s m e t s y S n o i t a c i n u m m o C - - PowerPoint PPT Presentation

C

• m

m u n i c a t i

• n

¡ S y s t e m s ¡

Muhammad ¡Obaidullah ¡

Process ¡of ¡Modulation ¡

Sampling ¡ Quantization ¡ Source ¡ Coding ¡ Encryption ¡ Channel ¡ Encoder ¡ Modulator ¡

Modulation ¡Types ¡

On ¡Off ¡Keying ¡ OOK ¡ Binary ¡Phase ¡Shift ¡Keying ¡ BPSK ¡ Frequency ¡Shift ¡Keying ¡ FSK ¡

On ¡Off ¡Keying ¡

O O K ¡

The ¡Message ¡signal ¡is ¡transmitted ¡when ¡the ¡bit ¡is ¡1 ¡and ¡it ¡ is ¡not ¡transmitted ¡when ¡the ¡bit ¡is ¡0. ¡

The ¡Message ¡signal ¡is ¡transmitted ¡when ¡the ¡bit ¡is ¡1 ¡and ¡it ¡ is ¡not ¡transmitted ¡when ¡the ¡bit ¡is ¡0. ¡

Oscillator ¡ Cos(wt) ¡

Digital ¡Data ¡

The ¡Message ¡signal ¡is ¡transmitted ¡when ¡the ¡bit ¡is ¡1 ¡and ¡it ¡ is ¡not ¡transmitted ¡when ¡the ¡bit ¡is ¡0. ¡

Signal ¡1 ¡cos(wct) ¡ 0 ¡ 1 ¡ S1 ¡ S2 ¡

B P S K ¡

Phase ¡Shift ¡Keying ¡

A ¡different ¡phase ¡of ¡carrier ¡is ¡sent ¡for ¡each ¡symbol ¡(1 ¡or ¡0). ¡

Multiplexer ¡chooses ¡the ¡signal ¡according ¡to ¡the ¡digital ¡ data ¡incoming ¡and ¡sends ¡it ¡to ¡antenna. ¡

Oscillator ¡ Cos(wt) ¡ Phase ¡Shift ¡π/2 ¡ Multiplexer ¡

Digital ¡Data ¡

The ¡Message ¡signal ¡is ¡transmitted ¡when ¡the ¡bit ¡is ¡1 ¡and ¡it ¡ is ¡not ¡transmitted ¡when ¡the ¡bit ¡is ¡0. ¡

Signal ¡1 ¡cos(wct) ¡ 0 ¡ 1 ¡ 1 ¡ Signal ¡2 ¡sin(wct) ¡ S1 ¡ S2 ¡

S00(t) ¡= ¡√Es ¡ ¡cos(2πfct ¡+ ¡3π/4) ¡ ¡ S01(t) ¡= ¡√Es ¡ ¡cos(2πfct ¡-­‑ ¡3π/4) ¡ ¡ S10(t) ¡= ¡√Es ¡ ¡cos(2πfct ¡+ ¡π/4) ¡ ¡ S11(t) ¡= ¡√Es ¡ ¡cos(2πfct ¡-­‑ ¡π/4) ¡ ¡ ¡ ¡

Name ¡ Symbol ¡ Phase ¡Shift ¡ S00 ¡ 00 ¡ 3π/4 ¡ S01 ¡ 01 ¡

• ­‑3π/4 ¡

S10 ¡ 10 ¡ π/4 ¡ S11 ¡ 11 ¡

• ­‑π/4 ¡

Consider ¡the ¡following ¡System. ¡

1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 ¡ ¡

S00 ¡ S11 ¡ S01 ¡ S10 ¡ Transmitter ¡ Receiver ¡

S00(t) ¡= ¡√Es ¡ ¡cos(2πfct ¡+ ¡3π/4) ¡= ¡-­‑ ¡(√2Es)/2 ¡cos(2πfct) ¡-­‑ ¡(√2Es)/2 ¡sin(2πfct) ¡ ¡ ¡ S01(t) ¡= ¡√Es ¡ ¡cos(2πfct ¡-­‑ ¡3π/4) ¡=-­‑ ¡(√2Es)/2 ¡cos(2πfct) ¡+ ¡(√2Es)/2 ¡sin(2πfct) ¡ ¡ ¡ S10(t) ¡= ¡√Es ¡ ¡cos(2πfct ¡+ ¡π/4) ¡= ¡+ ¡(√2Es)/2 ¡cos(2πfct) ¡-­‑ ¡(√2Es)/2 ¡sin(2πfct) ¡ ¡ ¡ S11(t) ¡= ¡√Es ¡ ¡cos(2πfct ¡-­‑ ¡π/4) ¡= ¡+ ¡(√2Es)/2 ¡cos(2πfct) ¡+ ¡(√2Es)/2 ¡sin(2πfct) ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

