1 / 45

Komunikacijske tehnologije

Komunikacijske tehnologije. Kodiranje podataka Data Encoding. Tehnike kodiranja. Digitalni podaci , digitalni signal Analogni podaci , digitalni signal Digitalni podaci , analogni signal Analogni podaci , analogni signal. Digitalni podaci , digitalni signali. Digital ni signal

nenet
Télécharger la présentation

Komunikacijske tehnologije

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Komunikacijske tehnologije Kodiranje podataka Data Encoding

  2. Tehnike kodiranja • Digitalni podaci, digitalni signal • Analogni podaci, digitalni signal • Digitalni podaci, analogni signal • Analogni podaci, analogni signal

  3. Digitalni podaci, digitalni signali • Digitalni signal • Diskretnu, nekontinuiranipulsevi napona • Svaki puls je element signala • Binarni podaci se enkodiraju u elemente signala

  4. Termini (1) • Unipolar • Svi elementi signala imaju isti predznak • Polar • Jedno logičko stanje se predstavlja pozitivnim a drugo negativnim naponom • Brzina prijenosa • Brzina prijenosa podataka u bitovima u sekundi bps • Trajanje ili dužina jednog bita • Vrijeme potrebno odašiljaču da pošalje jedan bit

  5. Termini (2) • Brzina modulacije • Brzina kojom se mijenjaju nivoi signala • Mjeri se u baud = signalni elementi u sekundi • Oznaka i razmak • Binarna 1 ibinarna 0

  6. Interpretacija signala • Potrebno je znati • Kada počinju a kada staju bitovi • Nivoi signala • Faktori koji utječu na uspješnu interpretaciju signala • Odnos signal-šum • Brzina prijenosa • Bandwidth

  7. Usporedba shema za enkodiranje (1) • Spektar signala • Manje viših frekvencija smanjuje potrebni bandwidth • Bez istosmjerne komponente može se povezati preko transformatora – izolacija • Koncentracija snage signala u sredini bandwith-a • Clocking • Sinkroniziranje odašiljača i prijemnika • Vanjski sat • Sinkronizacijski mehanizam u signalu

  8. Usporedba shema za enkodiranje(2) • Detekcija greški • Može biti ugrađena u enkodiranje signala • Otpornost na interferenciju i šum • Neki kodovi su bolji od drugih • Cijena i složenost • Veća brzina signala (-> veća brzina podataka)vodi ka višim troškovima • Neki kodovi traže veću brzinu signala od brzine podataka

  9. Sheme za kodiranje • Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L) • Nonreturn to Zero Inverted (NRZI) • Bipolar -AMI • Pseudoternary • Manchester • Differential Manchester • B8ZS • HDB3

  10. Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L) • Dva različita napona za 0 i 1 • Napon je konstatan za vrijeme jednog bita • Nema promjena, tj. nema vraćanja na nulu • Np. Nema napona – nula, pozitivni napon 1 • Češće, negativni napon za jednu vrijednost a pozitivni za drugu • Ovo je NRZ-L

  11. Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L) • Koristi se kod sporih sinkronih i asinkronih veza • Problem kod sinkronizacije (kod nizova istih vrijednosti) • Bandwith od 0Hz sa samo 1 ili 0, do pola brzine prijenosa kod 010101010

  12. Nonreturn to Zero Inverted • Nonreturn to zero invertiran na jedinicama • Napon je konstantan za vrijem trajanja bita • Podaci se kodiraju kao postojanje ili ne promjene na početku bita • Promjena (low na high ili high na low) označava binarnu jedinicu • Bez promjene označavao 0 • FDDI, USB • Primjer:

  13. NRZ

  14. Diferencijalno kodiranje • Podaci se predstavljaju promjenama a ne nivoima • Puno je pouzdanija detekcija promjene od detekcije nivoa • Kod kompleksnih prijenosnih sustavalako se izgubi osjećaj za polaritet

