Jak porozumět pojmům a číslům v radioreléových spojích

Podobné dokumenty
íta ové sít baseband narrowband broadband

Základy a aplikace digitálních. Katedra radioelektroniky (13137), blok B2, místnost 722

ZÁKLADY DATOVÝCH KOMUNIKACÍ

Druhy sdělovacích kabelů: kroucené metalické páry, koaxiální, světlovodné

Digitální modulace. Podpora kvality výuky informačních a telekomunikačních technologií ITTEL CZ.2.17/3.1.00/36206

ZÁKLADY DATOVÝCH KOMUNIKACÍ

ALCOMA AL18F MP300/600

1. Základy teorie přenosu informací

Mikrovlnné systémy MINI-LINK

cca 3dB DVB-T přijímač Testovací vysílač cca 3dB Obr. 1: Blokové schéma

VY_32_INOVACE_ENI_2.MA_05_Modulace a Modulátory

Mikrovlnné systémy MINI-LINK

DSY-4. Analogové a číslicové modulace. Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Rádiové rozhraní GSM fáze 1

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol

Modulační metody, datové měniče telefonní modemy

Fyzická vrstva. RNDr. Ing. Vladimir Smotlacha, Ph.D.

25. DIGITÁLNÍ TELEVIZNÍ SIGNÁL A KABELOVÁ TELEVIZE

BMS 0x1 Základy bezdrátové komunikace

Mikrovlnné systémy MINI-LINK

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol

Hlavní parametry rádiových přijímačů

Microwave Point-to-Point Link Optimálna mikrovlna

Z P R Á V A. o výsledcích měření nežádoucího vyzařování vysílacího rádiového zařízení Ubiquti Power Bridge M10 EU

Modulační parametry. Obr.1

100G konečně realitou. Co a proč měřit na úrovni 100G

Evropský projekt digitální televize DVB a základní principy jeho standardu

Mikrovlnné systémy MINI-LINK

Fyzická úroveň. Teoretický základ datových komunikací. Fourierova analýza Signály limitované šířkou pásma Maximální přenosová rychlost kanálem

PB169 Operační systémy a sítě

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Ústav radioelektroniky. prof. Ing. Stanislav Hanus, CSc v Brně

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol

Konference RADIOKOMUNIKACE Pardubice EMC LTE DVB-T. zkušenosti z měření (šetření rušení) Tomáš Vik Český telekomunikační úřad

9. PRINCIPY VÍCENÁSOBNÉHO VYUŽITÍ PŘENOSOVÝCH CEST

Mikrovlnné systémy MINI-LINK

3.cvičen. ení. Ing. Bc. Ivan Pravda

Techniky kódování signálu KIV/PD

Základy rádiové digitální komunikace. Doc. Dr. Ing. Pavel Kovář Katedra radioelektroniky K13137

Měření vlastností datového kanálu

Moderní technologie linek. Zvyšování přenosové kapacity Zvyšování přenosové spolehlivosti xdsl Technologie TDMA Technologie FDMA

Mikrovlnné systémy MINI-LINK

Elektrické parametry spojů v číslicových zařízeních

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol

5. MĚŘENÍ NA VYSÍLAČI DIGITÁLNÍ TELEVIZE

Základní komunikační řetězec

Základní principy přeměny analogového signálu na digitální

PRACOVNÍ NÁVRH VYHLÁŠKA. ze dne o způsobu stanovení pokrytí signálem televizního vysílání

TESTY K ODBORNÉ PŘIJÍMACÍ ZKOUŠCE MN - KIS

Rozprostřené spektrum. Multiplex a mnohonásobný přístup

FTTx sítě v roce 2012

Žádost o udělení individuálního oprávnění k využívání rádiových kmitočtů

Vývoj digitální televizní techniky

Měření závislosti přenosové rychlosti na vložném útlumu

11. Jaké principy jsou uplatněny při modulaci nosné vlny analogovým signálem? 12. Čím je charakteristické feromagnetikum?

ednáška a telefonní modemy Ing. Bc. Ivan Pravda

PŘEDPIS L 10/III Změna č. 90 HLAVA 7 LETECKÝ MOBILNÍ LETIŠTNÍ KOMUNIKAČNÍ SYSTÉM (AEROMACS)

