POLITECHNIKA OPOLSKA

K

ATEDRA

A

UTOMATYKI

,

E

LEKTRONIKI

I

I

NFORMATYKI

LABORATORIUM ELEKTRONIKI

Projektowanie i Symulacja

Systemów Telekomunikacyjnych

COMMSIM 2001

Analiza Kanałów Transmisyjnych

Modulacja i Detekcja

Analiza Kanałów Transmisyjnych

Politechnika Opolska

2

Analiza Kanałów Transmisyjnych

Cel

ć

wiczenia

Celem

ć

wiczenia jest zapoznanie si

ę

mo

ż

liwo

ś

ci

ą

symulowania ró

ż

nych torów transmisyjnych

sygnałów zmodulowanych cyfrowo oraz wpływem parametrów tych torów na wynik transmisji.

Opis programu

ć

wiczenia

W

ć

wiczeniu przeanalizowa

ć

przy pomocy programu CommSim 2001 przykłady zawarte

w nast

ę

puj

ą

cych plikach:

a. Bpsktrac.vsm
b. Conv_enc.vsm
c. MFSK_Detector.vsm
d. Rayleigh.vsm
e. Twta_eye.vsm
f.

V32trels.vsm

W przykładach tych s

ą

badane nast

ę

puj

ą

ce tory transmisyjne:

a. AWGN z modulacj

ą

BPSK

b. BSC z kodowaniem splotowym
c. AWGN z modulacj

ą

FSK

d. Rayleigh’a
e. TWTA z modulacj

ą

BPSK

f.

AWGN z kodowaniem „kratowym”

Dla

podanych

powy

ż

ej

ró

ż

nych

typów

kanałów

transmisyjnych

zaobserwowa

ć

wpływ,

charakterystycznych dla danego kanału, parametrów na jako

ść

transmisji.

Opis kanałów transmisyjnych

Additive White Gaussian Noise

Blok ten symuluje Addytywny Biały Szum Gaussowski (Additive White Gaussian Noise AWGN), kanał
transmisyjny, w którym szum gaussowski jest dodawany do sygnału wej

ś

ciowego. Istniej

ą

dwie wersje

tego bloku: działaj

ą

ca w dziedzinie zespolonej (Complex) oraz w dziedzinie rzeczywistej (Real).

Odpowiednia wariancja szumu jest automatycznie obliczana na podstawie: ustawionej cz

ę

stotliwo

ś

ci

próbkuj

ą

cej symulacj

ę

, okre

ś

lonej szeroko

ś

ci pasma szumu oraz mocy sygnału referencyjnego. Blok

umo

ż

liwia wielokrotn

ą

symulacj

ę

poprzez umo

ż

liwienie wprowadzenia do 10 ró

ż

nych warto

ś

ci

Stosunku Sygnału do Szumu (Signal to Noise Ratio SNR). Stosunek sygnału do szumu jest okre

ś

lony

jako Es/No w odró

ż

nieniu od Eb/No. Blok ten mo

ż

e by

ć

zastosowany w poł

ą

czeniu z blokiem BER

Curve Iteration Control. Moc sygnału informacyjnego jest okre

ś

lona jako parametr – jako jednostronna

szeroko

ść

pasma szumu. Podczas obliczania wariancji szumu brana jest pod uwag

ę

równie

ż

wielko

ść

kroku symulacji. W przypadku u

ż

ycia bloku AWGN pracuj

ą

cego w dziedzinie zespolonej (Complex)

dwie składowe szumu (rzeczywista i urojona) s

ą

niezale

ż

ne. Blok ten mo

ż

e by

ć

u

ż

ywany jako

ź

ródło

szumu gaussowskiego pozostawiaj

ą

c niepodł

ą

czone wej

ś

cie lub podł

ą

czaj

ą

c na wej

ś

cie sygnał

zerowy.

x

1

– Sygnał wej

ś

ciowy ([Re, Im] w przypadku pracy w dziedzinie zespolonej (Complex))

y

1

– Sygnał wyj

ś

ciowy ([Re, Im] w przypadku pracy w dziedzinie zespolonej (Complex))

y

2

– Warto

ść

Es/No wła

ś

ciwa dla obecnej symulacji

Number of Runs
Okre

ś

la liczb

ę

kolejnych symulacji (maksymalnie 10).

