Sıra | DOSYA ADI | Format | Bağlantı |
---|---|---|---|
01. | İleri Sayısal Haberleşme | ppt | Sunumu İndir |
Transkript
İleri Sayısal HaberleşmeYrd. Doç. Dr. Birol SOYSALAtatürk ÜniversitesiMühendislik FakültesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-32Haberleşme Kanalı ve Modellenmesi Verici
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-33Haberleşme Kanalı ve Modellenmesiİstatistiksel kanal modeli:• Vericiden gönderilen işaret yansımaya, kırılmaya ve saçılmaya uğrayarak alıcıya ulaşan bileşenlerden oluşmaktadır.• Bu bileşenlerin genlikleri eşit, fazları da düzgün dağılıma sahiptir.• Merkezi limit teoremine göre, N için bunların toplamı Gauss dağılıma sahip olur.• N > 6 durumunda yapılacak hata göz ardı edilebilir.• N = 8 veya N = 16 ışınlı model yaygın olarak kullanılmaktadır. Biz çalışmalarımızda N = 8 alarak kanal modeli oluşturacağız.
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-34Haberleşme Kanalı ve ModellenmesiRayleigh kanal modeli:abFaz deðiþim aralýðýGenlik deðiþim aralýðýVerici ile alıcının birbirini görmediği durumlarda, alınan işaretin genlik ve fazında büyük değişimler meydana gelebilir. Alınan işaretin zarfındaki değişimler Rayleigh dağılım fonksiyonu ile modellenebilir. 00,2/exp)(222rrrrrp , 0
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-35Haberleşme Kanalı ve ModellenmesiRicean kanal modeli:Verici ile alıcının birbirini görebildiği durumlarda, alınan işaretin genlik ve fazında büyük değişimler meydana gelmez. Direk görüş bileşeninin genliği diğerlerine göre oldukça büyüktür. Alınan işaretin zarfındaki değişimler Ricean dağılım fonksiyonu ile modellenebilir.abFaz deðiþim aralýðýGenlik deðiþim aralýðý 0 , 000 , 2/exp)( 202222r ve rBBrIBrrrp
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-36Haberleşme Kanalı ve Modellenmesi.lX YT (verici)vdvDoppler kayması:
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-37Haberleşme Kanalı ve ModellenmesiDoppler kayması: coscos tvdl cos22 tvl cos21 vtf d .lX YT (verici)vdv
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-38Haberleşme Kanalı ve Modellenmesiv = 100 km/h, f = 5.2 GHz0 10 20 30 40 50-50-40-30-20-100Zaman (ms)Alýnan iþaretin seviyesi (dB)Doppler kayması:
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-39Haberleşme Kanalı ve Modellenmesiİstatistiksel kanal modeli (Rayleigh):
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-310Haberleşme Kanalı ve Modellenmesiİstatistiksel kanal modeli (Rayleigh):N, ...,, )/N , iπ(iθi 2112 NiisikvkTAI1cos2cos NiisikvkTAQ1cos2sin N , modeldeki ışın sayısıTs , örnekleme periyoduv , kullanıcı hızıi , i. ışın için başlangıç varış açısı , taşıyıcı işaretinin dalga boyu
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-311Haberleşme Kanalı ve Modellenmesiİstatistiksel kanal modeli (Rayleigh):-0.210624-0.168462-0.126300-0.084138-0.0419750.0001870.0423490.0845110.1266730.1688350.21099802004006008001,0001,2001,4001,600Kanal katsayýsýnýn gerçel kýsmýOlasýlýk yoðunluðu
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-312Haberleşme Kanalı ve Modellenmesiİstatistiksel kanal modeli (Rayleigh):-0.207038-0.167256-0.127473-0.087690-0.047907-0.0081250.0316580.0714410.1112230.1510060.19078802004006008001,0001,2001,4001,600Kanal katsayýsýnýn sanal kýsmýOlasýlýk yoðunluðu
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-313Haberleşme Kanalı ve Modellenmesiİstatistiksel kanal modeli (Rayleigh):0.0001710.0223410.0445100.0666800.0888500.1110190.1331890.1553580.1775280.1996980.22186702004006008001,0001,2001,400Kanal katsayýsýnýn genliði Olasýlýk yoðunluðu
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-314Haberleşme Kanalı ve Modellenmesiİstatistiksel kanal modeli (Ricean):NisisikvkTBvkTAI1cos2coscos2cos cos2sincos2sin1sNiisikvkTBvkTAQ2210log10)( NABdBK Ricean kanal K faktörü:
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-315Haberleşme Kanalı ve ModellenmesiKanal Profili:Haberleşme kanalı, dallı gecikme hattı (tapped delay line, TDL) filtre modeli ile temsil edilebilmektedir. TDL filtre modelinin her bir katsayısı dar bantlı kanal katsayısı gibi belirlenirken, bu katsayıların genlikleri kanalın gecikme profilinin nasıl olacağını (üstel azalan, Laplacian veya Gaussian) belirlemektedir.Üstel azalan yoğunluk fonksiyonu: axaxbaxbxf x , 0 , /)(exp1)(