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol

Žádost o udělení individuálního oprávnění k využívání rádiových kmitočtů

Počítačové sítě. Lekce 5: Základy datových komunikací

transmitter Tx - vysílač receiver Rx přijímač (superheterodyn) duplexer umožní použití jedné antény pro Tx i Rx

2. Kterým příkazem jazyka C zapíšeme hodnotu proměnné do souboru: a) printf b) sprintf c) fprintf

Mikrovlnné systémy MINI-LINK

Žádost o udělení individuálního oprávnění k využívání rádiových kmitočtů

Přenos dat v počítačových sítích

Žádost o udělení individuálního oprávnění k využívání rádiových kmitočtů

Analogové modulace. Podpora kvality výuky informačních a telekomunikačních technologií ITTEL CZ.2.17/3.1.00/36206

GRAFICKÉ ROZHRANÍ V MATLABU PRO ŘÍZENÍ DIGITÁLNÍHO DETEKTORU PROSTŘEDNICTVÍM RS232 LINKY

Očekávané vlastnosti a pokrytí ČR sítěmi LTE

Modulace 2. Obrázek 1: Model klíčování amplitudovým posuvem v programu MATLAB

Využití kmitočtů pro MW

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol

PSK1-5. Frekvenční modulace. Úvod. Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola, Božetěchova 3 Ing. Marek Nožka. Název školy: Vzdělávací oblast:

PŘÍLOHA 10/III L 10/III HLAVA HLAVA 11 - KV DATOVÝ SPOJ

Měřená veličina. Rušení vyzařováním: magnetická složka (9kHz 150kHz), magnetická a elektrická složka (150kHz 30MHz) Rušivé elektromagnetické pole

4.2. Modulátory a směšovače

Základní informace. o experimentu pro ověření dopadu provozu sítí LTE 800 MHz na příjem signálů DVB-T

Modulace analogových a číslicových signálů

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Výkon komunik. systémů

Koexistence služeb digitálních televizních vysílacích sítí se systémy mobilních komunikací ve sdílených frekvenčních pásmech

DVB-H: Vstupní datový tok kodéru MPEG-2

Počítačové sítě I. 3. Přenos informace Miroslav Spousta,

Úvod. 1. Hlavní příčiny vzájemného rušení v pásmu 10 GHz Nerespektování VO-R/14/X

PB169 Operační systémy a sítě

SNÍMAČE OPTICKÉ, ULTRAZVUKOVÉ A RÁDIOVÉ

VDSL (Very hight speed Digital Subscriber Line)

Standard IEEE

2. GENERÁTORY MĚŘICÍCH SIGNÁLŮ II

Měření na výkonovém zesilovači 1kW/144MHz by OK1GTH

TESTY K ODBORNÉ PŘIJÍMACÍ ZKOUŠCE MN - KIS

Techniky kódování signálu

Digitální televize DVB

Příloha č. 3 k č. j. Č.j. PPR /ČJ EC Počet listů: 6. Technické podmínky

STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA NA PROSEKU. TV, kabelové modemy

Přenosová technika 1

NÁVRH VYHLÁŠKA. ze dne 2008,

UNIVERZITA PARDUBICE ÚSTAV ELEKTROTECHNIKY A INFORMATIKY

4. Co je to modulace, základní typy modulací, co je to vícestavová fázová modulace, použití. Znázorněte modulaci, která využívá 4 amplitud a 4 fází.

UNIVERZITA PARDUBICE FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A INFORMATIKY BAKALÁŘSKÁ PRÁCE 2009 TOMÁŠ VAŇKÁT

Transkript:

Jak porozumět pojmům a číslům v radioreléových spojích Ing. Vojtěch Klusáček Ph.D. Microwave development dept. Mo@o:..jak to vlastně funguje v těch rádiových spojích?..