Equivalent Noise Bandwidth
Okre

ś

la cz

ę

stotliwo

ść

symboli R w Hz. Warto

ść

ta jest wykorzystana w tym bloku do okre

ś

lenia energii

przypadaj

ą

cej na symbol jako cz

ęść

okre

ś

lonej całkowitej mocy sygnału.

Modulacja i Detekcja

Analiza Kanałów Transmisyjnych

Politechnika Opolska

3

Ref. Average (Complex) Signal Power
Okre

ś

la

ś

redni

ą

warto

ść

(zespolon

ą

) mocy przychodz

ą

cego sygnału informacyjnego i jest

wykorzystywana do obliczenia odpowiedniej wariancji szumów. Jednostka tego parametru jest
okre

ś

lona przez wybór Ref. Power Units. Moc mo

ż

e by

ć

wi

ę

c okre

ś

lona w watach w 1

Ω

lub dBm w

50

Ω

.

Ref. Power Units

dBm in 50

Ω

Wskazuje,

ż

e powołanie

ś

redniej warto

ś

ci mocy jest okre

ś

lone jako dBm w 50

Ω

impedancji.

Watts in 1

Ω

Wskazuje,

ż

e powołanie

ś

redniej warto

ś

ci mocy jest okre

ś

lone w watach w 1

Ω

impedancji.

Es/No
Okre

ś

la warto

ść

Stosunku Sygnału do Szumu dla danego symbolu w decybelach dla ka

ż

dej

pojedynczej symulacji. Eb mo

ż

e by

ć

bardzo łatwo zamienione w Es, znaj

ą

c liczb

ę

bitów

przypadaj

ą

cych na symbol.

BSC Binary Symmetric Channel

Blok ten implementuje kanał BSC (Binary Symmetric Channel). Sygnałem wej

ś

ciowym tego bloku jest

binarny strumie

ń

danych {0. 1}. Bity wyj

ś

cie s

ą

okresowo zmieniane zgodnie z okre

ś

lonym

prawdopodobie

ń

stwem wyst

ą

pienia bł

ę

du. Ka

ż

da warto

ść

wej

ś

ciowa wi

ę

ksza ni

ż

0.5 jest

interpretowana jako 1.
Blok Binary Symmetric Channel akceptuje na wej

ś

ciu tylko sygnał rzeczywisty i wystawia na wyj

ś

cie

równie

ż

sygnał rzeczywisty.

x

1

– sygnał wej

ś

ciowy (binarny)

x

2

– wej

ś

ciowy sygnał zegarowy (>0.5)

y – sygnał wyj

ś

ciowy (0, 1)

Channel Error Prob.

Okre

ś

la prawdopodobie

ń

stwo p z jakim b

ę

dzie zmieniany bit. Warto

ść

ta mo

ż

e by

ć

wprowadzana w zakresie 0.9999 do 3.1 x 10

-8

.

TWTA

Blok ten realizuje analityczny kanał o nazwie traveling wave tube amplifier (TWTA). Kanał taki jest
cz

ę

sto wykorzystywany do symulacji poł

ą

cze

ń

satelitarnych. Blok TWTA symuluje nieliniowy

wzmacniacz zapewnia zarówno konwersacj

ę

AM/AM oraz AM/PM. Konwersacja AM/AM przekształca

obwiedni

ę

t

ę

tnie

ń

mocy w zmiany wzmocnienia. Konwersacja AM/PM przekształca obwiedni

ę

t

ę

tnie

ń

mocy w obrót fazy sygnału no

ś

nej.

