1) Podaj związek pomiędzy przepływnością binarną R, szybkością modulacji i wartościowością modulacji M (lub krotnością modulacji k) oraz podaj jednostki tych parametrów.

R=kυ= υlog₂M υ=1/Tm{bod}, R=1/Tb{bit/s}, k- ilość bitów która niesie stan sygnału, M - ilość stanów

2) Podaj definicje i jednostki przepływności binarnej R i szybkości modulacji ν na przebiegach sygnału modulującego i zmodulowanego 4PSK lub 8PSK

- Przepływność binarna [bit/s]

Tb - czas trwania bitu

- czas trwania multibitu

- szybkość modulacji [bod]

3) Narysuj widmo i oblicz pasmo binarnego sygnału modulującego o zadanej przepływności binarnej R w przypadku impulsów NRZ lub RZ o zadanym współczynniku wypełnienia

d -współczynnik wypełnienia

τ' - czas trwania skróconego impulsu

τ - czas trwania nie skróconego impulsu

4) Narysuj widmo oraz oblicz szybkość modulacji ν i pasmo B_o dla sygnałów 2PSK, 4PSK, 8PSK o zadanej przepływności binarnej

DANE R dla 2PSK: M=2 => k=1,
a R=1/Tb wiec Bo=2/Tb=2R dla 4PSK: M=4 => k=2,
Bo=2/2Tb=R dla 8PSK: M=8 => k=3,
Bo=2/3Tb=2R/3

UWAGA BRAK WIDMA!!

5) Oblicz czas trwania bitu T_b i jednostkowy odstęp modulacji T_m dla sygnałów 2PSK, 4PSK, 8PSK o zadanej szybkości modulacji ν

DANE ν , dla 2PSK: k=1, dla 4PSK: k=2, dla 8PSK: k=3 , R=kυ i
,
a Tm=Tb*k więc

6) Oblicz szybkość modulacji ν oraz przepływność binarną R dla sygnałów 2PSK, 4PSK, 8PSK, jaką można uzyskać w kanale o zadanej szerokości pasma częstotliwości B_o

R, V =?

Dane Bo M PSK

7) Narysuj układ modulatora kwadraturowego i zapisz równanie opisujące jego działanie

S_n(t)=cos(ω₀t + ϕ_n)= cosϕ_n cosω₀t + sinϕ_n sinω₀t, cosϕ_n=>In, sinϕ_n=Qn

8) Narysuj układ demodulatora kwadraturowego dla sygnałów 4PSK i 8PSK

9) Dla zadanego ciągu binarnego narysuj sygnały 2PSK, 2DPSK(A), 2DPSK(B)

10) Narysuj układ i przebiegi dla modulatora 2DPSK(A)

11) Narysuj układ modulatora kwadraturowego 4DPSK oraz napięcia I, Q dla zadanego ciągu binarnego

13. Narysuj układ cyfrowego modulatora fazy oraz oblicz wymaganą liczbę przerzutników dla uzyskania sygnałów 4DPSK(A) i 4DPSK(B).

n=log₂ q gdzie q=M dla A i q=2M dla B

czyli dla A n=2 i dla B n=3

14. Wyjaśnij zalety rozstrojonej manipulacji fazy i narysuj układ modulatora.

Rozstrojona manipulacja fazy QPSK

Zaletą jest wyeliminowanie poszerzenia widma sygnału oraz pasożytniczej modulacji amplitudy które występują przy skoku fazy o 180°. W QPSK zjawisko to zostało wyeliminowane przez zastąpienie skoku o 180° przez dwa kolejne skoki o 90° przesuniętymi o jeden bit.

15. Narysuj optymalne konfiguracje sygnału 16APSK i podaj ich oznaczenia.

16. Określ amplitudę i fazę, narysuj funkcję czasu zadanego stanu sygnału 16APSK oraz oblicz jego czas trwania T_m dla zadanej przepływności binarnej R.

