پاورپوینت عوارض کانال(تداخل نمونه ها،نویز،فیدینگ)آنالیز خطا،کدینگ کانال

— پاورپوینت شامل تصاویر میباشد —-

اسلاید ۱ :

نویز در سیستم های آنالوگ و دیجیتال

معیارهای ارزیابی آسیب شناسی نویز بر سیستمهای آنالوگ و دیجیتال

• S/N (قدرت سیگنال به نویز)
• Signal-to-Noise Ratio (Analog)
• معمولا بر اساس کاربرد و حساسیت گیرنده ها آستانه مجاز SNR تعیین میگردد.
• C/N (قدرت کاریر به نویز)
• Carrier-to-Noise Ratio (Analog and Digital)
• بمنظور اطمینان از انتقال موثر اطلاعات لازم است این شاخص از حساسیت دمدولاتور بالاتر باشد.
• BER (میزان نرخ بیتهای دچار خطا)

اسلاید ۲ :

بلوک دیاگرام یک سیستم فرستنده و گیرنده آنالوگ

= Wideband (passband) signal with modulation

= Baseband signal with raw information

اسلاید ۳ :

نسبت سیگنال به نویز

نسبت S/N ، شاخص ارزیابی عملکرد سیستمهای آنالوگ در درجه اول به میزان کیفیت قابل پذیرش اطلاعات باند پایه توسط کاربر پس از بازیابی پیام در خروجی دمدولاتور داشته لیکن بر حسب dB در“خروجی دمدولاتور“ و بر اساس کاربرد و نوع پیام توسط مراجع مهندسی نظیر ITU تعیین میشود.

برای مثال حداقل SNR برای سیگنالهای تلویزیونی آنالوگ ۵۰dB تعیین شده است.

اسلاید ۴ :

عوارض کانال انتقال دیجیتال- نرخ بیت های خطا BER

• در سیستمهای دیجیتال اثر نویز و سایر عوامل مزاحم، سبب به اشتباه انداختن گیرنده در تشخیص بیت میشود و بطور کل میزان سلامت سیستم مخابراتی را میتوان در انتقال با کمترین اشتباه در مقصد سنجید، بهمین منظور چنانچه بیتهای اشتباه شده را یک دنباله تصور کنیم میزان نرخ این دنباله بنام Bit Error Rate تعریف می گردد.
• خواهیم دید که BER بصورت یک توان نمایی که همان احتمال وقوع خطای بیت میباشد بیان میگردد.
• برای مثال BER=10-6 به این معنی است که در هر ۱۰۶ بیت یک بیت دچار خطا می شود.

اسلاید ۵ :

عوامل تاثیر گذار برنرخ بیت های خطا BER

• از آنجائیکه بطور مستقیم BER به C/N بستگی دارد میتوان بطور خلاصه عوامل موثر در BER را چنین بیان نمود:
• تغییر قدرت کاریر
• در دریافت ماهواره ائی یکی از عوامل کاهندۀ اندازۀ قدرت کاریر نبود تنظیم دیش میباشد که خود باعث افزایش BER میگردد.
• تضعیف سیگنال که میتواند در اثر عواملی نظیر نامناسب بودن اتصالات، وجود رطوبت در کنکتورها و …. نیز یکی از عوامل عمده کاهش C می باشد.
• افزایش قدرت نویز

نویزهای سیستم و کانال ارتباطی اعم از“نویز آسمانی، نویز صنعتی و …“

• تاخیر مخرب که سبب تداخل سمبلها میشوند.

اسلاید ۶ :

ظرفیت کانال دیجیتال

حداکثر نرخ بیتی که یک ارسال قابل اعتماد، بدون خطاء بر روی یک کانال مخابراتیAWGN  (که تنها عامل مخرب آن نویز سفید باشد)، بنام ظرفیت کانال خوانده می شود.

ظرفیت هر کانال با پهنای باند BW، بر اساس رابطۀ ائی موسوم به رابطۀ شانون بقرار زیر تعیین میگردد:

برای مثال بگویید یک خط دو سیمه با پهنای باند موثر و خطی حدود ۱۰MHz، هنگامیکه بتوانیم توسط فرستنده SNR ائی حدود ۳۰dB را تامین کنیم در چنین وضعیتی حد بالای نرخ بیت قابل انتقال ازین کانال چقدر است؟

اسلاید ۷ :

آنالیز خطاء (۱)

در یک سیستم باینری مبتنی بر شکل موج دو قطبی +A و –Aو با تصور اینکه تنها عامل ایجاد کننده خطاء نویز باشد، در دو وضعیت با خطا مواجهه میگردیم:

• دامنۀA ارسال شده، ولی ولتاژی که در گیرنده احساس شده AT+N<0 میباشد (“۱” ارسال شده، ولی “۰” دریافت نمودیم).
• دامنۀ -A ارسال شده، ولی ولتاژی که در گیرنده احساس شده (- AT+N>0) میباشد.(“۰” ارسال شده، ولی “۱” دریافت نمودیم).

AT: آستانۀ تصمیم گیری گیرنده می باشد.

اسلاید ۸ :

آنالیز خطاء (۲)

چنانچه عامل ایجاد خطاء نویز سفید بوده و از آنجائیکه دامنۀ نویز

سفید طبق تابع توزیع احتمال گاوسی رخ میدهد میتوان بطور کمی بقرار زیر سنجیده شود:

متوسط احتمال خطاء یک سیستم ارسال باینری:

اسلاید ۹ :

آنالیز خطاء (۳)

همانطور که میدانیم محاسبه یا بهتر بگوئیم تخمین خطاء منوط به محاسبۀ تابع انتگرالی Q( ) می باشد، با شرایطی میتوان تقریب خوبی برای این تابع بقرار زیر تعریف نمود:

اسلاید ۱۰ :

مثال

• یک دیتای دیجیتال توسط سیستم باند پایه ائی با دانسیته قدرت نویزی برابر N0=10-7watt/Hz ارسال شده است، چنانچه دامنه پالس دریافتی A=20mV باشد، مطلوبست:

(aچنانچه نرخ بیت Rb=1 kbps باشد، احتمال خطا چقدر است؟

(bحال اگر نرخ بیت به Rb=10 kbps افزایش یابد، بمنظور حفظ احتمال خطا در همان مقدار بخش قبل چه مقدار دامنه پالس A نیاز است؟