WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA

im. Jarosława Dąbrowskiego

w Warszawie

Wydział Elektroniki

LABORATORIUM PODSTAW TELEKOMUNIKACJI

Grupa

E5Q4S1

Podgrupa

Data wykonania

Ćwiczenia

18.04.2016

Ćwiczenie prowadził

mgr inż. Wojciech Bednarczyk

Skład podgrupy:

Paulina Hyz

Data oddania

sprawozdania

4.05.2016r.

Ocena:

……………………

Podpis prowadzącego

……………………

Temat ćwiczenia: Podstawowe modele kanałów telekomunikacyjnych.
Przepustowości kanałów ciągłych i dyskretnych.

1.

Ocena jakości transmisji sygnałów w kanale liniowym

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie zmian przepustowosci C kanału analogowego w funkcji

miary oczkowej M . Wykonane to zostało metodą graficzną.

•

PRBS 9 (

pseudo-random bit sequence) jest to pseudolosowa sekwencja bitów. Sekwencje

PRBS używane są między innymi do sprawdzania torów transmisji danych.

•

BPSK (Binary Phase Shift Keying) - najprostsza forma modulacji PSK w której faza może
przyjmować jedną z dwóch wartosci przesuniętych względem siebie o 180° reprezentując
logiczne "0" lub "1".

Dla zadanych przez prowadzącego wartosci parametrów, które zostały umieszczone w

tabeli 1, dokonałam pomiaru wysokosci oczka A oraz wysokosci obwiedni Ao w funkcji
miary SNR (signal-to-noise ratio), która okresla wartosć mocy sygnału użytecznego w
zadanym pasmie częstotliwosciowym do mocy szumów w tym samym pasmie
częstotliwosciowym. Wyniki pomiarów zapisałam w tabeli 2.

Dokonałam przeliczenia SNR z miary logarytmicznej na miarę liniową. Następnie

wyznaczyłam miarę oczkową M dla kanału liniowego w mierze liniowej i logarytmicznej,
która jest podstawową miarą jakosci transmisji wykorzystywaną w ćwiczeniu laboratoryjnym.

W mierze liniowej M definiuje się jako stosunek wysokosci oczka A do wysokosci

obwiedni oczka A

0

w wykresie oczkowym:

Wykres oczkowy uzyskuje się przez podłączenie sygnału cyfrowego do wejscia Y

oscyloskopu (wejscia odchylania pionowego), natomiast podstawa czasu oscyloskopu jest
wyzwalana sygnałem zegarowym, zsynchronizowanym z badanym sygnałem. W efekcie
uzyskuje się na ekranie oscyloskopu, nałożone na siebie wszystkie możliwe kombinacje
danych bitowych, tworzące charakterystyczny przebieg w kształcie oka.

W mierze logarytmicznej M definiuje się jako:

Kolejno wyznaczyłam przepustowosć C kanału liniowego, wykorzystując zależnosć

Shanona:

Tab. 2. Zestawienie wyników pomiarów i obliczeń dla kanału liniowego

Lp.

Kanał liniowy

SNR

A

A

0

M

C

[dB]

[W/W]

[ - ]

[ - ]

[1]

[dB]

[kb/s]

1.

15

31,62

1,1082

3,1180

0,355

-8,985

5027,81

2.

19

79,43

1,4897

2,7206

0,548

-5,231

6329,71

3.

21

125,89

1,5694

2,4829

0,632

-3,985

6987,46

4.

23

251,19

1,6181

2,3697

0,683

-3,314

7978,36

5.

26

398,11

1,8147

2,2985

0,790

-2,053

8640,63

6.

28

630,96

1,7953

2,2345

0,803

-1,901

9303,68

7.

29

794,33

1,8329

2,2078

0,830

-1,616

9635,41

8.

30

1000,00

1,8822

2,2025

0,855

-1,365

9967,23

9.

32

1583,89

1,8797

2,0167

0,932

-0,611 10631,08

10.

