haberleşme teorisi 14. hafta - kabalci.files.wordpress.com · genlik kaydırmalı anahtarlama...

NİĞDE ÜNİVERSİTESİMÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

EEM3006 - HABERLEŞME TEORİSİ

EEM3006 -

HA

BERLEŞME TEO

RİSİ D

R. YASİN

KABA

LCIEEM3006 - HABERLEŞME TEORİSİ

Dersin Öğretim Elemanı: Yrd. Doç. Dr. Yasin KABALCI

Ders Görüşme Saati: Çarşamba, 09:30‐12:00

Çarşamba, 15:45‐17:00

e‐m@il: [email protected]

Ders Web Sayfası: kabalci.wordpress.com

EEM3006 -

HA

BERLEŞME TEO

RİSİ D

R. YASİN

KABA

LCI

HAFTALIK İÇERİKEEM3006 - HABERLEŞME TEORİSİ

Hafta Konular1 Giriş ve Temel Kavramlar

2 İşaretler ve Doğrusal Sistemler, Temel Kavramlar

3 İşaretler ve Doğrusal Sistemler, Fourier Analizi

4 İşaretler ve Doğrusal Sistemler, Süzgeç Tasarımı, Alçak geçiren ve Band geçiren İşaretler

5 Genlik Modülasyonu

6 Genlik Modülasyonu

7 Genlik Demodülasyonu

8 Açı Modülasyonuna Giriş

9 Faz ve Frekans Modülasyonu

10 Açı Demodülasyonu

11 Olasılık ve Rastgele Süreçler

12 Olasılık ve Rastgele Süreçler

13 Analog İletişim Sistemleri Üzerinde Gürültünün Etkisi

14 Analog İletişim Sistemleri Üzerinde Gürültünün Etkisi

Ara Sınav (% 40)

Final (% 60)

EEM3006 -

HA

BERLEŞME TEO

RİSİ D

R. YASİN

KABA

LCI

İÇERİK GİRİŞ

Haberleşme Sistemlerinin Elemanları Modülasyon, Modülasyon Türlerinin Sınıflandırılması

SPEKTRAL ANALİZ ve DOĞRUSAL SİSTEMLERDEN İLETİM Fourier Serileri, Fourier Dönüşümü ve Özellikleri Enerji ve Güç Spektral Yoğunlukları Katlama İntegrali, Transfer Fonksiyonu Genlik ve Faz Bozulmaları, Süzgeçler

GENLİK MODÜLASYONU (GM) Çift Yan Band (ÇYB) Modülasyonu ve Modülatör Yapıları Tek Yan Band (TYB) Modülasyonu ve Modülatör Yapıları Artık Yan Band (AYB) Modülasyonu GM İşaretlerin Demodülasyonu Frekans Bölmeli Çoğullama

AÇI MODÜLASYONU Faz ve Frekans Modülasyonu (PM ve FM) FM İşaretlerin Üretimi ve Demodülasyonu


EEM3006 -

HA

BERLEŞME TEO

RİSİ D

R. YASİN

KABA

LCI

İÇERİK (devam)

OLASILIK ve RASTGELE SÜREÇLER Olasılık ve Rastgele Değişkenlerin İncelenmesi Rastgele Süreçler Gauss ve Beyaz Süreçler

ANALOG İLETİŞİM SİSTEMLERİ ÜZERİNDE GÜRÜLTÜNÜN ETKİSİ Genlik Modülasyon Sistemlerinde Gürültünün Etkisi Açı Modülasyonu Üzerinde Gürültünün Etkisi Analog Modülasyon Sistemlerinin Karşılaştırılması Analog İletişim Sistemlerinde İletim Kayıpları ve Gürültünün Etkileri

ÖRNEKLEME ve ANALOG DARBE MODÜLASYONU Örnekleme Teoremi Darbe Genlik Modülasyonu (PAM) ve Zaman Bölmeli Çoğullama (TDM) Darbe Zaman Modülasyonu Türleri (PDM, PPM)