Obsah přednášky 1. Rozdělení signálů, vlastnosg 2. Kapacita kanálu, vliv šumu 3. P2P spoje modulace (QAM), spektrum, rozdělení 4. Moderní způsoby navýšení kapacity spojů (XPIC, MIMO, LoS Mimo) 5. Současné možnosg a cesty rozvoje 2

Rozdělení typů signálů a vlastnosg Analogové signály tvořeny spojitě se měnící hodnotou nabývají nekonečného množství stavů Kvalitativním měřítkem je odstup signálu od šumu Množství informace je úměrné kmitočtovému pásmu signálu Digitální signály tvořeny signálem s předdefinovaným počtem stavů Kvalita signálu se hodnotí chybovostí (BER) Signál se přenáší s určitou periodou (počet vzorků/s) resp. symbolů/s Signál je tvořen symboly symboly mohou mít n stavů, symboly tvoří abecedu Kapacita systému je určena počtem přenesených symbolů/s [Bd], resp. bitů/s Pokud n[počet bitů na symbol] potom přenesených stavů je m=2n Příklad 256QAM 8bitů na symbol 28 =256 stavů 1024QAM/112MHz BW symbolová rychlost 90Msymbolů/s=90MBd 900Mbitů/s

Kapacita kanálu Nyquistovo kritérium vvzork 2 (dostupná BW) Přenosová rychost C[bit/s] = vvzork log2 M (M..počet stavů) Příklad 256QAM vsym =20[Ms/s] C=𝟐𝟎 𝟖=𝟏𝟔𝟎 Mb/s S vícestavovovou modulací roste přenosová rychlost, resp. můžeme pro přenos použít užší šířku pásma, ale pozor, nárůst kapacity s logaritmem!! Max. kapacita kanálu Shannonův teorém Příklad BW 28MHz s/n 30dB C 270 Mb/s (256QAM 220MBd ALC) spektrální efektivita 9.6 bit/s/hz fyziku nelze ošálit!

Šum Tepelný šum P=kTB P=- 173dBm/Hz +10log(B) Intermodulační šumy Přeslechy (vícecestné šíření) Impulzní šumy Poměr Eb/N0, Es/N0 (energie) Poměr ( SNR)dB = 10 log10 signal power noise power Šum. číslo přijímače, antény Příklad BW 28MHz Pš=- 98.5dBm

Obecné schéma digitálního mikrovlnného spoje

Základy signálových modulací amplitudová (PAM,PŠM,PPM), frekvenční (sat) historické spoje citlivost!! fázová modulace (BPSK,QPSK,m- PSK) robustní, nízký pož. S/N - použiw satelitní spoje, spoje na dlouhé vzdálenosx QAM modulace (I Q složky) - 2x PAM (16,32,64,128,..1024QAM) V současnosx převažuje u P2P spojů vysoká spektrální efekxvita a přenosová kapacita na kanál, požaduje vysoký S/N (dle počtu stavů) Složené modulace OFDM odolná na mulxpath - sdružuje mnoho pomalu modulovaných QAM subnosných, použiw Wifi, DVB- T - nevýhody složitá demodulace, zpoždění dlouhé trvání symbolu, náchylná na fázový šum 7

Porovnání spojů z hlediska Es/N 8

QAM (Quadrature amplitude modulation) Příklad reálné trajektorie signálu 16QAM Signál symboly pouze prochází, nezdržuje se. Celý konstelační diagram resp. signálový vektor se otáčí dle frekvence nosné vlny Počet bitů přenesených symbolem log2 (16) = 4 Spojité procházení symboly 9

Konstelační diagram QAM 10

Spektrum QAM filtrace 11

Porovnání masky spektra komprese a kvalita konstelační diagram, EVM, rušení atd. různá modulace-různý maximální použitelný vysílací výkon čtvercové modulace/128qam,(20dbm QAM /24dBm QPSK) 12

Porovnání masky spoje ACCP a ACAP 128QAM BW 28MHz vlevo 24.22MBaud vpravo 26.53MBaud napumpování spektra kanálu přináší rušení do sousedního 13

Použip FEC Přidání redundantní informace do datového toku použije se pro idenxfikaci a opravu bitových chyb a burstových chyb Kompromis mezi navýšením toku a schopnosw opravit chyby (typické aplikace, stav QEF) PoužiW různých technik kódování Reed Salamon, LDPC 14

Hlavní vf parametry spojů za vysokou přenosovou kapacitu se platí nižší citlivostí fyzika se nedá obejít 15

