FSK - Diskretna Modulacija Frekvencije

 

SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU

ELEKTROTEHNIČKII FAKULTET ELEKTROTEHNIČK

TOMISLAV KREZO I ZORISLAV KVESIĆ

FSK – DISKRETNA MODULACIJA FREKVENCIJE SEMINARSKI RAD

OSIJEK, 2008

 

SADRŽAJ 1. UVOD……………………………………………………………………………………….2 2. FSK – DISKRETNA MODULACIJA FREKVENCIJ FREKVENCIJE………………………………...3 E………………………………...3 3. PODVRSTE DISKRETNE MODULACIJE FREKVENCIJE…………………………7 3.1 FDM - FREQUENCY DIVISION MULTIPLEX…………………………………7 3.2 DFSK - DOUBLE FREQUENCY SHIFT KEYING……………………………...8 3.3 AFSK - AUDIO FREQUENCY SHIFT KEYING………………………………...9 3.4 MFSK - MULTI FREQENCY SHIFT KEYING………………………………...10 3.5 MSK - MINIMUM SHIFT KEYING I GMSK - GAUSSIAN MINIMUM SHIFT KEYING……………… KEYING…………………………….1 …………….122

4. FSK DEMODULACIJA………………… DEMODULACIJA………………………………………………………………….14 ……………………………………………….14 4.1 FM DETEKTOR – DEMODULACIJA…………………………………………..14 4.2 FILTER TYPE – DEMODULACIJA…………………………………………….15 5. PRIMJENE FSK MODULACIJE……………………………………………………….16 MODULACIJE……………………………………………………….16 5.1 PRIMJENA U GSM SUSTAVU…………………………………………………16 5.2 PRIMJENA U PRIJENOSU INFORMACIJA ELEKTRIČNOM MREŽOM…...17 5.3 MODEM……………………………………………………………………….….19 5.3.1 Modulacija kod modema………………………………………………….…..20 modema………………………………………………….…..20

6. ZAKLJUČAK……………………………………………………… ZAKLJUČAK…………………………………………………………………………..…21 …………………..…21 LITERATURA……………………………………………………………………………....22

2

 

1.UVOD Komun Ko munika ikacij cijaa kod ele elektr ktroni oničk čkee opr opreme eme odv odvija ija se raz različ ličiti itim m vrstam vrstamaa mo modul dulaci acija ja signala. Različitim načinima pokušava se doći do sve većih brzina prijenosa podataka, a na  prvom mjestu su modulacije signala. Modulacija signala je način prenošenja podataka kroz određeni medij i o njoj ovisi brzina prijenosa. Tema ovog seminarskog rada je FSK (eng. ( eng. frequency shift keying) modulacija signala koja je zastarjela, ali obrađene su i neke vrste modulacija koje su nastale da bi otklonile nedostatke FSK modulacije .

3

 

2. FSK - DISKRETNA MODULACIJA FREKVENCIJE FSK –di –diskr skretn etnaa modula modulacij cijaa fre frekve kvenci ncije je je tip tipičn ičnaa modula modulacij cijaa koja koja se kor korist istii za sla slanje nje digitalnih informacija između digitalne opreme kao što su printeri, računala itd… Ovaj se modulacijski postupak temelji na tome da se svakom stanju binarnog digitalnog signala dodijeli jedna diskretna frekvencija digitalnog signala. Obično se stanju 1 dodijeli frekvencija f1, a stanju 0 frekvencija f0 pri čemu je: f1>f0.

Slika 2.1. Oblik signala kod FSK m modulacije odulacije.

Slika 2.2. Parametri kod FSK signala Indeks modulacije m = f/f m Devijacija frekvencije f = (f 2-f 1)/2

4

 