R=k*v v=1/T_m M=16 k=log₂M

k=4 => T_m=4/R

17. Narysuj konfigurację sygnału 16QAM i przyporządkuj optymalne konfiguracje czwórbitów.

18. Narysuj układ modulatora 16QAM

19. Oblicz jaką przepływność binarną można uzyskać przy pomocy zadanej liczby częstotliwości podnośnych zmodulowanych 4PSK z zadaną szybkością modulacji v.

???????? R=n*k*v n - licczba podnośnych -- nie pewne ??????????????

20. Narysuj schemat blokowy nadajnika i odbiornika systemu FSK ze zwielokrotnieniem czasowym o zadanej krotności k.

21. Narysuj widmo oraz oblicz wypadkową przepływność binarną R_w (lub szybkość modulacji v_w) i pasmo sygnału FSK ze zwielokrotnieniem czasowym o zadanej krotności zwielokrotnienia k, przepływności binarnej każdego ze źródeł R oraz przesuwie częstotliwości D.

B=(n-1)D+2/T_b R_w=???może R_w=k*R ale nie wiem ??????

22.Narysujnadajnik systemu FSK ze zwielokrotnieniem częstotliwościowym.

23. Narysuj widmo oraz oblicz wypadkową przepływność binarną R_w i pasmo sygnału FSK ze zwielokrotnieniem częstotliwościowym o zadanej krotności zwielokrotnienia k, przepływności binarnej każdego ze źródeł R oraz przesuwie częstotliwości D.

K=8 ośmiokrotne powielenie częstotliwości

24. Narysuj widmo i oblicz pasmo sygnału F7 z zadaną przepływnością binarną R (lub szybkością modulacji v) i zadanym przesuwem częstotliwości D.

B=3D + 2R przy R=1/T_b

26. Narysuj schemat blokowy modulatora MSK podaj wzór opisujący jego działanie

27) Oblicz przesuw częstotliwości i pasmo sygnału MSK dla zadanej przepływności binarnej

,

28) Napisz wzór na przyrosty fazy w obrębie jednego bitu przy modulacjach MSK i TFM

MSK -

TFM -

29. Porównaj szybkość opadania widmowej gęstości mocy dla sygnałów 4PSK, MSK i TFM

4PSK- -20dB/dek

MSK - -40dB/dek

TFM - -100dB/dek

30. Dla zadanego ciągu binarnego narysuj przebieg ścieżki fazowej dla sygnałów MSK i TFM

31. Scharakteryzuj modulację GMSK

GMSK - odmiana modulacji MSK. Impulsy prostokątne sygnału modulującego są przepuszczane przez taki filtr by sygnał był zbliżony do krzywej Gaussa.

Zalety- mniejsze wstęgi boczne oraz węższe pasmo niż MSK

32. Oblicz przepływność subbitową R_s (lub szybkość modulacji ν_s) oraz pasmo sygnału z kwantowaną manipulacją częstotliwości przy zadanej liczbie subbitów/bit, liczbie częstotliwości podnośnych oraz przesuwie częstotliwości

33. Wyjaśnij mechanizm powstawania interferencji międzyelementowych i opisz zadaną jedną z dwóch manipulacji częstotliwości odpornych na to zjawisko (wielowartościowa manipulacja częstotliwości, kwantowana manipulacja częstotliwości)

zjawisko interferencji międzyelementowych

Występuje w krótkofalowych kanałach jonosferycznych.Wskutek wielopromieniowego rozchodzenia sie fal w punkcie odbioru następuje sumowanie impulsu przechodzącego po drodze dłuższej z innym impulsem przechodzącym po drodze krótszej. Powoduje to zniekształcenia zboczy impulsów i jest przyczyną błedów w transmisji.

MFSK-wielowartościowa manipulacja częstotliwości.

system 32częstotliwościowy:

Każda z częstotliwości przenosi 1 pięciobitowy znak międzynarodowego alfabetu telegraficznego. Liczność zbioru to 2^5 czyli 32 kombinacji. Zatem stosuje sie 32 częstotliwości. W danym momencie czasu wystepuje jedna z nich i przenosi 5 bitów informacji i trwa ona 5 razy dłużej niż w klasycznym systemie 2FSK. Częstotliwości dobrane są w sposób ortogonalny.(RYS8.13a). Każda z częstotliwości trwa Tm=5Tb. Przy MFSK czas trwania impulsu radiowego jest dłuższy niż dla FSK zatem zachodzenie zjawiska interferencji miedzyelementowych jest mniej szkodliwe.

