پاورپوینت مفاهیم مخابراتی

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

فصل سوم: مفاهیم مخابراتی

اسلاید 2 :

فصل 3: مفاهیم مخابراتی
1-3 ملاحظات عمومی
2-3 مدولاسیون آنالوگ
3-3 مدولاسیون دیجیتال
4-3 رشد طیفی
5-3 مخابرات فرکانس رادیویی سیار
6-3 روشهای دسترسی چندگانه
7-3 استانداردهای بی سیم
8-3 ضمیمه 1: کلیدزنی جابجایی فاز تفاضلی

اسلاید 3 :

دو طرفه سازی
دسترسی چندگانه با تقسیم فرکانسی
دسترسی چندگانه با تقسیم زمانی
دسترسی چندگانه با تقسیم کد
GSM
IS-95 CDMA
Wideband CDMA
Bluetooth
IEEE802.11 a/b/g
خلاصه فصل

اسلاید 4 :

دو طرفه سازی با تقسیم فرکانسی و زمانی
TDD: یک باند فرکانسی برای هردو مسیر فرستنده(TX) وگیرنده (RX) استفاده می شود، اما سیستم در نیمی از زمانها ارسال و در نیم دیگر ی از زمانها دریافت می کند.
FDD: از دو باند فرکانسی برای مسیرهای فرستنده وگیرنده جهت دو طرفه سازی استفاده می شود.

اسلاید 5 :

ویژگیهای TDD
TDD: دو مسیر گیرنده و فرستنده با یکدیگر تداخل نمی کنند زیرا فرستنده در طول مدت دریافت خاموش است.
TDD: ارتباط مستقیم (peer-to-peer) بین فرستنده- گیرنده را میسر می سازد.
TDD: سیگنال های تولید شده توسط کلیه فرستنده های موبایل نزدیک به آن در باند دریافت قرار می گیرند و منجر به کاهش حساسیت گیرنده می شوند.

اسلاید 6 :

FDD: مؤلفه های سیگنال ارسالی که به باند دریافت نشت می کنند معمولا حدود 50 dB تضعیف می شوند.
FDD: به دلیل تقابل میان تلفات و ضریب کیفیت فیلترها، تلفات دو طرفه ساز معمولا بسیار بیشتر از تلفات یک کلید TDD خواهد بود.
FDD: نشت طیفی به کانالهای مجاور در خروجی فرستنده
ویژگیهای FDD

اسلاید 7 :

دسترسی چندگانه با تقسیم زمانی/ تقسیم فرکانسی
FDMA: برای آنکه ارسال و دریافت داده به طور همزمان در میان چندین فرستنده- گیرنده میسر باشد، باند فرکانسی موجود را می توان به چندین کانال تقسیم بندی کرد که هر کدام از آنها به یک کاربر تخصیص می یابد.
TDMA: یک باند برای هرکاربر اما در زمان های مختلف قابل دسترسی است.

اسلاید 8 :

ویژگیهای TDMA در مقایسه با FDMA

TDMA: چون هر فرستنده تنها برای یک برش زمانی در هر قاب فعال است، می توان تقویت کننده توان را در دیگر زمان های قاب خاموش کرد، بنابراین توان قابل توجهی صرفه جویی می شود.

TDMA: از آنجا که صوت دیجیتال را می توان در زمان با ضریب بالایی فشرده سازی کرد، پهنای باند مخابراتی مورد نیاز می تواند کوچکتر باشد و در نتیجه ظرفیت کلی بزرگتر شود.

TDMA: حتی با وجود FDD، رگبارهای TDMA را می توان به نحوی زمان بندی کرد که مسیرهای ارسال و دریافت در هر فرستنده- گیرنده هیچ گاه به طور هم زمان فعال نباشند.

TDMA: نیاز به آنالوگ به دیجیتال، مدولاسیون دیجیتال، همزمان سازی برش زمانی و قاب و غیره، TDMA را نسبت به FDMA پیچیده تر می سازد.

اسلاید 9 :

دسترسی چندگانه با تقسیم کد: CDMA دنباله مستقیم

CDMA اجازه می دهد تا کاربران زیادی با طیف گسترده در یک باند فرکانسی قرار بگیرند.
معادله بازگشتی والش

اسلاید 10 :

دنباله مستقیم: طیف و توان
سیگنال مطلوب «جمع »می شود، سیگنال غیر مطلوب گسترده باقی می ماند.
اثر نزدیک/دور: یک فرستنده با توان بالا می تواند ارسال و دریافت داده در میان دیگر کاربران را متوقف سازد.

اسلاید 11 :

CDMA با پرش فرکانسی
می توان به صورت یک سیگنال FDMA با تخصیص کانال به صورت شبه تصادفی در نظرگرفت.
همپوشانی گاه و بیگاه طیف ها احتمال خطا را افزایش می دهد.

اسلاید 12 :

استانداردهای بی سیم: مشخصه های عمومی

1- کانال بندی و باندهای فرکانسی:
هر استاندارد، ارتباط را در باند فرکانسی مشخصی انجام می دهد.

2- نرخ (های) داده:
استاندارد، نرخ (های) دادهای را که باید مورد استفاده قرار بگیرد تعیین می کند.

3- روش دو طرفه سازی آنتن:
بیشتر سیستم های تلفن سلولی از FDD استفاده می کنند و دیگر استانداردها از TDD استفاده می کنند.

4- نوع مدولاسیون:
هر استاندارد نوع مدولاسیون را تعیین می کند.

