Modern Kablosuz Ağlarda Fsk Modulation'ın Spectral Verimliliğini Analiz Etmek

Spectral Verimliliğinin Temelleri

Spektral verimlilik, bilgi iletmenin mevcut bir bant genişliğini nasıl etkili bir şekilde kullanır.Bu, birim bant genişliğine göre, Hertz'e (bps/Hz) göre biraz daha fazla veri gönderilir.[Dönemli frekans tahsisi, sınırlı spektrumda kablosuz trafik için kritik olan bir kesintiye uğramak için kritiktir.The teorik üst düzeye bağlıdır:0)C = B log2 (1 + S/N)C[D)[D)[Düzgünüzde)

Frekans Değiştirilmesinin Prensipleri

Frekans Değiştirici (FSK) sayısal verileri, taşıyıcı frekansının ayrık frekanslar arasında geçiş yaparak kodlanır.In ikili FSK (BFSK), bir ikili 0 ve 1 iki farklı frekansa karşılık gelir.[M-ary FSK (MFSK), 0:0M[DDDDDDDDDönetici:2))[Dönderlik süresine göre sinyal/sağlık işareti kullanılır.[Dönetici).

FSK doğal olarak aritFLT:0)constant-en Developmente modulation[DK 1: 1), bu özellik, düşük maliyetli olmayan yükselteçler için kullanılan FSK'nın maliyetine bakılmaksızın sürekli olarak sabitlenir.

M-ary FSK'nın spektral Verimliliği Analizi

M veyatogonal frekansların verimliliği yaklaşık olarak akıp gidiyor: 0 (D) M/T[D) = M / T[D) = M / C) [Döneticileri [Dönderin][Döneticileri ve/veya ss)[Döneticileri)[Dönder)[Dönder))[M)

[FONT=0) ^ = R[DÜDÜDÜDÜDÜ:2) / B = (log2 M) / M) bps/Hz (ya da değil)

Bu ifade temel bir ticaret-off ortaya çıkarır: 0,0) M artışları, numerator sadece logaritik olarak büyürken [Dörtücükler 1), ⁇ = 0.5 bps / = 0,5 $ (D) = 0,9 / 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 2 = 2 = 2 = 0 = 0 = 0 = 2 = 0 = 2 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 4 x x = 0 = 0 = 4 x = 4 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x

Coherent Tespit ve Geliştirilmiş Verimliliği

Eşdeğer tespit ile, minimum ton spacing 0,5 / T'ye kadar yarıya düşer, bu nedenle bant genişliği 1 bps / 0))[Dönemli geçiş) ile aynıdır; ancak koherent FSK nadiren fazronizasyonu nedeniyle düşük maliyetli sistemlerde kullanılır.

FSK Sistem Tasarımında Ticaret-off

Doğru FSK varyantını seçmek çeşitli rakip faktörleri dengelemek içerir:

Gelişmiş Spectral Verimliliği için Gelişmiş FSK Variants

Gaussian Frekansı Anahtarlama (GFSK)

GFSK, frekans modülasyonu öncesi temel bant modülasyon sinyaline Gaussian düşük geçit filtresi uygular.Bu daha küçük bir BT daha dar bir spektrum verir ve ana lob ve kenarlarını bastırır. filtreleme derecesi, 1 bps /Hz'nin 1 inçlik bir verimliliği ile kontrol edilir. (grup genişliği × sembolü zaman verir). daha küçük bir BT daha dar bir spektrum verir, GFSK'yı daha fazla ISI. Bluetooth BRIR'yi kullanarak kullanır.

Asgari Geçiş Anahtarlama (MSK) ve Gaussian MSK (GMSK)

MSK, 0.5'lik bir modülasyon indeksi ile sürekli olarak bir FSK'dır, iki ton tam olarak 1/(2T) ayrı (orthogonal koherent spacing) ve yüksek çözünürlükte kullanılan iki kanalda kullanılan yüksek çözünürlükte QPSK'ye kıyasla, iki boyutlu sabit bir şekilde ölçeklendirmek için QPSK'nin sabitlenmesi ile birlikte, iki boyutlu sabit bir sinyal hattının sabitlenmesi ve diğer ucu ile birlikte, iki boyutlu ağ hattın sabitlenmesi ile birlikte, iki boyutlu sabitlenmesi gerekir.