  15. NRZ prednosti i mane • Prednosti • Lako za izvesti • Dobro iskorištava bandwith • Mane • Istosmjerna komponenta • Sinkronizacija • Upotrebljava se za magnetske zapise • Rijetko se koristi za prijenos signala

  16. Binarni sa više nivoa • Upotrjebljava više od dva nivoa • Bipolar-AMI (Alternate Mark Inversion) • Nula se predstavlja izostankom signala • Jedinica se predstavlja negativnim ili pozitivnim pulsom • Pulsovi alterniraju u polaritetu • Sinkronizacija lagana kod niza jedinca (nule su i dalje problem) • Nema DC komponente • Niži bandwith • Lakša detekcija greški

  17. Pseudoternary • Jedan se predstavlja izostankom signala • Nula se predstavlja alternirajućim negativnim ili pozitivnim • Nema prednosti ili mana u odnosu an bipolar-AMI • komplement

  18. Bipolar-AMI and Pseudoternary

  19. Nedostaci kod binarnog sa više nivoa • Nije toliko efikasan kao NRZ • Svaki signalni element predstavlja samo jedan bit • U sistemu sa 3 nivoa mogao bi log23 = 1.58 bits • Prijemnik mora razlikovati tri nivoa signala(+A, -A, 0) • Traži približno 3dB više snage signala za istu vjerojatnost bit error-a

  20. Dvofazno - Biphase • Manchester • Promjena u sredini trajanja bita • Promjena nam služi i kao sati kao podatak • Visoko na nisko predstavlja 1 • Nisko na visoko predstavlja 0 • IEEE 802.3 • diferencijalni Manchester • Promjena u sredini je samo radi sata • Promjena na početku bitapredstavlja 0 • Bez promjene na početku - 1 • IEEE 802.5

  21. Prednosti i mane • Mane • Barem jedan promjena po bitu, moguće i dvije • Dupla brzina modulacije u odnosu na NRZ • Traži veći bandwith • Prednost • Samo sinkronizacija • Nema istosmjerne komponente • Detekcija greške • Izostanak očekivane transmisije

  22. Modulation Rate

  23. Scrambling • scrambling - zamjenjuju se sekvence koji daju konstantan napon • S čime? • Mora biti dovoljno promjena radi sinkronizacije • Mora biti prepoznato od strane prijemnika i zamijenjeno originalom • Iste dužine kao i original • Bez istosmjerne komponente • Bez dužih sekvenci bez signala • Bez opadanja brzine prijenosa podataka • Sposobnost detekcije greški

  24. B8ZS • Bipolar With 8 Zeros Substitution • Zasnovan na bipolar-AMI • Ako ide niz od 8 nula a prethodni puls je bio pozitivankodiraj kao: 000+-0-+ • Ako ide niz od 8 nula a prethodni puls je bio negativan kodiraj kao: 000-+0+- • Dva kršenja AMI koda • Malo vjerojatno da se desi zbog šuma • Prijemnik to detektira i interpretira kao sekvencu sastavljenu od nula

  25. HDB3 • High Density Bipolar 3 Zeros • Baziran bipolar-AMI • 1 0 0 0 0 1 1 0 postaje + 0 0 0 V - + 0 • 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 • + 0 - 0 0 0 - 0 + - + 0 0 + - + - 0 0 - 0 0 • E1

  26. B8ZS and HDB3

  27. Digitalni podaci, analogni Signal • Javni telefonski sustav • 300Hz - 3400Hz • Modem (modulator-demodulator) • Amplitude shift keying (ASK) • Frequency shift keying (FSK) • Phase shift keying (PK)

  28. Tehnike modulacije

  29. Amplitude Shift Keying • Vrijednosti se predstavljaju različitim vrijednostima amplitude nosioca • Uobičajeno, jedan amplituda je nula • prisustvo odnosno odsustvo nosioca • Osjetljivo na nagli rast signala • Neefikasno • Do 1200bps na telefonskim paricama • Koristi se na optičkim nitima