Faktor m određuje zauzetost širine pojasa. Signali sa m1 nazivaju su širokopojasni. Npr. FM radio je širokopojasan prema svojoj definiciji. Slika 2.2 pojašnjava parametre signala kod FSK. Svako stanje 1 ili 0 ima određeno vremensko trajanje. Uobičajena vrijednost trajanja binarne jedinice jedinice ili nule je 5 do 22 ms. Bitska brzina jednaka je 1/vrijeme trajanja 1 ili 0 u sekundama. Pr Prim imje jerr 1. Ak Akoo je brzi brzina na traj trajan anja ja 20 20ms ms,, do dobi bije jemo mo da je bi bits tska ka br brzi zina na 50 Ba Baud ud-a -a (1/20ms=50Bd). Kod FSK pozornost se obraća na promjenu frekvencije u odnosu odnosu na frekvenciju vala nosioca signala. Razlika u frekvenciji između binarne jedinice ili nule je obično u rasponu od 50 do 1000Hz. Frekvencija vala nosioca je točno na sredini između frekvencije fr ekvencije 0 i 1. Devijacija je jednaka razlici frekvencija između srednje frekvencije i frekvencije binarne  jedinice ili nule. Devijacija je numerički gledano ½ razlike frekvencije binarne nule i  jedinice. Primjer 2. Ako je frekvencija vala nosioca 100Hz, a devijacija 8Hz. Za frekvencije binarne  jedinice f1 i binarne nule f0 dobivamo: f1 = 100+8=108Hz f2 = 100-8=92Hz. Kadaa se mod Kad modula ulacij cijaa ne vrši vrši ide idealn alnim im pravok pravokutn utnim im impuls impulsom, om, promje promjena na frekve frekvenci ncije je na  prijelazu dva stanja, neće izazvati diskontinuitet faze (Sl.2.3a). Kontinuirana promjena frekv fre kven enci cije je,, pa prem premaa tome tome i ko kont ntin inui uira rana na prom promje jena na faze faze,, sman smanju juje je broj broj sp spek ektr tral alni nihh komponenti moduliranog signala. Ovo je prisutno kada radimo sa jednim oscilatorom koji ne mijenja mijen ja frekv frekvenci enciju ju skok skokovito ovito.. Ovu pojava se danas danas čest čestoo koris koristi, ti, a modulacij modulacijski ski post postupak  upak  koji kojim m se do dobi biju ju najb najbol olji ji rezu rezult ltat atii nazi naziva va se GM GMSK SK.. Ak Akoo im imam amoo dva dva os osci cila lato tora ra koja koja naizmjence generiraju frekvencije f1 i f0, imat ćemo i diskontinuitet faze (Sl.2.3b)

5

 

a)

 b)

Slika 2.3. Kontinuitet faze 3a, diskontinuitet faze 3b. Kod FSK se koristi mnogo načina kodiranja prenošenih podataka. Mogu se podijeliti u dvije grupe: -

sinkronizirane,

-

nesinkronizirane.

Sinkronizirani prijenos ima trajanje binarne jedinice i binarne nule određeno referentnim satom.  Nesinkronizirani prijenos podataka ne zahtjeva rreferentni eferentni sat, ali zahtjeva kontrolu vremena tijekom dekodiranja.

Slika 2.4. Sinkronizirani prijenos 4a, nesinkronizirani prijenos 4b.

6

 

3. PODVRSTE DISKRETNE MODULACIJE FREKVENCIJE 3.1 FDM - FREQUENCY DIVISION MULTIPLEX  Nekoliko FSK signala može se prenositi istodobno tako da se odredi nekoliko različitih frekvenci frekv encija ja nasi nasivog vog vala (srednja frekvenc frekvencija) ija) za svaki svaki FSK signal. signal. Metode Metode istodobno istodobnogg (simultanog) prijenosa se naziva FDM. U radio spektru nekoliko audio FSK signala je obično kombinirano za prijenos pomoću ograničenog primopredajnika. Ovakav oblik FDM-a obično se naziva VFT (Voice freqvency Telegrafh). Da bi smanjili širinu pojasa određenog FSK  kanala koristimo uzak razmak između binarne jedinice i nule – između 50 i 200 Hz. Tipični FDM sistem je prikazan na slici 3.1.1.

Slika 3.1.1. Tipični FDM signal. Visoko frekventni radio sistemi obično odašilju 16 kanala, ali bilo bi moguće 24 i više da su omeđeni sa 3 kHz. Telefonski standard je 12 i 24 kanala po 3 kHz.

7

 

3.2 DFSK - DOUBLE FREQUENCY SHIFT KEYING DFSK ili DFS je način prijenosa 2 nezavisno binarna podatka X i Y pomoću stanja koji se sastoji od 4 diskretne frekvencije. Tablica 3.2.1. pokazuje konvertiranja 2 binarna bita u 4 moguća izlazna stanja.