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-316Haberleşme Kanalı ve ModellenmesiKanal Profili:Haberleşme kanalı, dallı gecikme hattı (tapped delay line, TDL) filtre modeli ile temsil edilebilmektedir. TDL filtre modelinin her bir katsayısı dar bantlı kanal katsayısı gibi belirlenirken, bu katsayıların genlikleri kanalın gecikme profilinin nasıl olacağını (üstel azalan, Laplacian veya Gaussian) belirlemektedir.Üstel azalan gecikme profili ve genlik spektrumu 0 50 100 150 200 250 300 350 400 45000.20.40.60.811.2Gecikme (ns)Normalize güç0 5 10 15 20 25 30-30-25-20-15-10-50FrekansGenlik [dB]
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-317Haberleşme Kanalı ve ModellenmesiKanal Profili:Haberleşme kanalı, dallı gecikme hattı (tapped delay line, TDL) filtre modeli ile temsil edilebilmektedir. TDL filtre modelinin her bir katsayısı dar bantlı kanal katsayısı gibi belirlenirken, bu katsayıların genlikleri kanalın gecikme profilinin nasıl olacağını (üstel azalan, Laplacian veya Gaussian) belirlemektedir.Laplacian yoğunluk fonksiyonu: bmxaxf x /exp)(
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-318Haberleşme Kanalı ve ModellenmesiKanal Profili:Haberleşme kanalı, dallı gecikme hattı (tapped delay line, TDL) filtre modeli ile temsil edilebilmektedir. TDL filtre modelinin her bir katsayısı dar bantlı kanal katsayısı gibi belirlenirken, bu katsayıların genlikleri kanalın gecikme profilinin nasıl olacağını (üstel azalan, Laplacian veya Gaussian) belirlemektedir.Laplacian gecikme profili ve genlik spektrumu 0 50 100 150 200 250 300 350 400 45000.20.40.60.811.2Gecikme (ns)Normalize güç0 5 10 15 20 25 30-30-25-20-15-10-50FrekansGenlik [dB]
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-319Haberleşme Kanalı ve ModellenmesiKanal Profili:Haberleşme kanalı, dallı gecikme hattı (tapped delay line, TDL) filtre modeli ile temsil edilebilmektedir. TDL filtre modelinin her bir katsayısı dar bantlı kanal katsayısı gibi belirlenirken, bu katsayıların genlikleri kanalın gecikme profilinin nasıl olacağını (üstel azalan, Laplacian veya Gaussian) belirlemektedir.Gaussian yoğunluk fonksiyonu: 2222/exp21)( xxxx axxf
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-320Haberleşme Kanalı ve ModellenmesiKanal Profili:Haberleşme kanalı, dallı gecikme hattı (tapped delay line, TDL) filtre modeli ile temsil edilebilmektedir. TDL filtre modelinin her bir katsayısı dar bantlı kanal katsayısı gibi belirlenirken, bu katsayıların genlikleri kanalın gecikme profilinin nasıl olacağını (üstel azalan, Laplacian veya Gaussian) belirlemektedir.Gaussian gecikme profili ve genlik spektrumu 0 50 100 150 200 250 300 350 400 45000.20.40.60.811.2Gecikme (ns)Normalize güç0 5 10 15 20 25 30-30-25-20-15-10-50FrekansGenlik [dB]
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-321Haberleşme Kanalı ve ModellenmesiKanal Profili:Şekillerde de görüldüğü gibi, üstel azalan, Laplacian ve Gaussian tipi gecikme profiline sahip kanalların genlik spektrumları arasında çok büyük fark yoktur. Oysa, Proakis tipi gecikme profiline sahip kanalın genlik spektrumu, oldukça kötüdür. Bazı frekans bileşenlerinin aşırı zayıflamaları nedeniyle, bu kanala ait başarım oldukça düşük olacaktır. Bu yüzden, bizim çalışmalarımızda Proakis kanal profili sistemin başarımını ölçmede referans olarak kullanılmaktadır.
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-322Haberleşme Kanalı ve ModellenmesiKanal Profili (Proakis):0 50 100 150 20000.20.40.60.8Gecikme (ns)Normalize güç
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-323Haberleşme Kanalı ve ModellenmesiKanal Profili (Proakis):0 5 10 15 20 25 30-60-50-40-30-20-100FrekansGenlik [dB]
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-324Haberleşme Kanalı ve ModellenmesiKanal Profili:0 5 10 15 20 25 30-60-50-40-30-20-100FrekansGenlik [dB]ProakisÜstel azalanGaussianLaplacian
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-325Haberleşme Kanalı ve ModellenmesiTs TsTsAWGNkvkxk xk-1 xk-2 xk-L+1 xk-Lh0 h1 h2 hL-1 hLΣKanalın dallı gecikme hattı (Tapped Delay Line, TDL) filtre modeli kLkLLkLkkkk xhxhxhxhxhv 1122110 Likikik xhv0
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-326Haberleşme Kanalı ve Modellenmesiclear all;amplit=[0.227; 0.460; 0.688; 0.460; 0.227];%randn('seed',1);for i=1:5 amplit(i)=amplit(i)/8;endfor i=1:8 teta(i)=i*2*pi/8.0;endfor i=1:5 for j=1:8 alfa(i,j)=2*pi*randn(); endendfor i=1:5 f(i)=complex(0.0,0.0); for j=1:8 ek=amplit(i)*complex(cos(alfa(i,j)),sin(alfa(i,j))); f(i)=f(i)+ek; endendİstatistiksel kanal modeli (Rayleigh):
22.03.20 Birol SOYSAL DERS-327Haberleşme Kanalı ve ModellenmesiÖDEV:MATLAB ortamında Ricean kanal simülasyonunu gerçekleştiriniz.İstatistiksel kanal modeli (Ricean):