Blok TWTA akceptuje na wej

ś

ciu sygnał w dziedzinie zespolonej i taki sam typ sygnału wystawia na

wyj

ś

ciu. Parametry bloku umo

ż

liwiaj

ą

wprowadzenie punktu pracy kanału (tube) i

ś

redni

ą

moc sygnału

wej

ś

ciowego. Podane poni

ż

ej równania przetwarzania AM/AM i AM/PM wyznaczono na podstawie

artykułu „Frequency-Independent and Frequency-Dependent Nonlinear Models of TWT Amplifiers”
Adel A. M. Saleh, IEEE transactions on Comunications, pp. 1715-1720, 1981.

x

1

– Sygnał wej

ś

ciowy w dziedzinie zespolonej [Re, Im]

x

2

–

Ś

redni poziom mocy odniesienia

y – Wygnał wyj

ś

ciowy w dziedzinie zespolonej [Re, Im]

Modulacja i Detekcja

Analiza Kanałów Transmisyjnych

Politechnika Opolska

4

( )

( )

( )

( )

t

x

e

r

AG

t

y

r

j

Φ

=

gdzie:

( )

r

G

- jest funkcj

ą

am/am

( )

2

a

a

r

1

r

r

G

β

α

+

=

( )

r

Φ

- jest funkcj

ą

am/pm

( )

2

2

r

1

r

r

φ

φ

β

α

Φ

+

=

av

2

1

P

x

r

=

A

- jest funkcj

ą

skaluj

ą

c

ą

.

Operating Point

Okre

ś

la punkt pracy modulacji TWTA w dB. Okre

ś

la poło

ż

enie

ś

redniej mocy sygnału

wej

ś

ciowego w stosunku do nasycenia (0 dB).

Saturation Gain

Okre

ś

la wzmocnienie sygnału kanału w punkcie nasycenia. Warto

ść

ta jest okre

ś

lana w dB.

Warto

ść

( )

r

G

jest odpowiednio skalowana tak,

ż

e

( )

1

G

jest równa po

żą

danemu wzmocnieniu.

Average Input Power

Okre

ś

la moc zespolonego sygnału wej

ś

ciowego w Watach. Parametr ten jest dost

ę

pny tylko w

przypadku zaznaczenia Internal Average Power Mode.

Average Power Mode
External
Internal

Wskazuje czy

ś

rednia moc odniesienia jest doprowadzana z zewn

ą

trz, czy otrzymywana

wewn

ą

trz bloku.

Alpha_a (

a

α

)

Wskazuje współczynnik wzmocnienia amplitudy. (Patrz równania powy

ż

ej)

Beta_a (

a

β

)

Wskazuje współczynnik wzmocnienia amplitudy. (Patrz równania powy

ż

ej)

Alpha_phi (

φ

α

)

Wskazuje współczynnik przesuni

ę

cia (obrotu) fazy. (Patrz równania powy

ż

ej)

Beta_phi (

φ

β

)

Wskavzuje współczynnik przesuni

ę

cia (obrotu) fazy. (Patrz równania powy

ż

ej)

Poni

ż

ej podano przykładowe warto

ś

ci otrzymane z cytowanej powy

ż

ej literatury. Warto

ś

ci otrzymano

przez dopasowanie podanych wyra

ż

e

ń

do danych do

ś

wiadczalnych TWT.

Przypadek

a

α

a

β

φ

α

φ

β

Przykład 1

1.9638

0.9945

2.5293

2.8168

Przykład 2

1.6623

0.0552

0.1533

0.3456

Przykład 3

2.1587

1.1517

4.0033

9.1040

Rice/Rayleigh Fading

Blok ten implementuje nieselektywny cz

ę

stotliwo

ś

ciowo (płaski) zanikaj

ą

cy kanał Rica lub Rayleigh’o.