34. Podaj wzór Shannona na przepływność binarną kanału, wyjaśnij zastosowane symbole i podaj ich jednostki oraz wymień dwie zalety wynikające z poszerzania pasma sygnału

wzór Shanona:

C=W log2(1+S/N)=1,44 W ln(1+S/N)

C-przepływność binarna kanału[bit/s]

W-szerokość pasma przepuszczania kanału[Hz]

S-moc sygnału użytecznego[

N-moc zakłóceń

2 zalety poszerzenia pasma:

zwiekszenie szybkości przesyłanie informacji przy tym samym stosunku sygnal/szum

zachowanie tej samej szygkości przeyslania informacji przy mniejszym stosunku sygnał/szum

35. Narysuj układ rozpraszacza DS oraz oblicz pasmo rozproszenia B_r i zysk rozpraszania Z przy przesyłaniu sygnału FM zmodulowanego mową z zadanym wskaźnikiem modulacji β rozpraszanego ciągiem pseudolosowym o zadanej przepływności binarnej R

Narysuj układ DS.

Rys.z wykładu lub 9.1a

Sygnał o dowolnej strukturze podawany jest w nadajniku na układ mnożący z ciągiem pseudolosowym o dużej przepływności. Następuje poszerzenie pasma do wartości Br.

Br=Bo+2 1/t. Bo<<2/t -> Br=2/t

Z=(S/N)wy/(S/N)we=Br/Bo

Bo=2(Beta+1)F dla 1<=Beta<=4

Bo=2(Beta+2)F dla Beta>4

delta f= 3,1 kHz??

??

R=1/t??

Br=Bo+2R??

36. Wyjaśnij na czym polega rozpraszanie i skupianie widma sygnału w systemie DS/SS

Rozpraszanie.

Sygnał o dowolnej strukturze podawany jest w nadajniku na układ mnożący z ciągiem pseudolosowym o dużej przepływności. Następuje poszerzenie pasma do wartości Br(rys 9.3-pierwszy).Stad układ mnożacy nazywa sie rozpraszaczem.

Skupianie

Po stronie odbiorczej energie sygnału(9.3-drugi) należy skupić w pierwotnym paśmie co jest realizwane przy pomocu układu mnożacego(9.3-trzeci). Ten układ mnożący w odbiorniku to skupiacz. Dla poprawnej pracy wymagany jest pełen synchronizm ciągów pseudolosowych w nadajniku i odbiorniku.

Dodatkowo sygnał zostaje odfiltrowany(9.3-czwarty).

37. Wymień warunki, które muszą być spełnione aby skupić widmo sygnału DS/SS

Aby skupić widmo sygnału konieczna jest identyczność ciągów pseudolosowych w nadajniku i odbiorniku. Użytkownik odbierajacy o innym ciągu pseudolosowym nie bedzie w stanie skupić sygnału użytecznego lecz go rozproszy. (tylko tyle??)

38. Narysuj schemat łącza DS przy transmisji sygnałów binarnych o zadanej przepływności R oraz oblicz pasmo rozproszenia B_r i zysk przetwarzania z przy rozpraszaniu ciągiem pseudolosowym o zadanym czasie trwania bitu τ

Dla sygnałów binarnych rolę układów rozpraszacza i skupiacza pełnią układy modulo 2(GPS)

Br=Bo+2/t=2/t

Z=Rcpl/Rb, Rcpl=1/t- przepłwyność ciągu pseudolosowego, Rb-sygnalu binarnego-dane

39. Oblicz zysk przetwarzania Z (w dB) oraz pasmo rozproszenie B_r przy transmisji sygnału DSB-SC o zadanym paśmie B_o rozpraszanego metodą FH z zadaną szybkością po zadanej liczbie L przylegających do siebie kanałów roboczych

40. Wyjaśnij na czym polega rozpraszanie i skupianie widma sygnału w systemie FH/SS

Rospraszanie.