اسلاید 13 :

5- توان خروجی TX:
استاندارد، سطوح توانی که زنجیره فرستنده باید تولید کند را تعیین می کند.

6- شابلون طیفی و اندازه بردار خطای فرستنده:
سیگنالی که توسط زنجیره فرستنده ارسال می شود باید افزون بر سطح توان چند مشخصه دیگر را نیز برآورده
سازد مانند EVM و شابلون طیفی

7- حساسیت زنجیر گیرنده:
استاندارد حساسیت قابل قبول گیرنده را تعیین می کند که معمولا بر حسب بیشینه نرخ خطای بیت، BERmax،
انجام می شود.

8- محدوده سطح ورودی زنجیره گیرنده:
استاندارد محدوده سیگنال مطلوب را که گیرنده باید با نویز یا اعوجاج قابل قبول تأمین کند، تعیین می نماید.
استانداردهای بی سیم: مشخصه های عمومی

اسلاید 14 :

9- میزان تحمل زنجیره گیرنده نسبت به سد کننده ها:
استاندارد بزرگترین تداخل گری را که زنجیره گیرنده باید هنگام دریافت سیگنال مطلوب کوچک تحمل کند، تعیین می نماید.
استانداردهای بی سیم: مشخصه های عمومی
بسیاری از استانداردها آزمایش اینترمدولاسیون را نیز در نظر می گیرند.

اسلاید 15 :

GSM: واسط هوایی و مثال
استاندارد GSM یک سیستم TDMA/FDD با مدولاسیون GMSK است که در باندهای مختلفی عمل می کند که به آنها GSM900، GSM1800، GSM19000 اطلاق می شود.
استاندارد GSM حساسیت گیرنده را -102 dBm تعیین کرده است. آشکار سازی GMSK با نرخ خطای بیت قابل قبول (10-3)، مستلزم SNR تقریبا 9dB است. حداکثر عدد نویز مجاز زنجیره گیرنده چقدر است؟
راه حل

اسلاید 16 :

GSM: مشخصات انسداد GSM
با سطوح سد کننده های نشان داده شده در شکل فوق، گیرنده باید هم چنان BER لازم را تأمین کند.

اسلاید 17 :

مثالی از آزمون های انسدادGSM
برای ارضای آزمون های انسداد فوق، P1dB گیرنده چگونه انتخاب می شود؟

فرض کنید گیرنده از یک فیلتر جلودار استفاده می کند و در نتیجه اگر سد کننده خارج از باند GSM اعمال شود، تضعیف کافی را ایجاد می کند. بنابراین، بزرگترین سد کننده برابر با -23 dBm (در فاصله 3MHZ یا بعد از آن) خواهد بود که P1dB تقریبا برابر با -15 dBm را جهت جلوگیری از فشردگی می طلبد. اگر فیلتر جلودار، سد کننده خارج از باند را به اندازه کافی تضعیف نکند،P1dB بالاتری نیاز خواهد بود.
راه حل

اسلاید 18 :

مشخصات انسدادGSM : استثنائات پاسخ مؤلفه های نا خواسته
GSM گروهی از «استثنائات پاسخ مؤلفه های ناخواسته» را در نظر می گیرد، 6 فرکانس داخل باند و 24 خارج باند
این استثنائات مشخصات فشردگی و نویز فاز را تسهیل نمی کنند.
بدترین حالت کانال برای آزمون انسدادGSM

اسلاید 19 :

GSM: مشخصات اینتر مدولاسیون
با فرض کانال مطلوب به اندازه 3dB بالاتر از سطح حساسیت مرجع
یک تن و یک سیگنال مدوله شده به ترتیب در فواصل 800kHz و 1.6MHz اعمال می شوند.
گیرنده حتی اگر سطح دو تداخل گربه بزرگی -49dBm باشد، نیز باید BER موردنظر را ارضاء کند.

اسلاید 20 :

راه حل
مثالی از تستهای اینترمدولاسیونGSM
IP3 مورد نیاز برای گیرنده جهت ارضای آزمون بالا را تخمین بزنید.
برایBER قابل قبول، SNR برابر با 9dB موردنیاز است. یعنی، کل نویز موجود در کانال مطلوب باید کمتر از -108dBm باقی بماند. در این آزمون، سیگنال هم به وسیله نویز گیرنده و هم به وسیله اینتر مدولاسیون تخریب می شود. اگر از مثال 10-3 فرض کنیم NF=10dB باشد، آنگاه کل نویز گیرنده در 200kHz برابر با -111dBm می شود. از آنجا که بیشینه نویز قابل تحمل برابر با -108 است، اینترمدولاسیون حداکثر می تواند به اندازه 3dB سیگنال را تخریب کند. به بیان دیگر، مؤلفه اینترمدولاسیون دو تداخل گر باید سطحی برابر با -111dBm داشته باشد تا به همراه نویز گیرنده برابر با -111dBm، مجموعا به تخریبی برابر با -108dBm بینجامد. از فصل 2 می توان نتیجه گرفت:
در مسئله 2-3، با شرط آنکه عدد نویز پایین تر از 10dB باشد IIP3 را مجددا محاسبه می کنیم.
از این مثال و مثال 11-3 می بینیم که خطسانی گیرنده در GSM اصولا به جای آنکه توسط مشخصات اینترمدولاسیون تعیین شود توسط مشخصات انسداد تک تن تعیین می گردد.