Kanał taki jest cz

ę

sto stosowany do modulacji poł

ą

cze

ń

komunikacyjnych w rozproszeniu

troposferycznym lub jonosferycznym. Zakłada si

ę

,

ż

e proces zaniku nie zale

ż

y od cz

ę

stotliwo

ś

ci, w

przypadku gdy szeroko

ść

pasma sygnału jest du

ż

o mniejsza ni

ż

szeroko

ść

pasma koherencyjnego

kanału, tzn. kiedy wszystkie składniki widma sygnału wej

ś

ciowego s

ą

w takim samym stopniu tłumione

przez kanał.

Modulacja i Detekcja

Analiza Kanałów Transmisyjnych

Politechnika Opolska

5

W przypadku kanału Rayleigh’a otrzymany sygnał b

ę

dzie zawierał pojedynczy nieskorelowany

rozproszony składnik widma. W przypadku kanału Rice’a, otrzymany sygnał b

ę

dzie zawierał równie

ż

bezpo

ś

redni sygnał no

ś

nej lub stałe odbicia kanału.

W bloku Rice/Rayleigh Fading sygnał wej

ś

ciowy jest mno

ż

ony przez pojedyncz

ą

zespolon

ą

zmienn

ą

losow

ą

, maj

ą

c

ą

rozkład amplitudy wg zale

ż

no

ś

ci Rayleigh’o oraz stał

ą

faz

ę

. Proces zaniku jest

ukształtowany wzgl

ę

dem widma poprzez zastosowanie dwupolowych dolnoprzepustowych filtrów

Butterwortha o górnej cz

ę

stotliwo

ś

ci odci

ę

cia równej wprowadzonej warto

ś

ci

ś

rednio kwadratowego

rozrzutu Dopplera. Odwrotno

ść

tej warto

ś

ci wskazuje

ś

redni czas koherencji procesu zaniku. Nale

ż

y

zauwa

ż

y

ć

,

ż

e w tym przypadku rozrzut Dopplera (rozmycie widma) jest zwi

ą

zany z wahaniami si

ę

amplitudy sygnału w dziedzinie czasu, a nie wzgl

ę

dnym ruchom pomi

ę

dzy nadajnikiem a

odbiornikiem.

Parametry bloku zawieraj

ą

: Rice Factor, RMS Doppler Spread Bandwidth oraz RMS Fading Loss.

Blok Rice/Rayleigh Fading akceptuje na wej

ś

ciu sygnał w dziedzinie zespolonej i taki sam sygnał

wystawia na wyj

ś

cie.

x – Zespolony sygnał wej

ś

ciowy [Re, Im]

y – Zespolony sygnał wyj

ś

ciowy [Re, Im]

( )

( )

( )

( )

[

]

t

j

e

t

t

Ax

t

y

Φ

β

α

−

+

=

( )

t

β

- jest rozkładem Rayleigh’o

( )

( )

( )

2

2

2

1

t

u

t

u

t

+

=

β

, gdzie

( ) ( )

t

u

,

t

u

2

1

maj

ą

rozkład normalny

( )

2

,

0

N

σ

( )

t

Φ

jest stał

ą

z zakresu

(

)

π

π

,

−

1

2

2

2

=

+

σ

α

2

2

2

r

σ

α

=

20

L

dB

)

10

(

A

−

=

Rice Factor (r)

Okre

ś

la proporcj

ę

mocy sygnału bezpo

ś

redniego do rozproszonego w kanale transmisyjnym.

Je

ś

li r = 0 model kanału staje si

ę

modelem Rayleigh’a (czysto rozproszony).

RMS Doppler Spread (B

d

)

Okre

ś

la warto

ść

ś

rednio kwadratowego rozrzutu Dopplera zwi

ą

zanego z zanikowym kanałem

Rayleigh’a lub kanałem Rice’a. Warto

ść

ta jest okre

ś

lona w Hz. Jej odwrotno

ść

oznacza

ś

redni czas

koherencji procesu zaniku.