Tablica 3.2.1. Prikazuje moguća izlazna stanja sa dva binarna koda.

Primjer: Ako su bit X i bit Y binarna jedinica i nula izlazno stanje je C. Ovo je takav oblik FSK kod kojeg možemo prenijeti bilo koja dva bita pomoću jednog stanja. Slika 3.2.1. pokazuje tipični DFSK signal.

Slika 3.2.1. DFSK signal. Digitalni kanal X (a) i Y (b) kombinirani u jedan DFSK signal (c).

8

 

Zato što su 2 kanala nezavisna, oni mogu sadržavati bilo koju kombinaciju sinkroniziranih ili nesinkroniziranih signala.  Na slikama 6 i 7 izlazna stanja A, B, C i D su prikazana frekvencijama f1 do f4. Imamo 24 različita načina kojima 4 stanja mogu biti dobivena pomoću 4 frekvencije. 4! = 1x2x3x4=24

3.3

AFSK   AFSK (engl. - Audio Frequncy Shift Keying) je jedna od podvrsta FSK modulacije.

Razlikuje se od FSK tehnike modulacije u tome što se kod ove vrste modulacije primjenjuju audio aud io tonovi tonovi odr određ eđeni enihh frekve frekvenci ncija. ja. Pri Princi ncipp rad gotov gotovoo je ist istovj ovjeta etann FSK modula modulacij cijii s razlikom što su uređaji koji primaju odnosno odašilju, takav signal generirali kao dva različita tona (jedan za binarnu jedinicu "1" i drugi za binarnu nulu "0"). Kao i kod FSK modulacije ton više frekvencije predstavlja binarnu jedinicu "1", a ton niže frekvencije predstavlja  binarnu nulu "0". AFSK AFS K je mod modula ulacij cijska ska tehnik tehnikaa kod koj kojee se podata podatakk (od (odnos nosno no bin binarn arnee jedini jedinice ce i nul nule) e)  predstavlja kao promjene frekvencije audio tona time omogućavajući omogućavajući korištenje preko radio aparata ili telefona. Obično se promjene događaju unutar određenog frekvencijskog pojasa u kojem su određeni tonovi koji pak unutar tog frekvencijskog pojasa predstavljaju binarne  jedinice i binarne nule. Za razliku od standardne standardne FSK modulac modulacije ije AFSK modulacija se izvodi izvodi na fre frekve kvenci nciji ji osnov osnovnog nog frekve frekvenci ncijsk jskog og pojasa pojasa.. U rad radio io teh tehnol nologi ogiji ji se obi običn čnoo AFSK  AFSK  modulirani signal koristi za moduliranje radio-frekvenc radio-frekvencijskog ijskog vala nosioca zzaa prijenos. Tako  je ova vrsta modulacije pronašla primjenu u radijskim tehnologijama kao što su primjerice amaterski radio, prvi modemi, modemi, pohrana podataka podataka na magne magnetsku tsku traku, daljinsko uprav upravljanje ljanje modelima letjelica, brodova i slično no zbog svoje smanjene učinkovitosti u odnosu na ostale vrste modulacijskih tehnika posebno kod većih brzina prijenosa.  Na ovoj modulacijskoj tehnici bili su zasnovani prvotni modemi. Kao što je već spomenuto, ovakvom modulacijskom tehnikom nije bilo moguće postići velike brzine te su  prvotni modemi temeljeni na Bell 103 standardu dostizali brzine prijenosa samo do 300 b/s. Kod ovog standarda izvorišne i odzivna stanica koristile su dva različita para frekvencija za

9

 

 prijenos informacija (odredišna stanica stanica - 1270 Hz za "1" i 1070 Hz za "0" te odzivna stanica 2225 Hz za "1" i 2025 Hz za "0")Kasniji modemi koristili su kombinacije više tehnika modulacije te su postizali veće brzine prijenosa.

