56
1

שידור נתונים בפס-בסיס

Embed Size (px)

DESCRIPTION

שידור נתונים בפס-בסיס. תרשים בלוקים של מערכת תקשורת. משדר. מקלט. מקור מידע. ערוץ. החלטה. תרשים בלוקים של מעבר אות בינארי/ M-ary. תזמון. T b. H T (f). H c (f). X T (t). X(t). מקור מידע. מחולל פולסים. מסנן משדר. ערוץ. +. רעש ערוץ אדיטיבי n(t). +. Y(t). A/D. מסנן מקלט. - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: שידור נתונים בפס-בסיס

1

Page 2: שידור נתונים בפס-בסיס

2

מקור מידעמקור מידע משדרמשדרמשדרמשדר ערוץערוץ מקלטמקלטמקלטמקלט החלטההחלטה

תרשים בלוקים שלמערכת תקשורת

Page 3: שידור נתונים בפס-בסיס

3

מקור מידעמקור מידעמחוללמחוללפולסיםפולסים

מסנןמסנןמשדרמשדר

ערוץערוץ

X(t)X(t) XXTT(t)(t)

תזמוןתזמון

מסנןמסנןמקלטמקלט

שיקוםשיקוםסנכרוןסנכרון

A/DA/D

++רעש ערוץ אדיטיבירעש ערוץ אדיטיבי

n(t)n(t)

מוצא/פלטמוצא/פלט

M-aryM-aryתרשים בלוקים של מעבר אות בינארי/תרשים בלוקים של מעבר אות בינארי/

++

HHTT(f)(f)

HHRR(f)(f)

Y(t)Y(t)

HHcc(f)(f)TTbb

Page 4: שידור נתונים בפס-בסיס

4

מקורמקורמידעמידע

מחוללמחוללפולסיםפולסים

מסנןמסנןמשדרמשדר

X(t)X(t) XXTT(t)(t)

תזמוןתזמון

))11תיאור תרשים הבלוקים (תיאור תרשים הבלוקים (

HHTT(f)(f)

{d{dkk}={1,1,1,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1}}={1,1,1,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1}

TTbb

TTbb

)t(pg

TTbb

)t(pg

TTbb

For bFor bkk=“1”=“1”

For bFor bkk=“0”=“0”

;"0"a

;"1"aa k

k

k

d if

d if

Page 5: שידור נתונים בפס-בסיס

5

מקורמקורמידעמידע

מחוללמחוללפולסיםפולסים

מסנןמסנןמשדרמשדר

X(t)X(t) XXTT(t)(t)

תזמוןתזמון

))22תיאור תרשים הבלוקים (תיאור תרשים הבלוקים (

HHTT(f)(f)

{d{dkk}={1,1,1,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1}}={1,1,1,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1}

TTbb

TTbb

)t(pg

TTbb

For bFor bkk=“1”=“1”

For bFor bkk=“0”=“0”מסנןמסנןמשדרמשדר

TTbb

)t(pg

TTbb

Page 6: שידור נתונים בפס-בסיס

6

מקורמקורמידעמידע

מחוללמחוללפולסיםפולסים

מסנןמסנןמשדרמשדר

X(t)X(t) XXTT(t)(t)

תזמוןתזמון

))33תיאור תרשים הבלוקים (תיאור תרשים הבלוקים (

HHTT(f)(f)

{d{dkk}={1,1,1,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1}}={1,1,1,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1}

TTbb

k

bgk kTtpatX )()(

TTbb

100110100110

2T2Tbb

3T3Tbb 4T4Tbb

5T5Tbb

tt6T6Tbb

Page 7: שידור נתונים בפס-בסיס

7

מקורמקורמידעמידע

מחוללמחוללפולסיםפולסים

מסנןמסנןמשדרמשדר

X(t)X(t) XXTT(t)(t)

תזמוןתזמון

))44תיאור תרשים הבלוקים (תיאור תרשים הבלוקים (

HHTT(f)(f)

{d{dkk}={1,1,1,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1}}={1,1,1,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1}

TTbb

k

bgk kTtpatX )()(

TTbb

100110100110

2T2Tbb

3T3Tbb 4T4Tbb

5T5Tbb

tt6T6Tbb

TTbb 2T2Tbb

3T3Tbb 4T4Tbb

5T5Tbb

tt6T6Tbb

Page 8: שידור נתונים בפס-בסיס

8

מקורמקורמידעמידע

מחוללמחוללפולסיםפולסים

מסנןמסנןמשדרמשדר

X(t)X(t)תזמוןתזמון))55תיאור תרשים הבלוקים (תיאור תרשים הבלוקים (

HHTT(f)(f)