RMS Fade Loss (L

dB

)

Okre

ś

la

ś

rednio kwadratowe straty kanału. Warto

ść

ta jest okre

ś

lana w dB. Warto

ść

domy

ś

lna

wynosi 0 dB, co odpowiada kanałowi o znormalizowanym wzmocnieniu jednostkowym. Warto

ś

ci

dodatnie wskazuj

ą

straty.

Modulacja i Detekcja

Analiza Kanałów Transmisyjnych

Politechnika Opolska

6

Przykład 1

Badanie kanału nakładaj

ą

cego na sygnał zmodulowany kodem BPSK szum gaussowski (AWGN)

(Przykład z pliku Bpsktrac.vsm)

Pre-Detector
Outputs Plot

data sig

data sig

Received Data
Plot

Phase Scatter Plot

I Channel

-2

-1.5

-1

-.5

0

.5

1

1.5

2

Q

C

h

an

n

el

-2.0

-1.5

-1.0

-.5

0

.5

1.0

1.5

2.0

Costas Loop
(Complex)

data sig

b

Z

ph

BPSK Mod
Fc= 0 Hz

VCO Phase

+

-

COMPLEX ENVELOPE SIMULATION:
Note that carrier frequency is set to 0 Hz
in the modulator and VCO.

PRESS HERE FOR INFO
(Right Mouse Button)

[ck]

out

ck

63 PN

Sequence

Detector Circuit

Data Source
(4.8 kbps)

phase

Z

Z

Es/No

AWGN

Tracking PLL Phase Error

Time (sec)

0

.0025

.005

.0075

.01

.0125

.015

.0175

.02

.0225

.025

-100

-50

0

50

100

Phase Error (deg)

(from Costas Loop)

To view block parameters, or enter
compound blocks (blue), click over
the block using the right mouse button.

BPSK RECEIVER TRACKING EXAMPLE

Eb/No set at 10 dB

rad -> deg

Q

I

4800

Rate

10

EbNo

Rys. 2.1 Schemat układu pomiarowego

Sygnałem wej

ś

ciowy jest losowo wygenerowany ci

ą

g zero jedynkowy. Sygnał ten poddany jest

modulacji BPSK i dalej przesyłany zaszumionym kanałem transmisyjnym (AWGN). Nast

ę

pnie przy

pomocy p

ę

tli PLL nast

ę

puje wyfiltrowanie zakłóce

ń

oraz lokalne odtworzenie fazy. Blok „Pre-Detector

Outputs” przedstawia zale

ż

no

ść

pomi

ę

dzy sygnałem I oraz Q w stosunku do sygnału wej

ś

ciowego.

Blok „Received Data” przedstawia kształt sygnału odebranego w stosunku do sygnału oryginalnego
(nadawanego). Sygnał wyj

ś

ciowy odtwarzany jest w bloku „Detector Circuit”. Pocz

ą

tkow

ą

warto

ść

przesuni

ę

cia fazy mo

ż

na zmieni

ć

zmieniaj

ą

c warto

ść

parametru Phase Imbalance w bloku BPSK. Moc

oddziaływania szumu na sygnał wej

ś

ciowy mo

ż

na zmieni

ć

zmieniaj

ą

c warto

ść

parametru stosunku

sygnału do szumu Es/No w bloku AWGN. Bł

ą

d fazy jest obliczany poprzez porównanie fazy z

modulatora z faz

ą

odtworzon

ą

z zaszumionego sygnału przez blok „Costas Loop” (zmienna VCO

phase).

Poszczególne bloki programu

Costas Loop
(Complex)

Loop Filter
2nd Order PLL

*

VCO Output (Complex)

VCO Phase

BPSK Phase Detector

4th Order Fc Hz
Butterworth Lowpass

4th Order Fc Hz
Butterworth Lowpass

Z1

Z2

Z

Cplx
Mult

Z

re

im

Cplx to
Re/Im

Z

Z

Cplx
Conj

Z

ph

VCO

re

im

Z

Re/Im
to Cplx

Tracked Signal (Complex)

Click Right Mouse Button over blank area to return to previous level.