Základní typy spojů z hlediska typu přenosu FDD- Způsob realizace obousměrné komunikace, kdy se oba datové toky přenášejí najednou Datové toky jsou odděleny rozdílným umístěním v kmitočtovém spektru Signálové oddělení odvodů RX a TX zajištuje duplexer (frekvenční filtr s velkým oddělením) Nenavyšuje latenci dat, neboť data se vysílají v reálném čase a není třeba je ukládat. 16

Základní typy spojů z hlediska konstrukce Kmitočtový multiplex jednotka používá vždy pár kmitočtů v dolním a horním pásmu (duplexní odstup) Jednotka vysílá i příjímá zároveň oddělení vysílače a přijímače filtrem s vysokým oddělením tzv. duplexer rozšíření polarizační oddělení spojů, XPIC, LoS MIMO Hardware superheterodyny ( jedno nebo více směšování) Vysílač L dolní pásmo vysílač H horní pásmo duplexer Příjímač H horní pásmo duplexer Příjímač L dolní pásmo 17

VlastnosG duplexeru Kmitočtová charakteristika duplexeru určuje izolaci mezi přijímačem a vysílačem 18

časový multiplex (TD) spoj používá většinou jeden kmitočet v pásmu poloduplex, není třeba diplexer-cena jednotka vysílá a protistanice příjímá (anebo naopak) Rozšíření funkcí MIMO, polarizace, synchronizace jednotek v síti Hardware maximální jednoduchost použití přímé kmitočtové konverze vysílač vysílač Anténní přepínač Anténní přepínač příjímač Nutnost synchronizace TX/RX, časové ztráty příjímač 19

Metody navyšování kapacity spoje Neustálý tlak na navyšování datové kapacity Spektrum není nevyčerpatelný zdroj Řešení problému Zlepšení spektrální efektivity (změna modulace)! Změna kmitočtového pásma! Adaptivní modulace! XPIC (cross polarization interference cancelation)! (LOS) MIMO! 20

XPIC Využívá najednou obě polarizace na stejném kanálu Paradoxně při ACAP plánování zamezuje použití sousedních kanálů a tedy (globálně) nepřináší výhodu lepšího využití spektra Poplatky závisí na regulátorovi může být výhodnější Složitější nastavování, problém s depolarizací (déšť) Výhody záloha (1+1), pokud není vyhnutí, 1 anténa na 2 jednotky, cena OMT

Rozdělení SISO, MISO, MIMO

Důvody použip MISO, MIMO Eliminace vlivu vícecestného šíření založeno na statistice pravděpodobnost úniku na dvou anténách je nižší (řádově) než na jedné anténě Navýšení kapacity nutným předpokladem je vysoké SNR a možnost jednotlivé signály (cesty) od sebe oddělit Eliminace rušení -vhodným nafázováním signálu u přijímače i vysílače je možno rušící signál dostat do nuly Nutný předpoklad pro funkčnost systému je nezávislost signálových cest (v čase, v prostoru atd.), vše se děje na STEJNÉM KMITOČTU

Jak funguje LoS MIMO 2x2 LOS P2P spoje nemají vícecestné šíření, redundance cest vytvořena v prostoru a fázováním Předpoklady funkce oba TX fázově zavěšeny, vzdálenost antén n násobkem vlnové délky, zpracování signálů přijímaných oběma anténami najednou práce s fázovým posuvem d) Neoptimální stav výsledná amplituda signálu je nižší

LoS MIMO z pohledu antén(áře) Optimální vzdálenost anténu LoS MIMO pro různá pásma Čím jsou TX antény vzdálenější, tím je vyzařovací diagram členitější

Analýza rozvoje RR spojů z hlediska následných aplikací 27

PerspekGvy RR spojů 1. a) b) c) 2. Navyšování kapacity spojů Zvyšování QAM (4096) kapacita narůstá pouze s poměrem logaritmů!! Problémy se šumem a linearitou Přechod do vyšších kmitočtových pásem (E-band) s vyšší možnou šířkou pásma. Problémy s útlumem v atmosféře, cena XPIC, LoS MIMO Snižování ceny vysoká integrace ( one chip radio ), velkosériová výroba (rozvoj sítí LTE atd..) cenový rozdíl mezi komerčními a profesionálními zařízeními narůstá 28

www.alcoma.cz Děkuji za pozornost! 29

Kapacita kanálu