3.4

MFSK   MFSK (engl. - Multi Frequency Shift Keying) je također jedna od podvrsta FSK 

modulacije koja se vremenom razvila. Za razliku od FSK modulacije koja radi na dvije frekvencije, ova vrsta modulacije koristi više frekvencija - od 4 do 64 najčešće. Svaki ton se generira odnosno prenosi kao npr. točka Morseove abecede ali tonovi slijede jedan za drugim  bez pauze na blago različitim frekvencijama. To je tehnika kod koje individualni impulsi različitih radio frekvencija nose informaciju i preneseni podaci ovise o frekvenciji impulsa. Obično se koristi nekoherentna detekcija te se smješta što je više moguće tonova što je međusobno bliže moguće. Time se postiže da se ograničava širina prijenosnog kanala.  Na slici 3.4.1 možemo vidjeti primjer simulacijskog blok dijagrama za MFSK kojim su studenti sa sveučilišta Hull u Engleskoj izveli eksperiment u kojem su ispitivali FSK i MFSK  signale.

Slika 3.4.1 Blok dijagaram simulacijskog sklopa za FSK i MFSK modulaciju Upotre Upo trebom bom Bernou Bernoulli lli gen genera erator toraa generi generiran ranii su binarn binarnii brojev brojevii koji koji su tada tada primje primjenom nom modulatora i demodulatora u konačnici prikazani na displeju i osciloskopu te su analizom signala utvrdili razlike između efikasnosti FSK i MFSK signala. Te razlike najbolje se mogu vidjeti na slici 3.4.2 ispod.

10

 

Slika 3.4.2 Dijagram usporedbe FSK i MFSK modulacije obzirom na gubitak podataka u odnosu na smetnje Iz tog dijagrama vidljivo je kako i jedna i druga modulacijska tehnika zadržavaju zadovoljavajuću količinu podataka do određene snage smetnje. No vidljivo je kako je prag  podnošenja smetnje smetnje za simuliran simuliranii slučaj kod FSK bio 6dB dok je kod kod MFSK on 7,6d 7,6dB. B. Vrem Vr emen enom om su se razv razvil ilee više više na nači čina na ove ove mo modu dula laci cije je i na najč jčeš ešće će se ko kori rist stee u kratkovalnim komunikacijama. Piccolo je prva vrsta MFSK modulacije koju je razvijala Britanska vlada te se uglavnom koristila u svrhe komunikacije za vojne potrebe. Ubrzo su se razvile i druge vrste koje su druge zemlje koristile za slične potrebe. MFSK8 i MFSK16 su vrste modulacije koje su se razvile razvile za potrebe radio amate amaterizma rizma te su se i najdulje zadržale u  primjeni kod radio amatera. Budući se podaci prenose u vrlo malim rrazmacima, azmacima, tj. tonovi se smještaju u relativno male prostore, vrlo bitno je u slučaju radio prijenosa podešavanje (engl. tuning) frekvencije kanala za prijem kako ne bi došlo do prijema krive informacije. Ova vrsta modulacije može se dodatno poboljšati upotrebom FEC (engl. - Forward Error  Correct) tehnike čime se dodatno smanjuje broj primljenih grešaka, ali ova tehnika nažalost zauzima popriličan dio prijenosnog pojasa. MFSK ima određene prednosti u odnosu na standardnu FSK modulaciju. Ovakva vrsta modulacije je brža ali i manje osjetljiva na impulsne i širokopojasne smetnje. U primjeni kod radio tehnika pokazalo se kako je i puno otpornija na smetnje nastale u ionosferi, slabljenje

11

 

signala i slično. Osim toga učestalost pogrešaka se smanjuje sa povećavanjem broja tonova koji se koriste. Najveći Najveći problem koji se javlja javlja kod primjene u radio teh tehnologijama nologijama je potreba za vrlo preciznim podešavanjem podešavanjem (traženjem) frekvencija.

3.5

MSK i GMSK MO MODULACIJA MSK (engl. - Minimum Shift Keying) modulacija je posebna vrsta FSK modulacije.