Fc

4000

Click Right Mouse Button over blank area to return to previous level.

Rys. 2.2 Schemat modułu detekcji fazy sygnału odebranego

Modulacja i Detekcja

Analiza Kanałów Transmisyjnych

Politechnika Opolska

7

Pre-Detector
Outputs Plot

Plot

Time (sec)

0 .00125

.00375

.00625

.00875

.01125

.01375

.01625

.01875

.02125

.02375

-1.0

-.5

0

.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

I Channel (data out - soft)

Q Channel (no data)

Original Data

Bias

Bias

x + 4

x + 2

e

-sTd

IC:0;M:128

t

x

0.0001

filter delay
compensation

0.5

0.5

Note: The I channel is opposite
in polarity to the data since with
BPSK a "0" bit is "0" deg. phase
and a "1" bit is "180" deg. phase.

Z

re

im

Cplx to
Re/Im

Click Right Mouse Button over blank area to return to previous level.

Rys. 2.3 Schemat bloku rysuj

ą

cego sygnał po odfiltrowaniu zakłóce

ń

Detector Circuit

I Channel

Q Channel

Data Output

I & Q Outputs for Phase Scatter Plot

Z

[ck]

Z

ck

Complex
Integ&Dump

Z

b

BPSK
Detect

Z

re

im

Cplx to
Re/Im

Click Right Mouse Button over blank area to return to previous level.

label

Rys. 2.4 Schemat bloku demodulatora

Received Data
Plot

Transmitted vs. Received Data Bits

Time (sec)

0 .00125

.00375

.00625

.00875

.01125

.01375

.01625

.01875

.02125

.02375

-1.0

-.5

0

.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Transmitted Data

Received Data

Bias

e

-sTd

IC:2;M:128

t

x

0.0003

one bit time +
filter delay
compensation

x + 2

Click Right Mouse Button over blank area to return to previous level.

Rys. 2.5 Schemat bloku rysuj

ą

cego sygnał odebrany

Modulacja i Detekcja

Analiza Kanałów Transmisyjnych

Politechnika Opolska

8

PSK Modulator

Blok ten dokonuje modulacji PSK (Phase Shift Keying PSK) sygnału wej

ś

ciowego w oparciu o

wybrane parametry modulacji. Mo

ż

na wybra

ć

jeden z dwóch trybów pracy modulatora: wytwarzaj

ą

cy

sygnał wyj

ś

ciowy w dziedzinie zespolonej (Complex) lub dziedzinie rzeczywistej (Real). Dost

ę

pne s

ą

nast

ę

puj

ą

ce układy pracy: BPSK, QPSK, 8-PSK oraz 16-PSK. Blok ten nale

ż

y do grupy modulatorów

cyfrowych. W przypadku modulacji PSK, informacja cyfrowa jest zamieniana w zmiany fazy sygnału
no

ś

nego wybierane spo

ś

ród zbioru znanych stanów. Amplituda no

ś

nej pozostaje stała. Jako sygnał

wej

ś

ciowy mo

ż

na poda

ć

sygnał binarny (obejmuje tylko modulacj

ę

BPSK) lub symbole, a nast

ę

pnie

przekształca je w punkty umieszczone na konstelacji w sposób okre

ś

lony przez odwzorowanie

zawarte w doł

ą

czonym pliku. Na wej

ś

ciu wykonywane jest przekształcenie z dziedziny rzeczywistej do

całkowitej (zaokr

ą

glanie).

x –

Sygnał danych wej

ś

ciowych (binarny lub symbol #)

y1 –

Sygnał zmodulowany ([Re, Im] w przypadku modulacji w dziedzinie zespolonej (Complex))

y2 –

Niezmodulowana faza no

ś

nej (rad) [opcja]

( )

(

)

φ

θ

π

+

+

=

d

c

t

f

2

f

1

Ae

t

y

180

r

πθ

φ

=

( )

θ

π

+

=

t

f

2

t

y

c

2

( )

x

d

θ

= faza danych (sygnału wej

ś

ciowego)

PSK Type
Wskazuje sposób modulacji. Menu umo

ż

liwia wybranie modulacji: BPSK, QPSK, 8-PSK oraz 16-PSK.