Częstotliwość nośna radiostacji zmienia sie według algorytmu określonego ciągiem pseudolosowym tak że sygnał wąskopasmowy pojawia się na coraz to innej częstotliwości a jego pasmo zostaje rozproszone do pasma Bo'=Bo+2/t, jako że 2/t<<Bo to można przyjąć że, Bo'=Bo.

Układowo realizuje sie to poprzez mieszacz na który podaje sie sygnał z generatora fali nośnej przepuszczony przez modulator wąskopasmowy(najczęściej modulacja kątowa) oraz sygnał z generatora ciągu pseudolosowego przepuszczonego przez syntezer częstotliwości.

Skupianie.

Po stronie odbiorczej generator ciągu pseudolosowego zsynchronizowany z generatorem z nadajnika steruje syntezerem częstotliwości, ktory wytwarza sygnał o częstotliwości różniącej się od częstotliwości w syntezerze nadajnika o stałą wartość.(Wyróżnia się sposoby nadortogonalne(nieprzylegające i przylegające)oraz ortogonalny). W wyniku przemnożenia sygnału odebranego oraz sygnału z syntezera widmo pasma następuje skupione do Bo wokół czestotliwości pośredniej. Moc sygnałów zakłucających zostaje znacznie rozproszona.

41. Oblicz zysk przetwarzania z (w dB) systemu FH o zadanym paśmie rozproszenia B_r i szerokości pasma kanału roboczego B_o' dla zadanego przypadku kanałów ortogonalnych lub przylegających

przylegające:

Br=l Bo,

Z=Br/Bo=l

dB??

ortogonalne:

Br=(l+1)Bo/2

Z=Br/Bo=(l+1)/2

dB??

42. Oblicz wymaganą liczbę kanałów roboczych L, aby przy transmisji FH ze średnią szybkością uzyskać zadane prawdopodobieństwo błędu P_o przy zadanej liczbie zakłóconych kanałów roboczych J

J-dane,Pb-dane

Pb=J/l

l=J/Pb

43. Scharakteryzuj i porównaj pod względem prawdopodobieństwa błędu systemy FH z małą, średnią i dużą szybkością zmian częstotliwości

mala szybkość zmian częstotliwości(wolne):

jeden czip(czas występowania jednej częstotliwości) przenosi kilkadziesiąt bitów informacji

średnia szybkość zmian częstotliwości:

jeden czip przenosi jeden bit

szybka szybkość zmian częstotliwości:

1 czip przenosi subbit (cześć bitu) a odbiór jest większościowy tzn. nazelży poprawnie odebrać połowę + 1subbit

Wierność transmisji jest największa przy FH szybkim, zatem prawdopodobieństwo błędu dla FH szybkiego jest najmniejsze a najwieksze dla FH wolnego.

44. Opisz na czym polega adresowanie korespondentów w systemach DS, FH i matrycowym.

Adresowanie korespondentów w poszczególnych systemach realizuje sie poprzez:

DS- różne ciągi pseudolosowe rozpraszające

FH- różne algorytmy zmian częstotliwości

matrycowy- różne matryce czasowo-częstotliwościowe

Odbiornik systemu matrycowego nosi nazwę odbiornika RAKE i jest szeroko stosowany do eliminacji interferencji miedzyelementowych, czyli w łaczności krotkofalowej na duże odległości z wykożystaniem jonosfery oraz łączności bezprzewodowej w terenach zurbanizowanych.

45. Podaj warunek na częstotliwość próbkowania oraz oblicz tę częstotliwość i okres próbkowania dla sygnału o zadanej częstotliwości granicznej

Przykładowa realizacja szumu kwantowania(rys.10.4d)

gestosc prawdopodobienstwa szumu kwanotowania??

moc szumu kwantowania: E^2=delta^2/12,delta-krok kwantowania

---