Modern Kablosuz Standartlarda Spetral Verimlilik

Bluetooth ve Bluetooth Low Energy (sol)

Bluetooth Basic Rate (BR) GFSK'yi 1 Bayan hurma/str kanal üzerinden 1 Bayan 1 Mbps veri oranını 1 Mbps (ve Seçmeli olarak 2 Mbps) kodlu PHY ile geliştirirken, daha yüksek verimlilik için TYSK'yi tutar, ancak yüksek çözünürlükte ve üst düzeye doğru yayılır.Ford Data Rate (ve Seçmeli olarak 2 Mbps ile Mbps) yüksek verimlilik için sabit iletişim kurun.

DECT ve Cordless Telephony

Dijital Gelişmiş Telekomünikasyon (DECT) GFSK'yi 1,2 Bayanymbol / 1,15 bps /Hz (raw) ile iç ortamlardaki düşük güç gereksinimi ve iyi aralığı FSK'nın sağlam doğasını kullanıyor.

RFID ve IoT Systems

Birçok pasif ve aktif RFID etiketleri, Z-Wave (908.42 MHz gibi basit FSK veya Frekans Hopping yayınını kullanmaktadır) ve bazı Sigfox uygulamaları BFSK veya GFSK'yi çok düşük veri oranlarıyla (örneğin, 9.6-100 kbps) daha dar kanallarda (örneğin, 200 kHz) yüksek çözünürlükte 0.05-0.5 $ yükleri ile genişletir.

Uydu ve Deep-Space İletişim

FSK varyantları, özellikle de 32-KFS olmayan bir algılama ile birden fazla FSK, uydu telemetride ve çok sınırlı ve kanal koşullarında güçlerin son derece sınırlı olduğu ve kanal koşulları sert olmasına rağmen, bps/Hz.30-KFS için), kodlama kazançları koncatened hata düzeltmesi ile telafi edilebilir.

Geliştirilmiş Spectral Verimliliği için optimizasyon stratejileri

MFSK'nın intrinsic sınırları göz önüne alındığında, çeşitli teknikler avantajlarını feda etmeden ⁇ verimliliğini artırabilir:

Diğer Modulation Schemes ile Karşılaştırma

FSK'nın rolünü takdir etmek için, diğer dijital modulations ile ⁇ verimliliğini karşılaştırmak faydalı:

Net taksit, FSK'nın 200 kHz'yi kullanarak ortamlarda üstün olduğu açıktır (örneğin, FSK'yı kullanarak 10 kbps IoT sensörü) bir hücre batarya üzerinde yıllarca çalışabilir, ancak benzer verilerle bir çözüm daha yüksek güçlendirici bir yükseltici yükseltilebilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

FSK modulation'ın spektral frekansı algılama için gerekli olan veya uçsuz frekans aralığı ile sınırlıdır. Geleneksel MFSK için, 1-1.35 bps /Hz (daha yüksek modülasyon siparişleriyle) ve daha yüksek modülasyon siparişleriyle yapılan değişiklikler, gürültüyü şekillendirmek, kablosuz sistemleri kullanarak - Blue Trade akülü, kablosuz internet sistemleri için pratik efficiler için - USB ekranları ve USB ekranları için kullanılan akıllı telefonları ve GSM. FSK'nın sabit tutarsızlığı, gürültüyü sağlamak gibi tekniklerle karşılanır.

Modern kablosuz ağ tasarımı, FSK'yı tek başına ham bps /Hz tarafından değil, ancak kendi başına 0:0)sistem seviyesindeki performans) hedef uygulamada: toplam enerji az, müdahaleye karşı direnç ve donanım karmaşıklığı. Dijital sinyal işleme ve adaptif modülasyonda ilerlemeler potansiyel olarak, benzersiz güçlü yönleriyle sınırlı olacaktır.

[FONT:0]Dönemli referanslar:[Dönemli:[Dönemli:)

  1. [FONT:0]Spectral Verimliliği – Wikipedia[Dönemli: 1)
  2. [FONT=0)Frequency Shift Keying – Wikipedia).
  3. [FONT:0]FSK Modulation: Avantajları ve Dezavantajlar – RF Kablosuz Dünya).
  4. [FONT=0)FSK Modulation Basics – Electronics Notes).
  5. [FONT:0)Ziz FİLMEYE FİLMİŞ ve Spetral Verimlilik – Prodiji Techno[DÜT:1).