TTbb 2T2Tbb

3T3Tbb 4T4Tbb

5T5Tbb

tt6T6Tbb

TTbb 2T2Tbb

3T3Tbb 4T4Tbb

5T5Tbb

tt6T6Tbb

רעש ערוץ אדיטיבירעש ערוץ אדיטיבי n(t)n(t)

++

tt

מסנןמסנןמקלטמקלט

HHRR(f)(f)

Page 9: שידור נתונים בפס-בסיס

9

))66תיאור תרשים הבלוקים (תיאור תרשים הבלוקים (

TTbb 2T2Tbb

3T3Tbb 4T4Tbb

5T5Tbb

tt6T6Tbb

TTbb 2T2Tbb

3T3Tbb 4T4Tbb

5T5Tbb

tt6T6Tbb

tt

k

bdrk tnkTttpAtY )()()( 0

Page 10: שידור נתונים בפס-בסיס

10

מקורמקורמידעמידע

מחוללמחוללפולסיםפולסים

מסנןמסנןמשדרמשדר

ערוץערוץ

X(T)X(T) XXtt(T)(T)

תזמוןתזמון

מסנןמסנןמקלטמקלט

שיקוםשיקוםסנכרוןסנכרון

A/DA/D

++רעש ערוץ רעש ערוץ

אדיטיביאדיטיבי

n(t)n(t)

מוצא/פלטמוצא/פלט

-M-Mתרשים בלוקים של מעבר אות בינארי/תרשים בלוקים של מעבר אות בינארי/aryary

++

HHTT(f)(f)

HHRR(f)(f)

Y(t)Y(t)

HHcc(f)(f)

k

bdrk tnkTttpAtY )()()( 0

Page 11: שידור נתונים בפס-בסיס

11

הסבר לתרשים הבלוקיםהסבר לתרשים הבלוקים

TTbb 2T2Tbb

3T3Tbb 4T4Tbb

5T5Tbb

tt6T6Tbb

TTbb 2T2Tbb

3T3Tbb 4T4Tbb

5T5Tbb

tt6T6Tbb

tt

1 0 0 1 0 0 00 1 0 1 0

1 0 0 1 1 01 0 0 1 1 0

tt

שגיאשגיאהה

Page 12: שידור נתונים בפס-בסיס

12

מקורמקורמידעמידע

מחוללמחוללפולסיםפולסים

מסנןמסנןמשדרמשדר

ערוץערוץ

X(t)X(t) XXTT(t)(t)

תזמוןתזמון

מסנןמסנןמקלטמקלט

שיקוםשיקוםסנכרוןסנכרון

A/DA/D

++רעש ערוץ אדיטיבירעש ערוץ אדיטיבי

n(t)n(t)

מוצא/פלטמוצא/פלט

תרשים בלוקים של מעבר אות תרשים בלוקים של מעבר אות M-aryM-aryבינארי/בינארי/

++

HHTT(f)(f)

HHRR(f)(f)

Y(t)Y(t)

HHcc(f)(f)

Page 13: שידור נתונים בפס-בסיס

13

מסנןמסנןמשדרמשדר

ערוץערוץ

PPgg(t)(t)מסנןמסנןמקלטמקלט

PPrr(t)(t) הסברהסבר - -

HHTT(f)(f) HHRR(f)(f)HHcc(f)(f)

k

bdrk tnkTttpAtY )()()( 0

PPrr(t)(t)

HHTT(f) H(f) Hcc(f) H(f) HRR(f)(f) PPgg(f)(f) PPrr(f)(f)

1)0(pr

XXTT(t)(t)

X(t)X(t)

n(t)n(t)

נדרוש:נדרוש:

Page 14: שידור נתונים בפס-בסיס

14

, נתון על-ידי:, נתון על-ידי:X(t)X(t)מוצא מחולל הפולסים, מוצא מחולל הפולסים,

Tpa bgk

kkttX

ppgg(t)(t) ,הוא הפולס הבסיסי שהמשרעת שלו, הוא הפולס הבסיסי שהמשרעת שלוaakk -תלויה בביט ה- , תלויה בביט ה ,kk

של הכניסה (קלט).של הכניסה (קלט).