SimpliPication ¡of ¡System. ¡

Cos(A+B) ¡= ¡cos(A)Cos(B) ¡– ¡sin(A)sin(B) ¡ Cos2(A) ¡= ¡½ ¡+ ¡cos(2A)/2 ¡ Sin2(A) ¡= ¡½ ¡-­‑ ¡cos(2A)/2 ¡ ¡

Any ¡phase ¡shifted ¡sinusoidal ¡can ¡be ¡considered ¡as ¡Amplitude ¡ modulation ¡of ¡the ¡original ¡sinusoidal ¡signal. ¡

Oscillator ¡ Cos(w1t) ¡

Phase ¡Shifter ¡

π/2 ¡ A ¡ B ¡

Σ ¡

Digital ¡Data ¡ Digital ¡Data ¡

F S K ¡

Frequency ¡Shift ¡Keying ¡

A ¡different ¡frequency ¡of ¡carrier ¡is ¡sent ¡for ¡each ¡symbol ¡(1 ¡or ¡0). ¡

Multiplexer ¡chooses ¡the ¡signal ¡according ¡to ¡the ¡digital ¡ data ¡incoming ¡and ¡sends ¡it ¡to ¡antenna. ¡

Oscillator ¡ Cos(w1t) ¡ Oscillator ¡ Cos(w2t) ¡ Multiplexer ¡

Digital ¡Data ¡

The ¡Message ¡signal ¡is ¡transmitted ¡when ¡the ¡bit ¡is ¡1 ¡and ¡it ¡ is ¡not ¡transmitted ¡when ¡the ¡bit ¡is ¡0. ¡

Signal ¡1 ¡cos(wct) ¡ 0 ¡ 1 ¡ 1 ¡ Signal ¡2 ¡cos(wct) ¡ S1 ¡ S2 ¡

A n ¡ E x a m p l e ¡

Combination ¡of ¡ASK, ¡PSK, ¡FSK ¡

A ¡System ¡modulates ¡the ¡carrier ¡according ¡to ¡the ¡given ¡chart. ¡

Name ¡ Symbol ¡ Signal ¡ S1 ¡ 000 ¡ cos(w1t) ¡ S2 ¡ 001 ¡ cos(w2t) ¡ S3 ¡ 010 ¡ cos(w1t+π/2) ¡ S4 ¡ 011 ¡ cos(w2t+π/2) ¡ S5 ¡ 100 ¡ 2cos(w1t) ¡ S6 ¡ 101 ¡ 2cos(w2t) ¡ S7 ¡ 110 ¡ 2cos(w1t+π/2) ¡ S8 ¡ 111 ¡ 2cos(w2t+π/2) ¡

Multiplexer ¡chooses ¡the ¡signal ¡according ¡to ¡the ¡digital ¡ data ¡incoming ¡and ¡sends ¡it ¡to ¡antenna. ¡

Oscillator ¡ Cos(w1t) ¡ Oscillator ¡ Cos(w2t) ¡ Multiplexer ¡

Digital ¡Data ¡ Phase ¡Shifter ¡

π/2 ¡

Phase ¡Shifter ¡

π/2 ¡ 2 ¡ 2 ¡ 2 ¡ 2 ¡

There ¡are ¡six ¡different ¡possible ¡combinations ¡of ¡ constellation ¡diagram. ¡ ¡

cos(w1t) ¡ 0 ¡ 1 ¡ 1 ¡ cos(w2t) ¡ S1 ¡ S2 ¡ 2 ¡ S5 ¡ 2 ¡ S6 ¡ cos(w1t+π/2) ¡ 0 ¡ 1 ¡ 1 ¡ cos(w2t+π/2) ¡ S3 ¡ S4 ¡ 2 ¡ S7 ¡ 2 ¡ S8 ¡

T h e ¡ A p p r

• a

c h ¡

Optimal ¡Receiver ¡Design ¡

Multiplexer ¡chooses ¡the ¡signal ¡according ¡to ¡the ¡digital ¡ data ¡incoming ¡and ¡sends ¡it ¡to ¡antenna. ¡

Matched ¡ Filter ¡h1(t) ¡

Matched ¡ Filter ¡hn(t) ¡

Matched ¡ Filter ¡h2(t) ¡

…

Matrix ¡ Multiply ¡ ¡ + + + No/2 ¡ln(P(s1)) ¡ No/2 ¡ln(P(s2)) ¡ No/2 ¡ln(P(sN)) ¡ Decision ¡ Maker ¡

• E1/2 ¡

E2/2 ¡ EN/2 ¡ Normalizing ¡ with ¡respect ¡ to ¡energy ¡ Adding ¡back ¡ the ¡energy ¡ lost ¡due ¡to ¡ noise ¡

M a k i n g ¡ i t ¡ E a s y ¡ P e a s y ¡

Determining ¡Error ¡Probability ¡

f1 ¡ 0 ¡ 2Es ¡ S1 ¡ f2 ¡ 2Es ¡ S2 ¡ d ¡

Consider ¡the ¡following ¡System. ¡