Kod ove vrste modulacije razlika između više i niže frekvencije jednaka je točno polovini bit ratea. MSK se ponaša tj. radi kao i FSK sa najmanjom razlikom između frekvencija dva FSK  signal sig nala. a. MS MSK K mod modula ulacij cijaa mož možee se pro proma matra trati ti kao binarn binarnaa fre frekve kvenc ncijs ijska ka modula modulacij cijaa sa konstant kons tantnom nom fazom sa modula modulacijsk cijskim im indeksom indeksom 0,5. Stoga Stoga se kod ove vrste modul modulacije acije  postiže da se valni oblici koji se koriste za predstavljanje binarne jedinice "1" i binarne nule "0 "0"" razl razlik ikuj ujuu za točn točnoo po polo lovi vicu cu pe peri riod odee va vala la nosi nosioc oca. a. Ti Time me se uk ukla lanj njaa mogu mogućn ćnos ostt međusobn među sobnog og uplitanja uplitanja signal signala. a. Ova tehnika kod kodira ira svaki bit kao polovicu polovicu sinusoide sinusoide što rezultira konstantnim modulom signala, a time se rješavaju i problemi vezani za nelinearnu distorziju. Kao posebna vrsta MSK modulacije razvila se Gaussova MSK (GMSK ili GFSK, engl. - Gaussian minimum shift keying). Vrlo je slična MSK tehnici modulacije, no kod ove vrste signali se prethodno propuštaju kroz filtar kojim se signal oblikuje te se nakon toga koristi. Primjenom Gaussovog filtra na dijelu prije procesa modulacije, što čini izlaznu snagu signala mnogo kompaktnijom. Predmodulacijski Gaussov filtar ima karakteristike da djeluje na uskom frekventnom frekventnom području i ka karakteristiku rakteristiku da oštro rež režee signal, filtar tako minimizira varijacije frekvencije u vremenu. Na slici 3.5.1 možemo vidjeti kako se stvara GMSK signal  pomoću FSK modulacije modulacije i naponski naponski upravljivog oscila oscilatora tora (VCO).

Slika 3.5.1 GMSK ostvaren sa FSK modulacijom i FM-VCO

12

 

Signal a(t) stvoren FSK modulacijom modulacijom prolazi kroz Gausso Gaussovv filtar, naponski upravljivi oscilator (VCO) te pojačalo i stvara izlazni GMSK signal. Prednost je u tome što smanjuje snagu bočnog frekventnog pojasa, a time i miješanje signala van nosivog pojasa no nažalost to  povećava mogućnost miješanja simbola unutar kanala pa su potrebni posebni kompleksni algoritmi izjednačavanja na prijemniku GMSK signala. Ova vrsta modulacije posebno je spektralno uspješna i zbog toga je vrlo upotrebljiva u mobiln mob ilnim im rad radio io sis sistem temima ima no pot potreb rebno no je viš višee energi energije je u odn odnosu osu na ne neke ke druge druge vrste vrste modulacije. GMSK ima konstantnost signala, dobar BER (BitErrorRate) i ima sposobnost samosinkronizacije. samosinkroniza cije. Najveću upotrebu pronalazi u GSM mobilnim sistemima.

13

 

4. FSK DEMODULACIJA Demodulacijske metode FSK signala dijele se na dvije glavne skupine: -

FM detektor i

-

Filt Filter er ty type pe de demo modu dula laci cija ja..

4.1 FM DETEKTOR DEMODULACIJA FM detektor demodulacija se koristila mnogo ranije od filter type demodulacije. FM detektor demodulacija otklanja signale smetnji tj. otklanja sve frekvencija izvan opsega f1 i f0. Takav signal prolazi kroz uskopropusni filter da bi se otklonile komponente šumova. Na kraju se svi pozitivni naponi pretvaraju u binarnu jedinicu, a negativni naponu u nulu.

Slika 4.1.1. FM detektor tip FSK demodulacije Ovakav tip demodulacije je popularan zbog jednostavnosti. FM detektor je način modulacije koji je kompliciran za FDM i ne upotrebljava se za FDM, a isto se tako ne upotrebljava za DFSK signale. 

14

 

4.2 FILTER TYPE FSK DEMODULACIJA Pojednostavljeni spektar frekvencija za filter type demodulatore je prikaza na slici 4.2.1. Dizajn filtera ne ovisi samo o parametrima signala nego i o prirodi signala smetnji. Klasični fil filte terr je opti optima mala lann za ko kohe here rent ntne ne FS FSK. K. Osta Ostali li fi filt lter er ty type pe demo demodu dula lato tori ri kori korist stee se za nekoherentne mreže.

Slika 4.2.1. Pojednostavljeni spektar frekvencija za filter type demodulatore. Blok dijagram za klasični filter type demodulator je prikazan na slici 4.2.2.