1 , '1'

1 , '0 'k

va

v

Page 15: שידור נתונים בפס-בסיס

15

ttmm = mT = mTbb+t+tdd,, ttdd .הוא סה"כ ההשהיה במערכת שמתקבלת.הוא סה"כ ההשהיה במערכת שמתקבלת

tt

tt

tt

tmY

tt11

tt22 tt33

ttmm

) ) ADCADCהקלט לממיר האנלוגי לדיגיטלי (הקלט לממיר האנלוגי לדיגיטלי (הוא:הוא:

0( ) ( ) ( )k r d bk

Y t A p t t kT n t

) ( – ) ערכים ) של וקטור בדיד דיסקרטי (אות ( – ) ערכים ) של וקטור בדיד דיסקרטי אות

דוגמים על-פי מערכת הסנכרון ומניחים, שאין אי-דיוק בדגימה (מבחינת הזמן)

Page 16: שידור נתונים בפס-בסיס

16

tnTpAAt mbrmK

kmmkmY

0

tt

tmY

tt11

tt22 tt33

ttmm

בזמן הדגימה בזמן הדגימהADCADCמוצא ה- מוצא ה-

ttmm = mT= mTbb+t+tdd

k

bdrk tnkTttpAtY )()()( 0

TTbb 2T2Tbb

3T3Tbb 4T4Tbb

5T5Tbb

tt6T6Tbb

. m שונה מ- k הרצוי. ערכים אלו תלויים בערכי האות ב-Am התקבלו ערכים נוספים מלבד mלנקודה

Page 17: שידור נתונים בפס-בסיס

17

tnTpAAt m0brmK

kmmkmY

tt

tmY

tt11

tt22 tt33

ttmm

ISI - ISI - IInter nter SSymbolymbolIInterferencenterference

סימנית בין סימנית הפרעה בין הפרעה(סימבול)(סימבול)

Page 18: שידור נתונים בפס-בסיס

18

מסנןמסנןמשדרמשדר

ערוץערוץ

ppgg(t)(t)מסנןמסנןמקלטמקלט

??מהי הפרעה בין סימניתמהי הפרעה בין סימניתHHTT(f)(f) HHRR(f)(f)HHcc(f)(f)

pprr(t)(t)

PPgg(f)(f) PPrr(f)(f)מסנןמסנןמשדרמשדר

ערוץערוץ מסנןמסנןמקלטמקלט

HHTT(f)(f) HHRR(f)(f)HHcc(f)(f)

tt

ff

התמרתהתמרתפורייהפורייה

מסנןמסנןפס-בסיספס-בסיס

ff

התמרתהתמרתפורייהפורייה

tt

בסרט בסרט חסום חסום

Page 19: שידור נתונים בפס-בסיס

19

??מהי הפרעה בין סימניתמהי הפרעה בין סימנית

tt

ff

התמרתהתמרתפורייהפורייה

מסנןמסנןפס-בסיספס-בסיס

ff

התמרתהתמרתפורייהפורייה

tt

TTbb 2T2Tbb

3T3Tbb 4T4Tbb

5T5Tbb

tt6T6Tbb

פי* פי* עקרון התדר: !ססעקרון ציר כל על פרוס בזמן חסום פולס התדר: !יקלי ציר כל על פרוס בזמן חסום פולס יקליב* ב* משתמשים .))bufferbufferחוצץ (חוצץ (משתמשים דוגמים ואז פולסים מספר .לאחסון דוגמים ואז פולסים מספר לאחסון

Page 20: שידור נתונים בפס-בסיס

20

מוצא מחולל הפולסים הוא תבנית-גל פולסית

k

bgk kTtpatX )()(

a

aa

p

k

g 1)0(

-י הוא kאם הביט ה- "1"

-י הוא kאם הביט ה- "0"

k

bdrk tnkTttpAtY )()()( 0

, ADC, Y(t)קלט ה- הוא

Page 21: שידור נתונים בפס-בסיס

21

פרמטרים חשובים לעיצוב מערכת פרמטרים חשובים לעיצוב מערכת PAMPAM

קצבקצב

נתוניםנתונים

קצבקצב

שגיאהשגיאה

הספקהספק

משודרמשודר

הספקהספק

רעשרעש

צפיפותצפיפות

רעשרעש

ספקטרליתספקטרלית

מורכבותמורכבות

המערכתהמערכת

Page 22: שידור נתונים בפס-בסיס

22

פס-בסיס בינאריPAMמערכת

והרעש למינימום, ISIהקטנת שילוב ההשפעות של ה- במטרה להשיג הסתברות שגיאה מינימלית עבור קצב

נתונים נתון.