Translation Frequency
Okre

ś

la cz

ę

stotliwo

ść

fali no

ś

nej f

c

w Hz. Mo

ż

e by

ć

ustawiona na zero, je

ś

li pracujemy w trybie

zespolonym (Complex).

Amplitude
Okre

ś

la amplitud

ę

sygnału no

ś

nej A w voltach.

Constellation Rotation
Okre

ś

la rotacj

ę

konstelacji

θ

r

w stopniach wzgl

ę

dem ustawienia pocz

ą

tkowego. Warto

ś

ci dodatnie

okre

ś

laj

ą

obrót w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu wskazówek zegara. Pocz

ą

tkowa warto

ść

pierwszej konstelacji wynosi 0 radianów dla modulacji BPSK, i obrót o

π

/n radianów ka

ż

dej nast

ę

pnej,

gdzie n jest rozmiarem konstelacji.

Gain Imbalance
Okre

ś

la wzmocnienie nierównowagi (Q wzgl

ę

dem I) modulatora w jednostkach dBs. Warto

ść

dodatnia

odpowiada wi

ę

kszej mocy na osi Kwadraturowej (Quadrature axis) ni

ż

na osi fazy (In-phase axis).

Phase Imbalance
Okre

ś

la nierównowag

ę

fazy modulatora w stopniach, jako odchylenie od warto

ś

ci idealnej. Warto

ść

dodatnia odpowiada obrotowi zgodnemu z ruchem wskazówek zegara osi Q wzgl

ę

dem osi I. Na

przykład: 10

°

nierównowagi powoduje powstanie k

ą

ta równego 80

°

pomi

ę

dzy osi

ą

Q i I, zamiast k

ą

ta

idealnego (90

°

).

Select File
Otwiera menu z mo

ż

liwo

ś

ci

ą

wyboru pliku zawieraj

ą

cego konstelacj

ę

dla wybranej modulacji PSK.

Browse File
Umo

ż

liwia otwarcie zaznaczonego pliku z konstelacj

ą

dla modulacji PSK w Notatniku.

PSK File Path
Okre

ś

la

ś

cie

ż

k

ę

DOS-ow

ą

do docelowego pliku z konstelacj

ą

modulacji PSK. Format pliku jest

opisany poni

ż

ej:

File header
modulation keyword

Modulacja i Detekcja

Analiza Kanałów Transmisyjnych

Politechnika Opolska

9

symbol # for 1st constellation point, symbol # for 2nd constellation point
...
symbol # for last constellation point
next modulation keyword [optional]
symbol # ...

[optional]

Dost

ę

pne słowa kluczowe modulacji, to: bpsk, qpsk, 8psk oraz 16psk. Musz

ą

by

ć

napisane małymi

literami. Numeracja punktów konstelacji zaczyna si

ę

od dodatniej połowy osi I i post

ę

puje przeciwnie

do ruchu wskazówek zegara. Ka

ż

dy plik odzwierciedlaj

ą

cy mo

ż

e zawiera

ć

wiele odzwierciedle

ń

modulacyjnych – jedno odzwierciedlenie dla ka

ż

dego schematu moduluj

ą

cego. Poni

ż

ej przedstawiono

przykład odwzorowania kodu Gray’a dla modulacji 8psk. Kodowanie kodem Gray’a powoduje,

ż

e

s

ą

siednie punkty konstelacji ró

ż

ni

ą

si

ę

pomi

ę

dzy sob

ą

tylko jednym bitem.

