DIGITALNE MODULACIJE

DIGITALNE MODULACIJE

Računala komuniciraju koristeći digitalne signale – bitove (0 i1). Ako za prijenos koriste analogne linije, modemi dodaju 1 ili više bita na analogni val. Dakle svakom stanju binarnog signala pridružuju neko diskretno stanje sinusnog signala (amplitude, frekvencije ili faze). Jedno takvo stanje moduliranog parametra sinusnog signala zovemo elementarnim signalom ili simbolom. Jedinica za brzinu prijenosa simbola vS ili brzinu modulacije je baud (Bd). Baud je broj simbola po sekundi. Trajanje simbola TS je obrnuto proporcionalno brzini prijenosa simbola tj. brzini modulacije TS = 1/vS

Primjer:1 kBd = 1000 Bd je brzina od 1000 simbola u sekundi. U slučaju modema to odgovara 1000 tonova u sekundi, a u slučaju linijskogkoda 1000 impulsa u sekundi. Trajanje jednog simbola je 1/1000= 1 ms).

Neki prijenosni signal može imati i više elementarnih signala ili simbola npr. M (više razina amplitude, različitih frekvencija ili faza).

Brzina prijenosa podataka vD ili binarni protok izražava se u bps.Po jednom simbolu može se prenositi više bita.Ako se N bita prenosi po jednom simbolu, a brzina bita je vD, brzina prijenosa simbola je vS = vD/N

Za prenijeti N bita po simbolu potrebno je M = 2N različitih simbola.

Ako se po simbolu prenosi samo jedan bit tj. M=2 (2 različita bita-2 različita simbola) onda su brzina prijenosa podataka i brzina prijenosa simbola jednake (vS = vD)

Primjer:64-QAM modem, M=64, N=6, što znači da je brzina prijenosa bita 6 puta veća od brzine modulacije. Kod linijskog koda to može

biti M različitih veličina napona, a kod modema M napona različitih faza.

2-bit list: 00, 01, 11, 10  

Reflected:   10, 11, 01,

00

Concatenated: 00, 01, 11, 10,

10, 11, 01, 00

Prefix old entries with 0:

000, 001, 011, 010,

10, 11, 01, 00

Prefix new entries with 1:

000, 001, 011, 010,

110, 111, 101, 100

16-QAM modulacija

OFDM je modulacija s višestrukim valovima nosiocima. Kanal je podjeljen na više nosioca bliskih frekvencija. Podaci se dijelepo nosiocima, što omogućava pouzdan prijenos i uz velik stupanjdistorzije signala usljed različitih puteva prijenosa signala između odašiljača i prijemnika. Ovim modulacijskim formatom postižu se brzine veće od 11Mbps sve do 54Mbps.   

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex)

Osnovna obilježja OFDM modulacije su:

1. Kanalno djeljenje2. Umetanje podnosioca3. Umetanje zaštitnog intervala4. Umetanje sinkronizacijskih podnosioca

1. Kanalno djeljenje

COFDM implementira dijeljenje zemaljskog kanala u obje, i u vremenskoj i u frekvencijskoj, domene, tako da je RF kanal organiziran kao set uskih "frekvencijskih podpojaseva" i kao set malih susjednih "vremenskih segmenata".

2. Umetanje podnosioca

Unutar svakog vremenskog segmenta, nazvanog OFDM simbol, ubacuje se jedan podnosioc u svaki frekventni podpojas. Ta bi se izbjegla interferencija među nosiocima ubacuje se razmak

između nosioca koji je jednak inverznom trajanju simbola : drugim riječima, podnosioci su ortogonalni.

3. Umetanje zaštitnog intervala

Ortogonalnost potpojaseva u OFDM postupku se može očuvati i potpojasevi se mogu u potpunosti razdvojiti primjenom brze Fourierove transformacije (FFT - Fast Fourier transform) u prijemniku samo ako nema utjecaja međusimbolne interferencije (ISI) i interferencije među nosiocima (ICI), koje su posljedicautjecaja prijenosnog medija koji se koristi. Kako je spektar pojedinih potpojaseva oblika sin(x)/x , linearna izobličenja kao npr. višestruki prijem signala raspršuju energiju jednog potpojasa na susjedne uzrokujući ISI. Da bi se izbjegla međusimbolna interferencija, umetnut je zaštitni interval između OFDM simbola.

