Upload
others
View
5
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1. Definicja systemu szerokopasmowego z celowym rozpraszaniem widma (ang: Spread Spectrum System)
2. Ogólne schematy nadajników i odbiorników
3. Najważniejsze modulacje (DS, FH, TH)3. Najważniejsze modulacje (DS, FH, TH)
4. Najważniejsze własności systemów DS i FH
5. Przykładowe zastosowania
6. Metody zwielokrotniania sygnałów (częstotliwościowe, czasowe, kodowe)
7. Literatura
1PTC- Wykład 8
Demodu-lator
DaneModu-lator
Dane
Bi
f0 f0+1/Tb
Konwencjonalne modulacje wąskopasmowe: PSK, BPSK, QPSK, FSK, QAM ...
2PTC- Wykład 8
lator
Bi
lator
Bi
bi T
B1≈
Tb
Bi – pasmo systemuTb – czas trwania bitu
T
x(t)
T
1t
X(f)
f
PTC- Wykład 8 3
∫+∞
∞−
−= dtetxfX tjω)()( ∫+∞
∞−
= dfefXtx tjω)()(
∫+∞
∞−
∞<)(2 txx(t) – sygnał energetyczny:
System szerokopasmowy z celowym rozpraszaniem widma (ang: Spread Spectrum System) - system transmisyjny (typowo radiokomunikacyjny) w którym:
� widmo sygnału przesyłanego w kanale radiowym jest znacznie szersze od widma sygnału danych,
� poszerzanie widma (ang: spreading) odbywa się przy pomocy specjalnego sygnału kodowego, niezależnego od przesyłanych danych,
� przy odbiorze następuje despreading przy użyciu � przy odbiorze następuje despreading przy użyciu zsynchronizowanego z kodem nadawczym kodu odbiorczego, na ogół identycznego z nadawczym; jednocześnie w odbiorniku następuje rozproszenie zakłóceń dzięki czemu uzyskuje się tzw. zysk modulacyjny (ang: Processing Gain).
4PTC- Wykład 8
Modulator
SpreaderDane De-spreader
Demodulator
Bi Bss Bss Bi
Bss >> Bi
cr(t)c(t)sygnałkodowy
Generator sygnału
kodowego
Synchronizacja
Generator sygnału
kodowego
5PTC- Wykład 8
x*(t)Bi
Bss
Demod.PSK
ω
x(t) s(t)d(t)
c(t)
d*(t)
SSRW - Wykład 1 6
cr(t)cosω0t c(t)
)(cos)()( 0 tcttdts ⋅⋅= ω)()( tctc r=
1)()( =tctc r
−+
=1
1)(tc
ttdtcttctdtx r 00* cos)()()cos()()()( ωω ==
Tb
T
d(t)
c(t)
PTC- Wykład 8 7
Tc
S(t)
f
D(f)
X(f)
c
b
i
ss
T
T
B
BPG ==
SSRW - Wykład 1
8
f
Bi
bTf
10 −
bTf
10 +0f
S(f)
0fcT
f1
0 −
Bss f
cTf
10 +
Swy(t)Swe(t) Procesorsygnału
ηwe(t) ηwy(t)
PTC - Wykład 8 9
wy
wy
we
we
P
P
N
S
P
P
N
S
S
wy
S
we
η
η
=
=
c
b
i
ss
T
T
B
BPG ==
Br
1 Ni
f
PTC - Wykład 8 10
Syntezer częstotliwości
Generator PN
Syntezer częstotliwości
Generator PN
Modulator FSK
Dane Demodulator FSK
Dane
Zysk modulacji: PG=N
c(t) cr(t)
� odporność na zakłócenia (ang: antiinterference)
� odporność na zakłócenia celowe (ang: antijamming)
� odporność na wielodrogowość (ang: multipath)
� mała gęstość widma mocy sygnału
� możliwość zastosowania synchronicznego i asynchronicznego zwielokrotnienia i wielodostępu asynchronicznego zwielokrotnienia i wielodostępu kodowego CDMA (ang: Multiplexing, Code DivisionMultiple Access)
� szerokie pasmo sygnału jest warunkiem koniecznym dla uzyskania wąskiej funkcji funkcjiautokorelacji
PTC - Wykład 8 11
Model kanału
PTC - Wykład 8 12
τ1
τ2
τ3
OdbOdbNad
� Niezakłócanie systemów konwencjonalnych� Niska wykrywalność (ang: low probability of
intercept)
PS
PTC - Wykład 8 13
N0
PS
dBN
S10=
d
PG
poziom szumu N0
system klasyczny
system SS
odbiór poniżej poziomu szumu
� Wąska i dobrze zdefiniowana (trójkątna) funkcja autokorelacji umożliwia precyzyjny pomiar odległości i czasu (ang: high resolution ranging, universal timing)universal timing)
� Tc = 1/Bss
PTC- Wykład 8 14
� Pseudo Noise, Direct Sequence: ◦ IS 95, CDMA ONE, CDMA 2000, UMTS
◦ Wi- Fi
◦ Systemy nawigacyjne: GPS, Galileo, Glonass
� Frequency Hopping: � Frequency Hopping: ◦ Bluetooth
◦ GSM
◦ Flash OFDM
PTC- Wykład 8 15
� FDM - Frequency Division Multiplexing,
� FDMA - Frequency Division Multiple Access,
� TDM - Time Division Multiplexing,
� TDMA - Time Division Multiple Access,
� CDM - Code Division Multiplexing, � CDM - Code Division Multiplexing,
� CDMA - Code Division Multiple Access,
� SDM - Space Division Multiplexing (Access),
� MIMO - Multiple In Multiple Out = SDM + CDM
PTC - Wykład 8 16
Bss
N
N O
O•••
•••
∆f >2_1Td
∆f =_1
TdS(f)S(f)
OFDMFDM
PTC- Wykład 8 17
…….…….…….…….
fi fi+1 f fi-1 fi fi+1 f
Zwielokrotnienie nie koherentne Zwielokrotnienie koherentne
t
CRCFlaga+adresCRCFlaga+adres
Zwielokrotnienie asynchroniczne (statystyczne), na przykład Internet= komutacja pakietów
PTC - Wykład 8 18
t
Zwielokrotnienie synchroniczne, na przykład telefoniczny system PCM= komutacja kanałów
0 31 0 31……………………………… ………………………………
t
PTC- Wykład 8 19
PTC- Wykład 8 20
f f
f
FDM t
f
tTDM
PTC- Wykład 8 21
V + 0 _ +
+ 0 _ V 0
0 V X 0 _
_ X V + X
X _ + X V
t
f
CDMA-FH
Flash OFDM
f
t
CDMA
CDMA
DS
PTC - Wykład 8 22
Bss
N
N O
O••••••
� R.C. Dixon; Spread Spectrum Systems; John Wiley & Sons, 1985
� A.J. Viterbi; CDMA - Principles of Spread Spectrum Communictaions; Addison-Wesley, 1995
� S. Glisic, B. Vucetic; Spread Spectrum CDMA Systems for Wireless Communications; Artech House, 1997for Wireless Communications; Artech House, 1997
� W. Hołubowicz, M. Szwabe; Systemy radiowe z rozpraszaniem widma CDMA; HOLKOM, 1998
� R.E. Ziemer, R.L. Peterson; Digital Communications and Spread Spectrum Systems; Macmillan PublishingCompany, 1985
� J.S. Lee, L.E. Miller; CDMA Systems Engineering Handbook; Artech House, 1998
PTC - Wykład 8 23