II ?? IIII IIIIII

פס-בסיס פס-בסיס PAMPAMעיצוב מערכת עיצוב מערכת בינאריבינארי

צורת צורת ppgg(t)(t)הפולס הפולס

pprr(t)(t) ppRR(t)(t) ppTT(t)(t)

Page 23: שידור נתונים בפס-בסיס

23

0 "0"

0 "1")(

nfor

nfornTp br

מתן צורה לפולס פס-בסיס

באמצעות קבלת צורה ISIניתן להימנע מתופעת . pr(t)מתאימה של הפולס הנקלט

.t לכל ערך של pr(t)אינו מגדיר ספציפית את

11

n=0n=0

: שיתקיים :נרצה שיתקיים נרצה

Page 24: שידור נתונים בפס-בסיס

24

0 0

0 1)(

2/1 )(

nfor

nfornTpThen

TfforTT

kfPif

br

kbb

br

k

T2/)1k2(

T2/)1k2(

rr

rr

b

b

df)ft2jexp()f(p)t(p

df)ft2jexp()f(p)t(p

תיאוריהתיאוריה

הוכחההוכחה

, צריכה לקיים , צריכה לקיים pprr(t)(t) של של PPrr(f)(f)כדי לקיים את האילוץ, התמרת פורייה כדי לקיים את האילוץ, התמרת פורייה

תנאי פשוט הנתון על-ידי התיאוריה הבאה:תנאי פשוט הנתון על-ידי התיאוריה הבאה:

Page 25: שידור נתונים בפס-בסיס

25

b

b

b

b

T2/1

T2/1k b

brbr

k

T2/1

T2/1

bb

rbr

df)fnT2jexp())T

kf(p()nT(p

'df)nT'f2jexp()T

k'f(p)nT(p

k

Tk

Tk

brbr

b

b

dftfnTjfpnTp2/)12(

2/)12(

)2exp()()(

b

b

T2/1

T2/1

bbbr n

)nsin(df)fnT2jexp(T)nT(p

ISIISIאשר מאמת קבלת אפס אשר מאמת קבלת אפס pprr(t)(t)שלשל PPrr(f)(f)עם התמרת פורייה עם התמרת פורייה

Page 26: שידור נתונים בפס-בסיס

26

הנתון בתיאוריה, הנתון בתיאוריה, ISIISIהתנאי להסרת התנאי להסרת נקרא קריטריון נייקוויסט (מתן צורה לפולס)נקרא קריטריון נייקוויסט (מתן צורה לפולס)

mk

m0brkmm )t(n)T)km((PAA)t(Y

0nfor0

0nfor1)nT(p br

TTbb 2T2Tbb-T-Tbb-2T-2Tbb

11

n

)nsin()nT(p br

ISI

Page 27: שידור נתונים בפס-בסיס

27

עם רוחב-פס גדול מ- עם רוחב-פס גדול מ- PPrr(f)(f) תוך שימוש ב- תוך שימוש ב- ISIISIהתיאוריה מספקת תנאי להסרת התיאוריה מספקת תנאי להסרת

RRbb/2/2..

..RRbb/2/2 הוא קטן מ- הוא קטן מ- PPrr(f)(f) רוחב-הפס של רוחב-הפס של ISIISIלא ניתן להסיר לא ניתן להסיר

HHTT(f) H(f) Hcc(f) H(f) HRR(f)(f) PPgg(f)(f) PPrr(f)(f)

TTbb 2T2Tbb

3T3Tbb 4T4Tbb

5T5Tbb

tt6T6Tbb

Page 28: שידור נתונים בפס-בסיס

28

עבור יישום נתוןPr(t)ברירה מסוימת של

, ..., ...TTbb, , 2T2Tbbהערכים הקטנים בקרבת הערכים הקטנים בקרבת

במקרה זה של שגיאת תזמון (תנודות) במקרה זה של שגיאת תזמון (תנודות) גדול גדולISIISIלא יגרם לא יגרם