Slika 4.2.2. Filter type demodulacija U demodulatoru se vrši usporedba između filtera jedinica i filtera nula. Ako je izlaz sa filtera  jedinica veći od izlaza sa fitera nula, izlaz sa komparatora će diti jedan. Obrnuto vrijedi za nulu.

15

 

5. PRIMJENE FSK MODULACIJE FSK modulacija sa svojim podvrstama pronašla je primjenu u mnogim područjima. Ovisno o zahtjevima koji se postavljaju pred ovu vrstu modulacije ona je primjenjiva u svom izvornom, najjednostavnijem najjednostavnijem obliku kao kod prvih modema, kod telekomunikacija : Caller ID tehnologija, DECT tehnologija (bežični telefoni), DTMF tehnologija (tonsko  biranje/upravljanj preko telefona), prijenosa prijenosa informacija električno električnom m mrežom ili kod opreme opreme koja se koristi za radiodaljinsko upravljanje upravljanje.. No, s obzirom da se vremenom uočavalo razne nedostatke ovakve vrste modulacije, kombinacijom više modulacijskih tehnika ili unaprjeđivanjem iste razvilo se i niz drugih podvrsta FSK modulacije čiju primjenu ćemo obraditi u nekoliko primjera.

5.1PRIMJENA U GSM SUSTAVU Sust Su stav av GS GSM-a M-a ko koris risti ti ko komb mbin inir iran anee FD FDMA MA(v (viš išes estr truk ukii pris pristu tupp s frekv frekven enci cijs jsko kom m raspodjelom) i TDMA(višestruki pristup s vremenskom raspodjelom) tehnike za prijenos si sign gnal alaa koji koji se pren prenos osee kori korist steć ećii GMSK GMSK mo modu dula laci ciju ju.. Budu Budući ći se u GS GSM M su sust stav avuu za komunika komu nikacijsk cijskuu vezu bazna stan stanica ica - mobi mobilna lna jedinica jedinica dodj dodjeljuj eljujuu odvojeni odvojeni frekvenci frekvencijski jski  pojasevi s jednom ili više nosećih frekvencija dolazi i do gubitka informacije u okolnim kanalima ali je zahvaljujući GMSK modulaciji taj gubitak minimiziran. U GSM sustavu pokretne mobilne telefonije, za moduliranje signala na analognu noseću frekvenciju upotrebljava se GMSK modulacija. GMSK modulacija (Gaussian Minimum Shift Keyi Ke ying ng), ), za ra razl zlik ikuu od MSK MSK mo modu dula laci cije je,, im imaa Ga Gaus usso sovv fi filt ltar ar na di dije jelu lu prij prijee proc proces esaa modulacije, što čini izlaznu snagu signala mnogo kompaktnijom. Predmodulacijski Gaussov filtar ima karakteristike da djeluje na uskom frekventnom području i karakteristiku da oštro reže signal. To omogućuje da guši VF komponente signala. Stupanj reagiranja na nadvišenja signala je nizak što omogućuje zaštitu od trenutnih pretjeranih odstupanja signala. GMSK  modula mod ulacij cijaa je oda odabra brana na kao kom kompro promis mis izm izmeđ eđuu spe spektr ktraln alnee dje djelot lotvor vornos nosti, ti, slo slože ženos nosti ti elektroni elek tronike ke i nepoželjn nepoželjnee emisi emisije je (radi (radio-frek o-frekvenc vencijski ijski izla izlazz izvan izvan određenog određenog frekv frekventn entnog og  pojasa). Složenost elektronike je proporcinalna potrošnji mobilne stanice, koja mora biti redu re duci cira rana na na najm najman anju ju mogu moguću ću vrij vrijed edno nost st.. Ne Nepo pože želj ljna na em emis isij ijaa iz izva vann dozv dozvol olje jeno nogg frekventnog područja mora biti kontrolirana, tako da interferencija na okolne kanale bude minimalna. Također, kako bi se dodatno optimizirao rad mreže za prijenos informacija vezanih uz kontrolu i upravljanje radom mreže koriste se kontrolni kanali koji u osnovi 16

 

također koriste GMSK modulaciju. Pri radnim frekvencijama GSM-a (900MHz), radio valovi odbijaju se praktički od svačeg: zgrada, planina, brežuljaka, automobila, zrakoplova itd. Tako se reflektirani signali koji imaju različit fazni pomak mogu primati s antenom mobilne stanice. Primjenom tehnike ekvalizacije postiže se da se izvuče originalni signal od neželjenih refleksija i smetnji.

