: 1 bit/s/Hz, praktiskt 0.65 till 0.8 bit/s/Hz I frekvensplanet: Teoretiskt för BPSK: 1 bit/s/Hz, praktiskt 0.65 till 0.8 bit/s/Hz 2 fbit F7_A_be

0.5 bit/Hz 1 bit/Hz F7_A_be

Q I sQ(t) Envelopp ? sI(t) Visardiagram för BPSK-signal, I/Q-representation Kallas ibland ”antipodal” modulering F7_A_be

Q I QPSK = Quadrature Phase Shift Keying sQ(t) ”11” ”01” sI(t) ”00” ”10” Visardiagram för QPSK-signal, I/Q-representation F7_A_be

1 0 0 1 1 1 0 0 +1 -1 cI(t) cQ(t) Dibit Dibit Dibit Dibit F7_A_be

cI(t) cQ(t) I / Q-modulator: Omodulerad bärvåg I Modulerad bärvåg 900 F7_A_be

Teoretiskt för QPSK: 2 bit/s/Hz, praktiskt 1 till 1.5 bit/s/Hz F7_A_be

2 alternerande faskonstellationer.Typiskt 1.6 bit/s/Hz /4-QPSK 01 11 10 01 00 11 10 00 t=2nTs t=(2n+1)Ts 2 alternerande faskonstellationer.Typiskt 1.6 bit/s/Hz F7_A_be

Q I MSK = Minimum Shift Keying sQ(t) Envelopp ? sI(t) Visardiagram för MSK-signal, I/Q-representation F7_A_be

Princip: Fasvinkel (t) ändras linjärt med tiden under 1 bit-tid ( Tbit ) (t)  = ± h t 0 Tbit Eftersom frekvens = tidsderivatan av fasen kan vi skriva: F7_A_be

Ovanstående innebär att en MSK-signal kan tecknas: fc Bärvågsfrekvens 0 Fasoffset h Modulationsindex Tbit Tiden för 1 bit f = h/2Tbit ( Frekvenssving ) F7_A_be

Informationens 0 och 1 kan beskrivas så här: Ett minsta värde på h är 0.5, därav Minimum Phase Shift Keying F7_A_be

1 /2 0=0 -/2 Binära data Fas Frekvens f+f f-f F7_A_be

IS 95 BPSK CDMA2000 QPSK Bluetooth GFSK GMSK GPS, Inmarsat BPSK IS 94, JDC /4 QPSK GSM GMSK F7_A_be

Ett exempel med QPSK: F7_A_be

F7_A_be

F7_A_be