PPrr(f)(f)הצורה של הצורה של

מגדירה את הפשטותמגדירה את הפשטות לפיה מסננים מעצבי צורה לפיה מסננים מעצבי צורה

יכולים להיות ממומשיםיכולים להיות ממומשים

. הדגימה בנקודת לשגיאות .חסינות הדגימה בנקודת לשגיאות חסינות. מימוש .פשטות מימוש פשטות

pprr(t)(t)

קצב הדעיכה קצב הדעיכה pprr(t)(t)של של

מסננים מעצבי מסננים מעצבי צורת פולסצורת פולס

Page 29: שידור נתונים בפס-בסיס

29

בעל מאפייני חיתוך מתון, בעל מאפייני חיתוך מתון,PPrr(f)(f)עדיפות ל- עדיפות ל-

עם מאפייני חיתוך חדים עם מאפייני חיתוך חדיםPPrr(f)(f) על-פני על-פני

PPrr(f)(f) PPrr(f)(f)

Page 30: שידור נתונים בפס-בסיס

30

הוא הוא RRbb [[bits/sbits/s]]במערכת מעשיות, כאשר רוחב-הפס זמין לשידור נתונים בקצב במערכת מעשיות, כאשר רוחב-הפס זמין לשידור נתונים בקצב

תדירות קוסינוס-מורם, תדירות קוסינוס-מורם, עם מאפייני עם מאפייני pprr(t)(t) [הרץ], קבוצה של [הרץ], קבוצה של RRbb לבין לבין RRbb/2/2בין בין

היא לרוב בשימוש.היא לרוב בשימוש.

ספקטרום תדירות קוסינוס-מורם מורכב מחלק של משרעת שטוחה וחלק בעל ספקטרום תדירות קוסינוס-מורם מורכב מחלק של משרעת שטוחה וחלק בעל צורה סינוסואידלית.צורה סינוסואידלית.

tr

trsin

)t4(1

t2cos)t(P

)f(PFT

2

rf

2

r

2/rf,0

),2

rf(

4cosT

2/rf,T

)f(P

b

b2r

r1

bb

b

b2b

bb

r

המקיימות הפונקציות המקיימות משפחת הפונקציות משפחת: הדרישה :את הדרישה את

המסנן המסנן לאחר לאחר

תזכורת: תזכורת: 1

[ ]bb

r HzT

Page 31: שידור נתונים בפס-בסיס

31

מאפייני תדירות קוסינוס-מורםמאפייני תדירות קוסינוס-מורם

הצד ) הצד )אונות יותר( side lobesside lobesאונות יותר( נמוכות נמוכות- ש -ככל ש גדול יותר. גדול יותר.ββ ככל

Page 32: שידור נתונים בפס-בסיס

32

B=RB=Rbb/2+/2+רוחב-הפס התפוס על-ידי ספקטרום הפולס הוארוחב-הפס התפוס על-ידי ספקטרום הפולס הוא.. RRbbהערך המקסימלי הוא הערך המקסימלי הוא RRbb/2/2 הוא הואBBהערך המינימלי של הערך המינימלי של

מראים שיותר רוחב-פס נחוץ עבור קצב ביט נתון מראים שיותר רוחב-פס נחוץ עבור קצב ביט נתון ערכים גדולים של ערכים גדולים של מאידך, זה מוביל לפולסים בעלי דעיכה מהירה יותר, שמשמעו מאידך, זה מוביל לפולסים בעלי דעיכה מהירה יותר, שמשמעו

גדול. גדול.ISIISIשהסינכרון יהיה פחות קריטי ולא יגרם שהסינכרון יהיה פחות קריטי ולא יגרם

Roll Off Factor – Roll Off Factor – ββ ( 0< ( 0<ββ<R<Rbb/2)/2)* גורם ההיפוך: * גורם ההיפוך:

יתקבל פולס בעל צורה עם שתי תכונות נוחות. יתקבל פולס בעל צורה עם שתי תכונות נוחות. = R= Rbb/2/2כאשרכאשר

TTbbחצי רוחב משרעת הפולס שווה ל- חצי רוחב משרעת הפולס שווה ל-

. בנוסף לאפסים . בנוסף לאפסים , …, …t = 3/2Tt = 3/2Tbb, 5/2T, 5/2Tbbומתקבלים אפסים בחציית ומתקבלים אפסים בחציית