5.2PR 5.2PRIM IMJE JENA NA U

PRIJ PRIJEN ENOS OSU U

INFO INFORM RMAC ACIJ IJA A

ELEK ELEKTR TRIČ IČNO NOM M

MREŽOM FSK modulacija pronašla je svoju primjenu i u prijenosu informacija preko električne mreže. Budući se električna energija prenosi na određenim frekvencijama (u svijetu je nazivna frekvencija prijenosa električne energije 50 - 60 Hz), a FSK tehnika modulacije koristi različite frekvencije za prijenos informacija, uvidjelo se kako u frekvencijskom opsegu za  prijenos električne energije postoji postoji neiskorišteni prostor (određeni frekvencijski frekvencijski opseg) koji bi se mogao iskoristiti za prijenos informacija. Kao jedno od prvih rješenja 1998. godine pojavio se proizv proizvod od tvrtke tvrtke Intelo Intelogis gis naz nazva vann Pas PassP sPort ort adapte adapterr (White (White Paper, Paper, Int Intelo elogis gis PLUG-IN PLUG-IN Technology, Power Line Communications, © 1997-98), koji je radio na PassPort tehnologiji razvijenoj u toj tvrtci. Točnije, radilo se o kompletu za umrežavanje dva računala i jednog  printera na niskom naponu - preko kućne električne instalacije. Cijeli komplet je koštao oko 50 dolara i predstavljao prilično jeftino rješenje za jednu novu tehnologiju. Na slici 5.2.1 možemo vidjeti kako je taj adapter izgledao.

Slika 5.2.1 PassPort adpater  Ova tehnologija bila je zasnovana na FSK tehnici modulacije signala te je tako koristila dvije frekvencije za "nule" i "jedinice". Obje frekvencije su se nalazile u uskom intervalu tik  iznad nivoa na kojem ima najviše šuma. Količina šuma na električnim vodovima se mijenjala

17

 

u zavisnosti od potrošnje od strane kućnih aparata. Zato je ovaj protokol bio jako osjetljiv,  prisiljavajući računala da ponovno odašilju pakete sa podacima. Intelogis je nudio i razne filtre koji su smanjivali šum, ali brzina je svejedno bila ograničena propusnošću paralelnog  porta. Tako se PassPort adapter pokazao kao nestabilno rješenje, a i dostizao je brzinu od oko tek 350 kbps (iako su neke novije verzije nudile i manje poboljšanje u brzini prijenosa). Ako su se uključivali kućni aparati, performanse su padale i na 50 kbps, a komunikacija se često i tota to taln lnoo pr prek ekid idal ala. a. Ra Radi dioo je sa samo mo sa Wind Window owss ba bazi zira rani nim m raču računa nalim limaa i sa samo mo sa 110V 110V električnim mrežama - dakle, ograničen na američko tržište te je vrlo brzo napušten i "zamijenjen" novijom PowerPacket tehnologijom tvrtke Intellon koja je bila bazirana na OFDM (engl. - Orthogonal Frequency Division Multiplexing) tehnici te se pokazala kao puno  bolje i pouzdanije pouzdanije rješenje.

18

 