EEM3006 -

HA

BERLEŞME TEO

RİSİ D

R. YASİN

KABA

LCI8.BÖLÜM Sayısal Modülasyonlar

Sayısal Modülasyon Teknikleri

Genlik Kaydırmalı Anahtarlama

Frekans Kaydırmalı Anahtarlama

Faz Kaydırmalı Anahtarlama

Temel Sayısal Modülasyonlar İçin Bir Kıyaslama

Sembol, Bit, Baud Kavramları

Karesel Faz Kaydırmalı Anahtarlama

EEM3006 -

HA

BERLEŞME TEO

RİSİ D

R. YASİN

KABA


Sayısal Modülasyon Teknikleri

Sayısal modülasyon tekniklerinin en basit üç tipi;

Genlik Kaydırmalı Anahtarlama (Amplitude Shift Keying, ASK)

Frekans Kaydırmalı Anahtarlama (Frequency Shift Keying, FSK)

Faz Kaydırmalı Anahtarlama (Phase Shift Keying, PSK)

Bu tekniklerin tümünde, bir sinüzoidal işaretin bir parametresinin

gönderilmek istenen bilgiye bağlı olarak değiştirilmesi söz konusudur.

Bir sinüzoidal işaretin değiştirilebilecek üç farklı parametresi vardır.

Bunlar; Genlik, Frekans ve Faz’dır.

EEM3006 -

HA

BERLEŞME TEO

RİSİ D

R. YASİN

KABA



Genlik kaydırmalı anahtarlamada, taşıyıcının genliği gönderilmekistenilen bilgi işaretine göre değiştirilir.

1 bitini göndermek için taşıyıcı özel bir genlik ile, 0 bitini göndermekiçin ise başka bir özel genlik ile gönderilir.

Aç-Kapat Anahtarlama (On-Off Keying, OOK) ASK’nın özel bir biçimidir. Aşağıdaki şekilde de görüldüğü gibi, OOK’da genliklerden biri sıfır

olarak gönderilir.

0010110010 temel bant bit dizisi

EEM3006 -

HA

BERLEŞME TEO

RİSİ D

R. YASİN

KABA



Modülasyonlu işaret

şeklinde ifade edilebilir. Bu işaretin zamanla değişimi ise aşağıdaki gibiolacaktır.

İkili ASK (OOK) işareti

EEM3006 -

HA

BERLEŞME TEO

RİSİ D

R. YASİN

KABA


Frekans Kaydırmalı Anahtarlama (Frequency Shift Keying, FSK)

Frekans kaydırmalı anahtarlamada taşıyıcının frekansı gönderilecek bilgiişaretine bağlı olarak değiştirilir.

1 biti için belirli bir f1 frekansı, 0 biti için yine belirli bir f2 frekansıgönderilir.


şeklinde ifade edilebilir. Aynı bilgi işareti için zamanla değişim ise:

İkili FSK işareti

EEM3006 -

HA

BERLEŞME TEO

RİSİ D

R. YASİN

KABA



Faz kaydırmalı anahtarlamada taşıyıcının fazı gönderilecek bilgiişaretine bağlı olarak değiştirilir.

Burada faz olarak sinüzoidal işaretin başlangıç açısı dikkatealınmaktadır.

1 biti için taşıyıcı fazında değişiklik yapılmazken, 0 biti göndermek içintaşıyıcı fazı 180° kaydırılarak gönderilir.


şeklinde ifade edilebilir.

Aynı bilgi işareti için modülasyonlu işaretin zamanla değişimi ise birsonraki slaytta görülmektedir.

Dikkat edilecek olursa, bit süresi sınırlarında 180° faz kaymalarırahatlıkla fark edilecektir.

EEM3006 -

HA

BERLEŞME TEO

RİSİ D

R. YASİN

KABA



İkili PSK işareti

EEM3006 -

HA

BERLEŞME TEO

RİSİ D

R. YASİN

KABA


Temel Sayısal Modülasyonlar İçin Bir Kıyaslama

ASK teknikleri, işaret genliğini sıkıştıran ve bozan non-lineer cihazlarınetkilerinden en fazla etkilenen tekniklerdir.

Bu bozulmadan kaçınmak için sistem, non-linear davranışların en çokortaya çıktığı, maksimum güç noktasından uzak lineer bölgedeçalıştırılmalıdır.