  30. Frequency Shift Keying • Vrijednosti se predstavljaju različitim vrijednostima frekvencije (blizu nosioca) • Manje osjetljiv na greške od ASK • Do 1200bps na telefonskim linijama • HF radio • I više frekvencije u LAN-ovi korištenjem koaksijalnog kabela

  31. FSK na telefonskim linijama

  32. Phase Shift Keying • Faza nosioca se mijenja i prikazuje podatke • Diferencijalni PSK • Faza se mijenja u odnosu na prethodno slanje

  33. Quadrature PSK • Efikasniji – svaki signalni element predstavlja više od jednog bita • np. promjenaod/2 (90o) • Svaki element predstavlja 2 bita • Može koristiti 8 faznih kutovai može imati više od jedne amplitude • 9600bps koristi 12 kutova , od kojih 4 ima dvije amplitude

  34. Performanse Digital u Analog modulacije • Bandwidth • ASK i PSK bandwidth direktno vezani uz brzinu • FSK bandwidth vezan u brzinu na nižim frekvencijama, ali manje ovisan na višim frekvencijama • U prisustvu šuma, bit error razinakod PSK i QPSK je ok 3dB bolja od ASK i FSK

  35. Analognipodaci, Digitalnisignal • Digitalizacija • Konverzija analognih podataka u digitalne podatke • Digitalni podaci mogu onda biti slani korištenjem NRZ-L • Digitalni podaci mogu onda biti slani korištenjemdrugih kodova osim NRZ-L • Digitalni podaci mogu biti prebačeni u analogni signal • Analogno – digitalna konverzija se obavlja codec-om • Pulse code modulation • Delta modulation

  36. Pulse Code Modulation(PCM) (1) • Ako se signal uzorkuje brzinom dvaput većomod najviše frekvencije u signalu, u uzorku će biti sačuvana sva informacija originalnog signala • Glas do 4000Hz • 8000 uzoraka u sekundi • Analogni uzorci (Pulse Amplitude Modulation, PAM) • Svakom uzorku se dodjeljuje digitalna vrijednost

  37. Pulse Code Modulation(PCM) (2) • 4 bit sistem daje 16 nivoa • Quantized • Quantizing error or noise • Aproksimacija znači da je nemoguće postići original egzaktno • 8 bit sistem daje 256 nivoa • Kvaliteta je usporediva s analognom transmisijom • 8000 uzoraka u sekundi po 8 bita daje 64kbps

  38. Nelinearno kodiranje • Kvantizacijski nivou nisu ravnomjerno raspoređeni • Smanjuje distorziju

  39. Delta modulacija • Analogni ulaz se aproksimira sa stepeničastom funkcijom • Ide gore ili dole () u svakom intervalu uzorkovanja • Binarno ponašanje • Funkcija ide gore ili dole u svakom intervalu

  40. Delta Modulation - example

  41. Delta Modulation - Operation

  42. Delta modulacija • Dobra reprodukcija glasa • PCM - 128 nivoa (7 bit) • bandwidth za glas 4khz • 8000 x 7 = 56kbps PCM US • 8000 x 8 = 64kbps PCM EU • Kompresija podataka može popraviti performanse • np. Interframe coding tehnike za video

  43. Analogni podaci, analogni signali • Zašto modulirati analogni signal? • Više frekvencije omogućava efikasniju transmisiju • Omogućava frekvencijski multipleks • Vrste modulacije • Amplitudna • Frekvencijska • Fazna

  44. Analog Modulation

  45. Spread Spectrum • Analogni ili digitalni podaci • Analogni signal • Raspršuje podatke preko šireg bandwidth-a • Otežava ometanje i prisuškivanje • Frequency hoping • Signal se emitira na pseudoslučajnom nizu frekvencija • Direct Sequence • Svaki bit je predstavljen nizom bitova u poslanom signalu • Chipping code

More Related