,….,….TTbb, 2T, 2Tbb, 3T, 3Tbbבחציית בחציית

סיכוםסיכום

Page 33: שידור נתונים בפס-בסיס

33

מסנני שידור וקליטה אופטימלייםמסנני שידור וקליטה אופטימליים

pu lse shap ing no ise im m unity

H T ,H R

מסנני השידור והקליטה נבחרים כדי לספקמסנני השידור והקליטה נבחרים כדי לספק

ISIISI00: : נרצהנרצה

Page 34: שידור נתונים בפס-בסיס

34

)22exp()()()()( drcRTg ftjfPKfHfHfp

אחד מאילוצי העיצוב לבחירת המסננים זהו הקשר בין התמרת אחד מאילוצי העיצוב לבחירת המסננים זהו הקשר בין התמרת ..ppgg(t)(t) לזו של לזו של pprr(t)(t)פורייה של פורייה של

PPgg(f)(f) ו- ו- PPrr(f)(f), , HHcc(f)(f) מניחים ש- מניחים ש- HHRR(f)(f) ו- ו- HHTT(f)(f)כדי לעצב מסננים אופטימליים כדי לעצב מסננים אופטימליים

ידועים.ידועים.

TTdd ,השהייה בזמן, – השהייה בזמן – KKccקבוע נירמול – קבוע נירמול –

פס-בסיס פס-בסיסPAMPAMחלק של מערכת חלק של מערכת

השהייה

PPrr(f)(f) לפי נבחרנבחר המשפחה לפי מתוך המשפחה .ββמתוך .רצוי - HHrr(f)(f)את את רצוי - ו לתכנן – HHtt(f)(f)ו לתכנן – יש ..יש

Page 35: שידור נתונים בפס-בסיס

35

נשאר לדאוג לטפל בחסינות לרעש נשאר לדאוג לטפל בחסינות לרעשISIISI) כך, שיתקבל אפס ) כך, שיתקבל אפס PPrr(f)(f) (או (או pprr(t)(t)אם בוחרים את אם בוחרים את

HHTT(f) H(f) Hcc(f) H(f) HRR(f)(f) PPgg(f)(f) PPrr(f)(f)

)( )( רעש השפעת מינימום fHandfH RT

Page 36: שידור נתונים בפס-בסיס

36

חסינות לרעשחסינות לרעש

הגדרת הבעיה:הגדרת הבעיה:

עבור הנתונים הבאים:עבור הנתונים הבאים:RRbbקצב נתונים –קצב נתונים –•

SSTTהספק שידור –הספק שידור –••PSDPSD– של הרעש – של הרעש GGnn(f)(f) HHcc(f)(f)פונקציית תמסורת של הערוץ – פונקציית תמסורת של הערוץ – •

PPrr(f)(f)פולס קוסינוס-מורם – פולס קוסינוס-מורם – • נבחר:נבחר:

)( )( רעש השפעת מינימום fHandfH RT

Page 37: שידור נתונים בפס-בסיס

37

חישובי הסתברות שגיאהחישובי הסתברות שגיאה

(ממיר אנלוגי לדיגיטלי): (ממיר אנלוגי לדיגיטלי):ADCADC-י הקלט ל- -י הקלט ל- mmבזמן דגימה ה- בזמן דגימה ה-

mk

m0brkmm )t(n)T)km((PAA)t(Y

::נחליטנחליט0)t(Y"0"

0)t(Y"1"

m

m

if

if

"1"sent ToPrsent was"1" 0)(Pr

"0"sent ToPrsent was"0" 0)(Pr

obtYob

obtYobP

m

merror

Page 38: שידור נתונים בפס-בסיס

38

"0")t(A)t(Y

"1")t(A)t(Y

mm

mm

if n

if n

0

0

A=aKA=aKcc

5.0obProbPr "1" sentTo"0" sentTo

A)t(nobPrA)t(nobPr2

1P m0m0error

מניחים שהרעש הוא בעל ממוצע גאוסי אפס במקלט מניחים שהרעש הוא בעל ממוצע גאוסי אפס במקלט ::ואז, המוצא אף הוא בעל ממוצע גאוסי אפס ללא שונות, הנתון על-ידיואז, המוצא אף הוא בעל ממוצע גאוסי אפס ללא שונות, הנתון על-ידי

df)f(H)f(GN2

Rn0

Page 39: שידור נתונים בפס-בסיס

39

02

02 N2/)An

0

N2/n

0

eN2

1e

N2

1

00 AA

b

N2/)z

0

error dzeN2

1bnobPrP 0

2

y(ty(tmm))

bb

Page 40: שידור נתונים בפס-בסיס

40

02

m02

m N2/)A)t(y

0

N2/)A)t(y

0

eN2

1e

N2

1

-A-A AA 0)t(YobPrP merror 0)t(YobPr m

y(ty(tmm))