PSK Map File: Gray Coded Mapping
8psk
0 1 3, 2
6
7, 5 4

BPSK
Blok ten realizuj

ę

modulacj

ę

BPSK sygnału wej

ś

ciowego w oparciu o okre

ś

lone parametry bloku.

Modulacja BPSK informacja cyfrowa jest zamieniana w zmiany fazy sygnału no

ś

nego, okre

ś

lone przez

dwa punkty odległe o

π

rad.

Blok BPSK jako sygnał wej

ś

ciowy, akceptuje sygnał binarny {0, 1} i przekształca go w punkty

konstelacji okre

ś

lone w podanym pliku zawieraj

ą

cym wzór przekształcenia PSK. Poni

ż

szy opis

przedstawia domy

ś

lne przekształcenie zawarte w pliku (PSK_GRAY.DAT).







>

≤

+

5

.

0

x

5

.

0

x

0

d

π

θ

QPSK
Blok ten realizuje modulacj

ę

QPSK (quadrature phase shift keying QPSK) sygnału wej

ś

ciowego na

podstawie okre

ś

lonych parametrów bloku modulacji. W modulacji QPSK wej

ś

ciowa informacja cyfrowa

jest zamieniana w zmiany fazy sygnału no

ś

nego wybierane spo

ś

ród czterech stanów odległych

pomi

ę

dzy sob

ą

o

π

/2 rad.

Blok QPSK jako sygnał wej

ś

ciowy przyjmuje sygnał {0, 1, 2, 3} i przekształca go w punkty konstelacji

okre

ś

lone w podanym pliku zawieraj

ą

cym wzór przekształcenia. Poni

ż

szy opis przedstawia domy

ś

lne

przekształcenie zawarte w pliku (PSK_GRAY.DAT).













>

−

≤

<

−

≤

<

≤

+

5

.

2

x

4

/

3

5

.

2

x

5

.

1

4

/

5

.

1

x

5

.

0

4

/

3

5

.

0

x

4

/

d

π

π

π

π

θ

Modulacja i Detekcja

Analiza Kanałów Transmisyjnych

Politechnika Opolska

10

Pierwszy punkt konstelacji okre

ś

lony jest domy

ś

lnie w punkcie

π

/4 radianów.

8-PSK
Blok ten realizuje modulacj

ę

8-PSK (eight phase shift keying 8-PSK) sygnału wej

ś

ciowego na

podstawie okre

ś

lonych parametrów bloku modulacji. W modulacji 8-PSK wej

ś

ciowa informacja

cyfrowa jest zamieniana w zmiany fazy sygnału no

ś

nego wybierane spo

ś

ród o

ś

miu stanów odległych

pomi

ę

dzy sob

ą

o

π

/4 rad.

Blok 8-PSK jako sygnał wej

ś

ciowy przyjmuje sygnał {0, 1, 2, ... , 7} i przekształca go w punkty

konstelacji okre

ś

lone w podanym pliku zawieraj

ą

cym wzór przekształcenia.

16-PSK
Blok ten realizuje modulacj

ę

16-PSK (16 phase shift keying 16-PSK) sygnału wej

ś

ciowego na

podstawie okre

ś

lonych parametrów bloku modulacji. W modulacji 16-PSK wej

ś

ciowa informacja

cyfrowa jest zamieniana w zmiany fazy sygnału no

ś

nego wybierane spo

ś

ród szesnastu stanów

odległych pomi

ę

dzy sob

ą

o

π

/8 rad.

Blok 16-PSK jako sygnał wej

ś

ciowy przyjmuje sygnał {0, 1, 2, ... , 15} i przekształca go w punkty

konstelacji okre

ś

lone w podanym pliku zawieraj

ą

cym wzór przekształcenia.