5.3 MODEM Modem Mo dem (mo (modul dulato ator-d r-demo emodul dulato ator) r) je ure uređaj đaj koj kojii omo omoguć gućuje uje pri prijen jenos os digita digitalni lnihh  podataka kroz sustav ograničenog frekvencijskog spektra (300-3000 Hz) poput telefonskog sustava. Digitalni signal (informacija) koju modem prenosi modulira sinusni val nosioc kojeg generira modem. Modulirati se mogu amplituda, frekvencija ili faza nosioca koji tipično ima između 1 i 2 kHz. Obično se koristila frekvencijska modulacija. Iako modem može koristiti bilo koje frekvencije i modulacije, ako to isto radi i modem s druge strane veze. Radi standardiziranosti opreme donose se i koriste međunarodni standardi.. Za komutirane veze se koristio V.34 standard s brzinom od 28800 bpss. Novije tehnologija koristile su nebalansirani prijenos koji je u jednom smjeru 56000 bps.. Ugradnjom mikroporcesora u modeme moguće im je dodati i druge funkcionalno f unkcionalnosti. sti. Najčešće su se koristili protokoli za provjeru i zaštitu podataka (V.42) i protokoli za sažimanje (kompresiju) podataka (V.42 bis). Modemi se priključuju pomoću RS-232 priključka,. Za potpuno upravljanje radom koristi se skup naredbi. Industrijski standard je tzv. "Hayes command set".  Na poprečnim linijama koriste se tzv. baseband modemi i uglavnom nisu standardizirani, a omogućavaju velike brzine prijenosa podataka, podataka, i do 2 Mbps. Telefonska parica, ima sposobnost prijenosa signala i do dva miliona bita u sekundi, uređaji u telefonskim centralama i ostalim postrojenjima ograničavaju spektar signala na područje 300 Hz do 3 kHz. Također, zbog induktiviteta i kapaciteta prisutnih na telefonskoj liniji, nije mogućee pre moguć prenos nositi iti pravok pravokutn utnii sig signal nal ka kakav kav je tip tipičn ičnoo dig digita italni lni.. Tako Tako je nasta nastaoo kon konce cept pt modema, uređaja koji bi digitalni signal pretvorio u oblik pogodan za prijenos telefonskim linijama.

19

 

5.3.1 Modulacija kod modema Modem generira sinusni val nosioc, tj. tonski signal u području 1000 Hz do 2000 Hz, koji modulira digitalni signal. Modulirati se mogu amplituda, frekvencija i faza vala nosioca. Koristila se FSK  modulacija  modulacija (frequency shift keying) kod koje se dva ili više različitih tonova koristi za prijenos jedinica i nula. Jedan od najstarijih standarda, Bell 103, emitira kratki tonski signal frekvencije 1270 Hz za  jedinicu, odnosno 1070 Hz za nulu. Na taj se način u jedinici vremena prenosi jedan bit informacije. U istoj takvoj jedinici vremena moglo bi se prenijeti i dva bita informacije tako da se, umjesto dvije, koristi četiri različite frekvencije. Tada bi emitiranje  prve frekvencije značilo da su oba bita 0, dakle prenosi se 00, emitiranje druge frekvencije  prenosi 01, treće 10, a četvrte 11. Danas modemi koriste kombinaciju modulacija, najčešće amplitudne i fazne.

20

 

6. ZAKLJUČAK Ovim radom obradili smo FSK tehniku modulacije signala koja je jedna od najstarijih tehnika modulacije signala. Iako se zbog pojedinih potreba pokazala kao jedna od vrlo  pouzdanih i korisnih metoda modulacije signala, vremenom se razvijalo više njenih derivacija, koje su otklanjale određene nedostatke ovakve vrste modulacije. Novije "podvrste" FSK modulacije pronašle su primjenu u određenim granama tehnologije. FSK modulacijska tehnika je kao vrlo jednostavna zadržala svoju primjenu u primjerice radio amaterizmu, ali su se za novije tehnologije kao što su GSM sustav korištene tehnike temeljene na FSK kao što je GMSK. Suvremeni zahtjevi za brzinom prijenosa informacija kao i za pouzdanošću prijenosa nameću implementiranje FSK modulacije u novije tehnike te se kombinacijom načela frekvencijske modulacij modula cijee sa amplit amplitudn udnom, om, faz faznom nom i drugim drugim teh tehnik nikam amaa mod modula ulacij cijee do dolaz lazii do bol boljih jih i  pouzdanijih rješenja. rješenja.

21

 

LITERATURA [1] www.elektrinika.ba [2] www.fer.hr  [3] www.wikipedia.com [4] www.hull.ac.u www.hull.ac.uk/engineering/teac k/engineering/teaching/57012/DigitalSign hing/57012/DigitalSignalProcessing.pdf  alProcessing.pdf  [5] www.hr-elektronika.tripod.com/gsmprisl.htm [6] White Paper, Intelogis PLUG-IN Technology, Power Line Communications, Intelogis   © 1997-98

22