00y(ty(tmm))

Page 41: שידור נתונים בפס-בסיס

41

02

m02

m N2/)A)t(y

0

N2/)A)t(y

0

eN2

1e

N2

1

-A-A AAy(ty(tmm))

VVReceivedReceivedVVTransmitTransmit

שגיאה

שגיאה

Page 42: שידור נתונים בפס-בסיס

42

u

2

0N/A

2e

AN/xz0

2

0

Ax

02

0

e

dz2/zexp2

1uQ

N

AQdz2/zexp

2

1P

dxN2/xexpN2

1

dxN2/xexpN2

12/1P

0

0

Page 43: שידור נתונים בפס-בסיס

43

u

2

0N/A

2e

dz2/zexp2

1uQ

N

AQdz2/zexp

2

1P

0

UU

Q(u)Q(u)

u

u

2 dz2/zexp2

1uQ

dz=dz=

Page 44: שידור נתונים בפס-בסיס

44

) RatioNoise toSignal( 0

SNRN

A

PPerrorerror -0קטן ככל ש-קטן ככל שN/Aגדלגדל

לפיכך, נצטרך למקסם את יחס האות לפיכך, נצטרך למקסם את יחס האות לרעשלרעש

HHRR(f)(f) ו- ו- HHTT(f)(f)עבור מקסימום חסינות לרעש, פונקציות התמסורת של המסננים עבור מקסימום חסינות לרעש, פונקציות התמסורת של המסננים

חייבות להיבחר כך, שערך יחס האות לרעש יהיה מקסימליחייבות להיבחר כך, שערך יחס האות לרעש יהיה מקסימלי

Page 45: שידור נתונים בפס-בסיס

45

חישובי עיצוב מסננים אופטימלייםחישובי עיצוב מסננים אופטימליים

HHTT(f)(f) ו- ו- HHRR(f)(f)נבטא את יחס האות לרעש במונחים של נבטא את יחס האות לרעש במונחים של

נתחיל עם האות:נתחיל עם האות:

k

bgk kTtpatX )()(

22

2( )( )

( )t

ggX k

b b

a p fp fG f E a

T T

של האות נתון על-ידי: של האות נתון על-ידי:PSDPSDה- ה-

2( ) ( ) ( )

T tX T XG f H f G f

צפיפות הספק האות המשודר

Page 46: שידור נתונים בפס-בסיס

46

df)f(H)f(PTK

AS

df)f(H)f(PT

aS

2

T

2

g

b2

c

2

T

aKAaKA

2

T

2

gb

2

Tc

kck

, הוא:, הוא:SSTTוההספק הממוצע המשודר, וההספק הממוצע המשודר,

df)f(H)f(P

TKSA

2

T

2

g

b2

cT2

נתון על-ידי: נתון על-ידי:nn00(t)(t)הספק הרעש הממוצע במוצא של הספק הרעש הממוצע במוצא של

df)f(H)f(GN2

Rno

Page 47: שידור נתונים בפס-בסיס

47

יחס האות לרעש אותו צריך למקסם הוא:יחס האות לרעש אותו צריך למקסם הוא:

)f(H)f(H)f(H)f(Pwhere

df)f(H)f(H

)f(Pdf)f(H)f(G

TS

N

A

TRcr

2

Rc

2

r2

Rn

bT

o

2

או שצריך להפוך למינימוםאו שצריך להפוך למינימום

22

Rc

2

r2

Rn mindf)f(H)f(H

)f(Pdf)f(H)f(Gmin

Page 48: שידור נתונים בפס-בסיס

48

שימוש באי-שיוויון שוורץשימוש באי-שיוויון שוורץ

2

22df)f(W)f(Vdf)f(Wdf)f(V

המינימום של האגף השמאלי מתקבל כאשר:המינימום של האגף השמאלי מתקבל כאשר:

V(f) = const*W(f)V(f) = const*W(f)

