28
مّ سال دو م ی ن93 - 92 تّ م ه ن ی س ف ا ار ی ر ت و ی# پ م ی کا س د ن ه م کده س ن دا( داده اطات3 ن ن ار883 - 40 ) ون ی س مدولا وج م های ه ت س و ی# ن1

نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

1

92-93نیمسال دّو�م یار افشین هم�ت

دانشکده مهندسی کامپیوتر

(40-883ارتباطات داده )

پیوسته های موج مدّوالسیون

Page 2: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

2

Continuous-Wave Modulations• Introduction• Amplitude Modulation• Linear Modulation Schemes • Frequency Translation• Frequency -Division Multiplexing• Angle Modulation• Frequency Modulation• Nonlinear Effects in FM Systems• Superheterodyne Receiver • Noise in CW Modulation Systems• Noise in Linear Receivers Using Coherent Detection • Noise in AM Receivers Using Envelope Detection• Noise in FM Receivers

Page 3: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

3

Introduction

Continuous-Wave Modulation System

Transmitter

Receiver

Page 4: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

4

Amplitude Modulation (1)Sinusoid Carrier Wave:

Amplitude Modulation:

Page 5: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

5

Amplitude Modulation (2)

• Oldest method of modulation• Simple in implementation• Wasteful of power• Wasteful of bandwidth

Page 6: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

6

Linear Modulation Schemes (1)

– Double Side-Band Suppressed Carrier (DSB-SC) Modulation– Single Side-Band (SSB) Modulation– Vestigial Side-Band (VSB) Modulation

Page 7: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

7

Linear Modulation Schemes (2)DSB-SC Modulation

Page 8: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

8

Linear Modulation Schemes (3)DSB-SC Demodulation

Page 9: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

9

Linear Modulation Schemes (4)SSB

A low-power pilot carrier is transmitted in addition to the selected sideband.

A highly stable oscillator, tuned to the same frequency as the carrier frequency, is used in the receiver.

Page 10: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

10

Linear Modulation Schemes (5)VSB

m(t) >> >> m’(t)

Page 11: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

11

Frequency Translation

Page 12: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

12

Frequency-Division Multiplexing

Page 13: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

13

Angle Modulation

Phase Modulation

Frequency Modulation

Page 14: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

14

Frequency Modulation (1)

Narrowband FM: β << 1 , Wideband FM: β >> 1

Page 15: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

15

Frequency Modulation (2)

1 percent bandwidth

Page 16: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

16

Nonlinearity Effects in FM Systems

No sensitive to amplitude nonlinearities but sensitive to phase nonlinearities such as AM-to-PM Conversion

Page 17: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

17

Superheterodyne Receiver

• Carrier–frequency tuning• Filtering• Amplification

Page 18: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

18

Noise in CW Modulation Systems (1)Channel Model: Additive White Gaussian Noise (AWGN) Receiver Model: Ideal Band-pass filter + Ideal demodulator

Power Spectral Density (PSD) of the Noise: N0/2

Page 19: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

19

Noise in CW Modulation Systems (2)(SNR)C : Ratio of the average power of the modulated signal to the average power of channel noise in the message bandwidth, both measured at the receiver input.(SNR)O: Ratio of the average power of the demodulated message signal to the average power of the filtered noise, both measured at the receiver output.(Depends on the type of modulation used in the transmitter and the type of the demodulation used in the receiver.)

• The figure of merit may equal one, be less than one, or be greater than one, depending on the type of modulation used.• The higher the figure of merit, the better will the noise performance of the receiver be.

Page 20: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

20

Noise in CW Modulation Systems (3)

Requirements for comparison between different modulation-demodulation systems are:

• The modulated signal transmitted by each system has the same average power.

• The channel noise has the same average power measured in the message band-width.

Page 21: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

21

Noise in Linear Receivers using Coherent Detection

• Coherent SSB Receiver same as a coherent DSB-SC receiver• Both cases same as transmission without modulation• No trade-off between noise performance and bandwidth

Page 22: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

22

Noise in AM Receivers using Envelope Detector (1)

• The figure of merit of an AM receiver using envelope detection is always less than unity.• Due to wastage of transmitter power, the noise performance of a full AM receiver is always inferior to that of a DSB-SC receiver.

Page 23: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

23

Noise in AM Receivers using Envelope Detector (2)

• The envelope detector favor strong signals and penalizes weak signals (weak signal suppression).

Page 24: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

24

Noise in FM Receivers (1)

• Capture effect: The FM receiver locks to the stronger signal.• When the signals are nearly equal strength, the receiver fluctuates back and forth between them.

Page 25: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

25

Noise in FM Receivers (2)

I : Unmodulated carrier

II: Sinusoidally modulated carrier

Threshold: 10-11 dB

Page 26: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

26

Noise in FM Receivers (3)

Threshold Reduction

Page 27: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

27

Noise in FM Receivers (4)Pre-emphasis and De-emphasis

Improvement Factor:

Page 28: نیمسال دوّم 93-92 افشین همّت یار دانشکده مهندسی کامپیوتر ارتباطات داده (883-40) مدولاسیون های موج پیوسته

28

Noise in FM Receivers (5)Pre-emphasis and De-emphasis