مدل سیستم مخابرات زمان گسسته

 

 

تمرکز اصلی بر روی سیستم مخابرات باند پایه و پیاده‌سازی معادل آن در پردازشگر سیگنال دیجیتال (DSP) (مدل زمان گسسته) به همراه معرفی اولیه فیلتر شکل دهنده پالس و فیلتر تطبیقی.

اگر یک قطار ضربه که نمایانگر دنباله اطلاعات هستند، نیاز به ارسال بر روی کانال پاشنده (dispersive) و باند محدود داشته باشد، پهنای باند کانال باید به اندازه‌ کافی زیاد باشد تا تمام طیف فرکانسی سیگنال ارسالی را جوابگو باشد. اگر طیف سیگنال بدون فیلتر شکل دهنده پالس درون کانال باند محدود قرار گیرد، طیف سیگنال دریافتی در سمت گیرنده به دلیل ماهیت محدود بودن طیف کانال، دچار تحلیل و تضعیف خواهد شد. در حوزه زمان، انرژی یک پالس ممکن است به بازه زمانی اختصاص یافته به یک یا بیش از یک پالس مجاور خود رخنه کرده و منجر به پدیده تداخل بین سمبلی (Inter-Symbol Interference) یا ISI شود و در نتیجه خود منبعی از خطا در گیرنده شود.

پدیده ISI با طراحی بهینه سیگنال حداقل میشود و مساله تشخیص و دریافت سیگنال با شکل پالس مشخص که بوسیله نویز تغییر شکل یافته است، یک مساله شناخته شده و توسعه یافته به قدر کافی در علم مخابرات است. در گیرنده، تشخیص بهینه سیگنال توسط فیلتر تطبیقی که در آن پاسخ ضربه فیلتر، مطابق پاسخ ضربه فیلتر شکل دهنده پالس فرستنده در نظر گرفته شده است، انجام میشود.

یک سیستم مخابرات باند پایه معمول و پیاده‌سازی معادل آن در پردازشگر سیگنال دیجیتال (مدل زمان گسسته) با فیلتر تطبیقی در شکل 1 نشان داده شده است.

 

شکل 1- نمونه سیستم مخابرات باند پایه (بالا) و سیستم معادل پیاده‌سازی آن در پردازشگر سیگنال دیجیتال (DSP)

 

 

فیلتر درونیابی گیرنده در DSP به صورت یک زنجیره نمونه افزا و تابع شکل دهنده پالس پیاده‌سازی شده است. سیستم نمونه افزا (upsampler) تعداد L-1 صفر بین نمونه داده‌های در حال دریافت برای ارسال قرار میدهد و فیلتر شکل دهنده پالس توسط تابع شکل دهنده پالس، صفرهای تولید شده توسط نمونه افزا را پر میکند. از طرفی، گیرنده شامل یک سیستم نمونه کاهنده (downsampler) است که از جریان داده‌های دریافتی Lتایی نمونه Lام را نگه میدارد. فاکتور L به فاکتور نمونه کاهی یا نسبت نمونه افزایی اشاره میکند که به صورت نسبت بازه زمانی سمبل (Tsym) و دوره تناوب نمونه‌ها (Ts) یا به طور معادل نسبت نرخ نمونه‌برداری (Fs) و نرخ سمبل (Fsym) است:

 

L=\frac{T_{sym}}{T_s}=\frac{F_{s}}{F_{sym}}

 

پیاده‌سازی پاسخ ضربه توابع (فیلترهای) شکل دهنده پالس معروف، در مقاله‌های آتی مورد بحث و بررسی قرار خواهد گرفت.

 

 

 

 

منبع: www.gaussianwaves.com