Ako zaštitni interval u sebi nema signala, prilikom kašnjenja signala demodulator neće moći registrirati ortogonalnost izmeđunosilaca jer u vremenu analiziranja, FFT nosioci se ne razlikuju za cijeli broj perioda. Zbog toga dolazi do interferencije između nosioca - ICI. Rješenje ovog problema je popunjavanje zaštitnog intervala replikom zadnjeg dijela OFDM simbola u trajanju zaštitnog intervala.

4. Umetanje sinkronizacijskih podnosioca

Da bi se signal ispravno demodulirao prijemnici ga trebaju primiti tijekom korisnog perioda OFDM simbola (ne tijekom zaštitnog intervala). Vremenski prozor treba biti točno postavljen u odnosu na trenutak gdje se pojavi svaki emitirani OFDM simbol. DVB-T sistem koristi "pilot" podnosioce pravilno raspoređene u prijenosnom kanalu kao sinkronizacijske markere.

OFDMIzvor: A MediaWiki Site

Skoči na: orijentacija, traži

OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) je shema multipleksiranja signala frekvencijskim multipleksiranjem ortogonalnih podnositelja. Vrlo je slična shemi COFDM (Coded Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) kod koje se prije prijenosa signala uključuje sustav otkrivanja pogrešaka (FEC). Za prijenos podataka koristi se veći broj gusto pakiranih ortognalnih podnositelja. Podaci se dijele u nekoliko paralelnih tokova podataka ili kanala, po jedan za svaki podnositelj. Svaki podnositelj modulira se nekom od uobičajenihshema moduliranja sa malom brzinom simbola koja održava ukupnu brzinu prijenosa podataka sličnu onoj koju pružaju konvencionalne sheme moduliranja s jednim nositeljem i istom širinom pojasa.

Kod COFDM-a raspoloživi se frekvencijski pojas dijeli na mnogo gusto pakiranih uskopojasnih podpojaseva. Svaki potpojas ima svoj podnosilac, a nosioci su međusobno ortogonalni. Ortogonalnost se postiže tako da susjedni podpojas u odnosu na prethodni ima nulu kad prethodni ima maksimum. Na taj način postigla se mogućnost gustog slaganja podpojaseva te minimalna interferencija između njih, a time se ujedno povećala otpornostod preslušavanja susjednih kanala. Digitalna informacija prije odašiljanja podijeli se na više dijelova. Svaki dio informacijetako se prenosi na svome podnosiocu.

Osnovna obilježja OFDM modulacije u najkraćim crtama su:

Kanalno dijeljenje. Umetanje podnositelja. Umetanje zaštitnog intervala. Umetanje sinkronizacijskog podnositelja.

COFDM implementira kanalno dijeljenje u vremenskoj i frekventnoj domeni, organizirajući radiofrekventni kanal kao set uskih frekvencijskih podpojaseva i set malih vremenskih segmenata. Unutar svakog vremenskog segmenta (znanog kao OFDM simbol), jedan podnositelj opremio je svaki frekventni podpojas. Da bi se izbjegle interferencije i potisnule neželjene posljedice propagacije signala, između kraja jednog ipočetka OFDM simbola umeće se zaštitni razmak (koji je inverzantrajanju simbola, a prijemnik za to vrijeme ignorira primljeni (reflektirani) signal). Svi podnositelji u OFDM okviru moduliraju se pomoću jedne od tri karakteristike kvadratno amplitudne modulacije (QAM), a to su QPSK, 16-QAM i 64-QAM. Ovisno o karakteristici, 2, 4 ili 6 bita prenosi se u određenomvremenskom intervalu po podnositelju. Svaka od navedenih karakteristika ima određenu otpornost prema minimalnom odnosu signal/šum (C/N); tako primjerice QPSK ima nekoliko puta veću otpornost prema šumu nego 64-QAM.

OFDM se razvila u popularnu shemu za širokopojasnu žičnu ili bežičnu digitalnu komunikaciju poput prijenosa digitalnog televizijskog ili radio programa, bežičnih mreža i širokopojasnog internet pristupa.