Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sayısal Haberleşme Sistemleri Yrd. Doç. Dr. Sultan Aldırmaz Çolak 1.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Sayısal Haberleşme Sistemleri Yrd. Doç. Dr. Sultan Aldırmaz Çolak 1."— Sunum transkripti:

1 Sayısal Haberleşme Sistemleri Yrd. Doç. Dr. Sultan Aldırmaz Çolak 1

2 İçerik •Temel Haberleşme Matematiği •Telsiz Haberleşmede Kanal Modelleri •Sayısal modülasyon teknikleri •Sönümlemeli kanallar üzerinden iletim, performans analizi •Benzetim Çalışmaları •Çeşitleme (Diversity) teknikleri, MIMO •Yayılmış spektrumlu haberleşme, CDMA •Dikgen frekans bölmeli çoğullama, OFDM 2

3 Kaynaklar •Bernard Sklar, Digital Communications Fundamentals and Applications, Pearson,2014. •G. L. Stuber, Principle of Mobile Communication, 2nd Ed., Kluwer Academic, 2001 •T. S. Rappaport, Wireless Communications, 2nd Ed., Prentice-Hall,

4 Haberleşme Nedir? •Telecommunication ▫tele-: çok uzakta, mesafeli ▫com: beraber, bir arada  Haberleşme (veya İletişim), her türlü bilgi aktarımı veya değiş tokuşu olarak tanımlanmaktadır.  Modern haberleşme sistemleri:  Telefon, Radyo, Televizyon  İlkel haberleşme sistemleri:  Duman işaretleri, Davul, Flama

5 Analog/Sayısal İşaretler •İşaret: Bilgi taşıyan fonksiyon.  Analog işaret: örneğin ses sinyallerinde olduğu gibi, bir zaman aralığının bütün anlarında tanımlanmış ve bu anlarda herhangi bir değeri serbestçe alabilen.  Sayısal işaret: belirli bir zaman aralığının bütününde değil de sadece belirli zaman anlarında tanımlanmış ve sadece belirli değerleri alabilen.

6 Sayısal Haberleşmenin Üstünlükleri  Gürültüye Karşı Daha Dayanıklı  Yineleyicilerle uzun mesafeli iletim daha kolay  Sayısal donanım esnekliği (DSP…)  Hata kontrol kodlaması mümkün  Şifreleme  Çoğullama daha kolay ve verimli  Depolaması kolay ve ucuz  Saklama esnasında bilgi kaybı olmaz  Sayısal donanım fiyatları ucuz & ucuzlamakta

7 Sayısal Haberleşmenin Dezavantajları •Bant genişliği fazla •Senkronizasyon gerektirmektedir

8 8

9 Periyodik İşaretler Zaman Ortalaması Zaman sınırlı işaretler için

10 Düzeltilmiş Güç Düzeltilmiş Enerji •Fiziksel olarak gerçeklenebilir tüm işaretler enerji işaretidir.

11 Desibel •Örneğin işaret gücü gürültü gücünden 10 kat büyük ise 10 dB, 100 kat büyük ise 20 dB, 1000 kat büyük ise 30 dB işaret gürültü oranı elde edilmektedir. Sayısal haberleşme sistemlerinde SNR hesabında işaret gücü tipik olarak verici tarafında hesaplanmaktadır.

12 Fourier Dönüşümü ve Frekans Uzayı Ters Fourier Dönüşümü

13 Parseval’in Teoremi

14 Konvolüsyon

15 Güç Spektral Yoğunluğu (PSD)

16 Özilinti (Otokorelasyon) •Özilinti bir işaretin farklı zaman gecikmeleri altında kendine ne kadar benzediğinin bir ölçütüdür Tamamen rasgele bir işaretin özilinti fonksiyonu

17 Güç Spektral Yoğunluğu ile Özilinti fonksiyonu arasındaki ilişki Beyaz Gürültü

18 Fourier Serileri Karmaşık Fourier katsayıları: şeklinde gösterilebilir.

19 Periyodik işaretlerin spektrumu periyodu ile periyodik s(t) işaretinin frekans spektrumu

20 Bozunumsuz İletim

21 Bant-sınırlı İşaretler

22 Darbe Özilinti: PSD:

23 Bant Genişliği •a)Yarıgüç veya 3dB bat genişliği •b)Gürültü eşdeğer veya eşdeğer dikdörtgensel bant genişliği •c) Sıfırdan sıfıra BW •d) %99 güç bant genişliği •e)Sınırlı güç spektral yoğunluğu bant genişliği •f)Mutlak bant genişliği