33

1995,26

1,8731

2,0851

0,898

-0,931 10963,09

11.

34

2511,89

1,8659

2,0709

0,901

-0,905 11295,13

12.

35

3162,28

1,9274

2,0717

0,930

-0,627

11627,2

13.

37

5011,87

1,9091

2,0867

0,915

-0,773 12291,42

14.

38

6309,57

1,9124

2,0735

0,922

-0,703 12623,56

15.

40 10000,00

1,9493

1,9952

0,977

-0,202 13287,86

Wykres przedstawiający zależność miary oczkowej M od SNR w kanale liniowym:

Wykres przedstawiający zależność przepustowości C od miary oczkowej M

2. Ocena jakości transmisji sygnałów w kanale dyspersyjnym.

Lp

Opóźnienie τ [Tsym]

Tłumienie L [dB]

Faza Φ [º]

Delay [Tsym]

Level [dB]

Phase [º]

1

0,00

0,00

0,00

2

0,10

-2,00

-6,00

3

0,20

-4,00

-18,00

4

0,40

-6,00

-48,00

5

0,50

-10,00

-60,00

6

0,70

-18,00

-120,00

Tab. 4. Zestawienie wyników pomiarów i obliczeń dla kanału dyspersyjnego

Lp.

Kanał dyspersyjny

SNR

A

A

0

M

C

[dB]

[W/W]

[ - ]

[ - ]

[1]

[dB]

[kb/s]

1.

15

31,62

3,0295

8,5344

0,3549

-8,9960

5027,81

2.

19

79,43

3,9575

7,1248

0,5554

-5,1070

6329,71

3.

21

125,89

4,3303

6,6760

0,6486

-3,7599

6987,46

4.

23

251,19

4,6989

6,2052

0,7573

-2,4152

7978,36

5.

26

398,11

4,7634

6,0256

0,7905

-2,0417

8640,63

6.

28

630,96

4,9734

6,0603

0,8207

-1,7168

9303,68

7.

29

794,33

5,0916

5,9958

0,8491

-1,4199

9635,41

8.

30

1000,00

5,0485

5,7615

0,8762

-1,1475

9967,23

9.

32

1583,89

5,0892

5,7129

0,8908

-1,0040

10631,08

10.

33

1995,26

5,1283

5,6800

0,9028

-0,8875

10963,09

11.

34

2511,89

5,2201

5,6922

0,9171

-0,7520

11295,13

12.

35

3162,28

5,2109

5,6357

0,9246

-0,6807

11627,2

13.

37

5011,87

5,2269

5,6840

0,9195

-0,7282

12291,42

14.

38

6309,57

5,2945

5,7137

0,9266

-0,6619

12623,56

15.

40 10000,00

5,2830

5,5712

0,9482

-0,4614

13287,86

W tym punkcie zostało uwzględnione zjawisko wielodrogowosci. Modelowanie

kanałów dyspersyjnych sprowadza się do symulowania propagacji sygnału radiowego po
kilku promieniach o różnych drogach propagacji (i różnym czasie przebycia tej drogi)
pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem.

Pomiary i obliczenia wykonałam w analogiczny sposób jak w poprzednim punkcie.

Wyniki zostały przedstawione w tabeli powyżej.

Wykres przedstawiający zależność miary oczkowej M od SNR w kanale dyspersyjnym

Wykres przedstawiający zależność przepustowości od miary oczkowej w kanale

dyspersyjnym

Po wykonaniu pomiarów, wykonaniu obliczeń i sporządzeniu wykresów można

zauważyć, że wartosci miary oczkowej oraz przepustowosci są zbliżone w kanale liniowym
oraz w kanale dyspersyjnym.

Wykres zależnosci miary oczkowej M od SNR w obu kanałach zmienia się w sposób

wykładniczy, natomiast wykres zależnosci przepustowosci C od miary oczkowej M zmienia
się w sposób logarytmiczny.