Bu probleme karşın, yüksek frekanslı taşıyıcılı sistemlerde ASK sıkçakullanılmaktadır.

ASK ile PSK birleştirilerek Karesel Genlik Modülasyonu (QuadratureAmplitude Modulation, QAM) gibi hibrit sistemler ortaya çıkarılmaktadır.

Bu tür sistemlerde hem genlik hem de faz aynı anda değiştirilmektedir.

EEM3006 -

HA

BERLEŞME TEO

RİSİ D

R. YASİN

KABA


Temel Modülasyonlar İçin Bir Kıyaslama

Kablo ile taşınan işaretler analog veya sayısaldır.

Bir bilgisayar içerisindeki bütün haberleşme sayısal olarak gerçekleşir.

Yerel alan ağı (LAN) haberleşmesi ise analog ortam üzerinden sayısaldata iletimidir.

GM ve FM radyo yayınları ise analog ortam üzerinden analog veriiletimine örnek olarak gösterilebilirler.

Genel olarak, sayısal bir sistemden bahsedildiğinde, aslında analogortam üzerinden sayısal veri iletiminden bahsediliyordur.

Bunun bir istisnası ise Darbe Kodlamalı Modülasyon (Pulse CodeModulation, PCM) tekniğidir. Burada taşıyıcı yoktur ve tamamen sayısalbir sistemdir.

EEM3006 -

HA

BERLEŞME TEO

RİSİ D

R. YASİN

KABA


Sembol, Bit, Baud Kavramları

Sembol ile Bit kavram olarak birbirlerinden tamamen farklı şeylerdir.

Her ikisi de sinüzoidal işaretler veya dalgalarla temsil edilebilmelerine

rağmen Bit, bilgi birimidir. Sembol ise iletim enerji birimidir. Aynı

zamanda iletim ortamı üzerinden taşınan bilgiye ait bitin temsilidir.

İletişim sisteminde analog işaret biçimi, işaret içerisindeki bit sayısına

bağlıdır ve bu işaret sembol olarak adlandırılır. Bir sembol her zaman

bir bit anlamına gelmez. Kullanılan modülasyon türüne göre daha fazla

sayıda bit içerebilir.

Baud ise iletişim sisteminde saniyede gönderilen sembol sayısıdır. Eğer

saniyede 200 sembol gönderiliyorsa bu 200 Baud demektir.

EEM3006 -

HA

BERLEŞME TEO

RİSİ D

R. YASİN

KABA


Karesel Faz Kaydırmalı Anahtarlama (Quadrature Phase ShiftKeying, QPSK)

Bir sinüzoidal işaretin fazı bir periyot boyunca 360o değişir. 360o M adet farklı seviyeye ayrılarak değişik PSK modülasyon türleri

elde edilebilir. i değişkeni [0,M) aralığında bir sayı ise kullanılabilecekfaz açısı değerleri

ile hesaplanabilir.

M modülasyonun derecesini göstermektedir. M = 2 ise BPSK, M = 4 iseQPSK, M = 8 ise 8PSK gibi isimler verilmektedir.

Aşağıdaki şekillerde bu üç modülasyon türü ve onlara ait yıldız kümesidiyagramı (constellation) görülmektedir.

EEM3006 -

HA

BERLEŞME TEO

RİSİ D

R. YASİN

KABA



M-PSK modülasyon türleri: BPSK ve QPSK

EEM3006 -

HA

BERLEŞME TEO

RİSİ D

R. YASİN

KABA



M-PSK modülasyon türleri: QPSK ve 8PSK

EEM3006 -

HA

BERLEŞME TEO

RİSİ D

R. YASİN

KABA



EEM3006 -

HA

BERLEŞME TEO

RİSİ D

R. YASİN

KABA


QPSK Modülatör:

EEM3006 -

HA

BERLEŞME TEO

RİSİ D

R. YASİN

KABA


QPSK Demodülatör:

haberleşme teorisi 14. hafta - kabalci.files.wordpress.com · genlik kaydırmalı anahtarlama...

Documents