:-:-אם בוחרים באם בוחרים ב

)f(H)f(H

)f(P)f(W

)f(G)f(H)f(V

cR

r

2/1nR

Page 49: שידור נתונים בפס-בסיס

49

2

2/122

2/1

2

)()(

)()()(

)()(

)()(

fPfHK

fGfPKfH

fGfH

fPKfH

gc

nrcT

nc

rR

ttddלמסנן חייבת להיות תגובה לפאזה ליניארית בסה"כ השהייה בזמן למסנן חייבת להיות תגובה לפאזה ליניארית בסה"כ השהייה בזמן

22יקבל ערך מינימלי כאשר יקבל ערך מינימלי כאשר

קבוע חיובי שרירותי קבוע חיובי שרירותי

Page 50: שידור נתונים בפס-בסיס

50

::לבסוף, מתקבל ערך מקסימלי של יחס האות לרעש הרצוילבסוף, מתקבל ערך מקסימלי של יחס האות לרעש הרצוי

maxo

2

error

2

c

2/1nr

bT

maxo

2

N

AQP

df)f(H

)f(G)f(P

TS

N

A

Page 51: שידור נתונים בפס-בסיס

51

),),AWGNAWGNעבור רעש לבן גאוסי (עבור רעש לבן גאוסי (

PPgg(f)(f) נבחר כך, שהוא לא משתנה הרבה, על-פני רוחב-הפס בו נבחר כך, שהוא לא משתנה הרבה, על-פני רוחב-הפס בו

אנו מעוניינים.אנו מעוניינים.

)f(H

)f(pK)f(H

)f(H

)f(pK)f(H

c

r2

2

T

c

r1

2

R

פולס מלבני יכול להיות בשימוש בכניסה ל- פולס מלבני יכול להיות בשימוש בכניסה ל- HHTT(f)(f)..

0 אחרת

;2/ 1)( b

g

Ttfortp

2/)f(Gn

Page 52: שידור נתונים בפס-בסיס

52

פרוצדורת עיצוב ודוגמא

השלבים הבאים לידי ביטוי בפרוצדורת פס-בסיס בינארי, לשידור PAMדוגמא: עצב מערכת העיצוב.

[, עם הסתברות שגיאת bits/s ]3600נתונים בקצב ביט .10-4ביט קטנה מ-

תגובת הערוץ נתונה על-ידי:

0 אחרת

240010)(

2 fforfHc

צפיפות הספק הרעש היא:

]/[10)( 14 HzWattfGn

100מנחית פי-

24002400-

Hc(f)

f

Page 53: שידור נתונים בפס-בסיס

53

פתרון:

][Watt/Hz 10)(

][Hz 2400

10

]bits/s[ 3600

4

4

fG

BW

p

R

n

e

b

אם נבחר ספקטרום פולס קוסינוס מורם עם:

24001200 ),1200(2400

cos

2400 ,0

3600

1

1200 ,3600

1

)( 2 ff

f

f

fpr

30מעמוד

24002400-f

ββ

6006/ 24002/ bb RR

Page 54: שידור נתונים בפס-בסיס

54

כזה, pg(t)נבחר41, / 2; /10 (0.28)(10 )

( )0, ;

sin( ) ( )

(0) , (2400) 0.973

bg

g

g g

t Tp t

elsewhere

fp f

f

p p

2/1

2/1

1

)()(

)()(

fPfH

fpKfH

rR

rT

נבחר:

)()()()()(

)10)(3600( 31

fpfHfHfHfp

K

rRcTg

pg(t)

t0

Tb

“1”

“0”

מתקיימת ולכן:51הדרישה בעמוד

פולס רחב

0.027פולס צר

Page 55: שידור נתונים בפס-בסיס

55

Pr(f) ו- Pg(f), Hc(f), HT(f), HR(f)גרפים של

Page 56: שידור נתונים בפס-בסיס

56

410ePכדי לשמר את

2

4

1422/1

max0

2

max02

max02

4max0

2

max02

)(10

10)06.14)(3600(

)(

)()()(

1

06.14)/(

75.3)/(

10)/((

)/(

dffPdffH

fGfP

N

A

TS

NA

NA

NAQ

NA

rc

nr

bT

עם צורת קוסינוס Pr(f)עבור מורם

1)( dffPr

ולפיכך,][23)10)(3600)(06.14( 10 dBmST

אשר משלים את העיצוב.

יחס אות לרעש בהספקים:

יחס אות לרעש בוולטים:

:Qנמצא ע"י טבלת ערכי

31עמוד