2.1 Badanie wpływu kształtowania struktury widmowej sygnału na wejściu
układu demodulacji na jakość transmisji sygnałów w kanale liniowym

Został zmieniony filtr prostokątny na filtr gaussowski o parametrze BT=0,35 oraz

BT=0,9, który kształtuje strukturę sygnału na wejsciu modulacji.

Związek pomiędzy

szerokoscią pracy B filtra gaussowskiego a okresem T, definiuje pasmo systemu. Im mniejsza
wartosć współczynnika BT, tym węższe widmo, ale większa liczba błędów.

Tab. 5. Wpływu kształtowania struktury widmowej sygnału

na jakość transmisji w kanałach liniowych

Lp.

Kanał liniowy

Filtr prostokątny

Filtr Gaussowski

BT = 0,35

Filtr Gaussowski

BT = 0,9

A

A

0

M

SNR

A

A

0

M

SNR

A

A

0

M

[ [ - ]

[ - ]

[dB]

[dB]

[ - ]

[ - ]

[dB]

[dB]

[ - ]

[ - ]

[dB]

1.

1,1082

3,1180

-8,985

15

1,405

2,674

-9,48

15

4,330

6,597

-3,661

2

1,4897

2,7206

-5,231

19

1,613

2,527

-8,46

19

4,591

6,038

-2,380

3.

1,5694 2,4829

-3,985

21

1,808

2,445

-7,62

21

4,598

5,884

-2,140

4.

1,6181

2,3697

-3,314

23

1,827

2,362

-6,89

23

4,878

5,607

-1,262

5.

1,8147

2,2985

-2,053

26

1,855

2,329

-6,32

26

5,117

5,212

-0,160

6.

1,7953

2,2345

-1,901

28

1,878

2,279

-5,30

28

5,133

5,659

-0,847

7.

1,8329

2,2078

-1,616

29

1,944

2,216

-4,76

29

5,108

5,641

-0,861

8.

1,8822

2,2025

-1,365

30

1,919

2,281

-4,24

30

5,115

5,549

-0,707

9.

1,8797

2,0167

-0,611

32

1,923

2,258

-4,28

32

5,145

5,585

-0,710

10.

1,8731

2,0851

-0,931

33

1,946

2,317

-4,04

33

5,215

5,547

-0,537

11.

1,8659

2,0709

-0,905

34

1,936

2,279

-3,87

34

5,293

5,537

-0,392

12.

1,9274

2,0717

-0,627

35

1,952

2,264

-3,30

35

5,264

5,533

-0,433

13.

1,9091

2,0867

-0,773

37

1,911

2,257

-2,77

37

5,319

5,482

-0,261

14.

1,9124

2,0735

-0,703

38

1,972

2,266

-2,77

38

5,292

5,499

-0,333

15

1,9493

1,9952

-0,202

40

1,998

2,240

-2,53

40

5,244

5,380

-0,057

20,0039

19,3361

20,5571

3. Wnioski:

• W ćwiczeniu symulowane były dwa typy kanałów radiowych: liniowy z addytywnym

szumem oraz kanał dyspersyjny (wielodrogowy). Kanał linowy uwzględniał
addytywne zakłócenia o charakterze szumowym – natomiast kanał dyspersyjny
wymagał dodatkowo włączenia bloczka odpowiedzialnego za zjawisko
wielopromieniowosci (wielodrogowosci). Obserwacja dotyczyła wpływu zakłóceń na
jakosć odbioru sygnału.

• Cel ćwiczenia został osiągnięty - zostały między innymi wyznaczone zmiany

przepustowosci w funkcji miary oczkowej M, zmiana miary oczkowej M w funkcji
miary SNR (stosunek sygnał - szum)

• Lepsze warunki do przesyłania sygnału ma kanał liniowy - oczko stało się szersze i

zaczęło się wygładzać.

• Im większa wartosć SNR, tym mniejsza ilosć występowanych zakłóceń.

• Wzrost parametru BT w przypadku filtra gaussowskiego powoduje wzrost szerokosci

pasma.