24 İletişim Kanalı Kanalda olabilecek bozulmalara karşı önlem alınır Veriyi sıkıştırır. Bozucu etkiye sahiptir (gürültü, sönümleme, girişim) Haberleşme Sistemi 24

25 Çoklu Erişim Teknikleri •1. Frequency division multiple access, FDMA •2. Time division multiple access, TDMA •3. Code division multiple access,CDMA •4. Orthogonal frequency division multiplexing access, OFDMA •5. Space division multiple access, SDMA 25

26 Kullanım Yerleri •1. nesil hücreler FDMA •2. nesil hücreler TDMA, FDD •3. nesil hücreler CDMA • 26

27 FFT ve zero-padin önemi 27

28 28

29 •Genlikleri sırasıyla 0.7 ve 1 olan, 50 ve 120 Hz frekans değerlerine sahip 2 sinüzoidal işaretin toplamının frekans gösterimi 29

30 Hücresel İletim •Downlink: Aşağı yönlü bağlantı •Uplink: Yukarı Yönlü bağlantı 30

31 Kanal Modelleri Kanal modelleme ▫Hata performansı ▫Verimli band genişliği açısından önemlidir. Gezgin haberleşme için kullanılan kanal, çarpımsal işlem yaptığından dolayı sinyali bozuyor. Önemli kanal parametreleri: •LoS: Line of Sight •AWGN 31

32 Bozucu Etkiler-I 32

33 Bozucu Etkiler-II 33

34 İşaretlerin Karmaşık Gösterimleri-I 34 s(t)’nin karmaşık fazı ya da alçak geçiren eşdeğeri

35 İşaretlerin Karmaşık Gösterimleri-II 35 Özellik:

36 Frekans Spektrumu-I 36

37 Frekans Spektrumu-II 37 Kanal Band Sınırlı Alçak Geçiren Eşdeğer Kanal Band Geçiren Sistem

38 38 time Transmit Receive Frequency (Hz) Doppler Shift for each path Hareketlilikten Kaynaklanan Doppler Kayması-1

39 Doppler Kayması-II 39

40 •Rasgele Değişen işarette; ▫Özilişki fonksiyonu bulunur. ▫Bu fonksiyonun Fourier Dönüşümü bize Güç Spektrumunu verir (Watt/Hz) 40

41 Alınan İşaretin Modellenmesi-I 41 zaman Alınan işaret 100m yol farkı zaman gecikmesini verecektir:

42 Alınan İşaretin Modellenmesi-III 42

43 Kanalın Birim Dürtü Yanıtı 43

44 time İletilenAlınan Tüm yolları alınan sinyalde gösterelim zaman

45 Örnek Gecikme Değerleri 45 Kanal

46 46 Re{.} LPF …zamanda gecikme …frekansta kayma … zayıflama paths kanal

47 Alınan İşaretin Modellenmesi-II 47 Kanaldan gelen etki

48 Alınan İşaretin Modellenmesi-II 48 Kanal Doğrusal ve Zamanla değişen sistem Sistem; Doğrusal mı? Zamanla değişmez mi? Telsiz haberleşme sistemlerinde kanal zamanla değişiyor

49 Alınan İşaretin Modellenmesi-III 49

50 50

51 •Alınan sinyali bileşenlerine açarsak 51 X(t) ve Y(t) alınan işaretin dik bileşenleridir. RV X(t) ve Y(t) birden çok RV’ın toplamı olduğundan dağılımları merkezi limit teoremine göre Gauss’a yakınsar. Alınan işaret r(t) nin zarfı ise

52 1. Large Scale Fading: due to distance 2. Medium Scale Fading: due to shadowing and obstacles 3. Small Scale Fading: due to multipath

53 53

54 Yol Kaybı 54

55 Transmit antenna Receive antenna dalgaboyu dB cinsinden Path Loss Büyük Ölçekli Sönümleme: Serbest Uzay (Free Space) İzotropik antenler için


"Sayısal Haberleşme Sistemleri Yrd. Doç. Dr. Sultan Aldırmaz Çolak 1." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları