Dispense del corso - Dipartimento Ingegneria dell'Informazione ...
Dispense del corso - Dipartimento Ingegneria dell'Informazione ... Dispense del corso - Dipartimento Ingegneria dell'Informazione ...
Facoltà di Ingegneria 122 Figura 6.15: Correlazione tra i segnali FSK in funzione dell’indice di modulazione 6.10.3 Demodulazione coerente di un segnale FSK e probabilità di errore Il valore di h influenza la banda di trasmissione, poichè all’aumentare di h le due frequenze h1 e h2 sono maggiormente distanti, allo stesso tempo h influenza la probabilità di errore. Valutiamo quindi la proabilità di errore nel caso di canale AWGN. Lo schema del ricevitore ottimo è quello mostrato nella figura 6.16 considerando i segnali equiprobabili. Supponiamo di aver trasmesso il segnale s1(t) e di aver ricevuto r(t) = s1(t) + n(t), dove n(t) rappresenta il rumore gaussiano introdotto dal canale di comunicazione, che per le ipotesi fatte risulta a valor medio nullo e densità spettrale di potenza media pari a N0/2. Indichiamo con u1 e u2 le variabili aleatorie all’uscita del primo e del secondo ramo dopo i due integratori, si ha: u1 = Tsimb 0 u2 = Tsimb 0 Per cui D = u1 − u2 risulta s2 1(t)dt + Tsimb s1(t)n(t)dt 0 s1(t) · s2(t)dt + Tsimb s2(t)n(t)dt 0 (6.89) D = E(1 − ρ) + N (6.90)
dove N è la variabile aleatoria N = a media nulla mN = E[N] = E Tsimb e varianza σ 2 N 0 uguale a Tsimb 0 Facoltà di Ingegneria 123 n(t) · [s1(t) − s2(t)]dt (6.91) Tsimb n(t)[s1(t)−s2(t)]dt = E[n(t)]·[s1(t)−s2(t)]dt = 0 0 (6.92) σ2 N = E[N2 ] = Tsimb = Tsimb E[n(t1)n(t2)][s1(t1) − s2(t1)][s1(t2) − s2(t2)]dt1dt2 = 0 0 = Tsimb N0 0 2 [s1(t1) − s2(t1)] 2dt1 = = N0 · 2E(1 − ρ) = 2 = N0E(1 − ρ) (6.93) Poichè n(t) è un segnale aleatorio con densità di proabbilità gaussiana, a media nulla e varianza N0 , la variabile aleatoria D ha una densità di proba- 2 bilità, pD(D), gaussiana con media E(1 − ρ) e varianza σ2 N . L’errore viene commesso quando u1 < u2, cioè D < 0, per cui la probabilità di errore Pe/s1 risulta Pe/s1 = P (D < 0) = 0 −∞ q E(1−ρ) 1 [D−E(1−ρ)]2 − N − 0 2E(1−ρ)N e 0 dD = 2πE(1 − ρ)N0 −∞ con il seguente cambio di variabili v = D−E(1−ρ) √ . E(1−ρ)N0 1 v2 − √ e 2 dv 2π (6.94) Si ottiene quindi Pe = 0.5 · Pe|s1 + 0.5 · Pe|s2 = Pe|s1 = Q Eb(1 − ρ) . (6.95) considerando che Eb = E. La minima probabilità di errore si ottiene per segnali antipodali (BPSK) con ρ = −1, mentre nel caso di FSK la minima probabilità di errore si ottiene quando h = 0.715 con ρ = −0.212. Le precedenti considerazioni si riferiscono allo schema di demodulazione mostrato nella figura 6.16, che rappresenta uno schema di demodulazione coerente. La probabilità di errore di un segnale FSK ortogonale (ρ = 0) vale Pe = Q Eb N0 N0 (6.96)
- Page 75 and 76: Facoltà di Ingegneria 71 Nelle rad
- Page 77 and 78: Facoltà di Ingegneria 73 Il segnal
- Page 79 and 80: Facoltà di Ingegneria 75 con a cos
- Page 81 and 82: Facoltà di Ingegneria 77 al sistem
- Page 83 and 84: Figura 5.13: Circuito di Foster-Sea
- Page 85 and 86: con Facoltà di Ingegneria 81 Figur
- Page 87 and 88: con Figura 5.17: Schema di principi
- Page 89 and 90: Figura 5.18: Schema di principio de
- Page 91 and 92: Facoltà di Ingegneria 87 Quando il
- Page 93 and 94: Facoltà di Ingegneria 89 Figura 5.
- Page 95 and 96: Facoltà di Ingegneria 91 assenza d
- Page 97 and 98: Figura 5.23: Ricevitore FM radio br
- Page 99 and 100: Capitolo 6 Modulazioni Digitali Il
- Page 101 and 102: Facoltà di Ingegneria 97 dove si,m
- Page 103 and 104: Facoltà di Ingegneria 99 Figura 6.
- Page 105 and 106: Facoltà di Ingegneria 101 Figura 6
- Page 107 and 108: Facoltà di Ingegneria 103 6.4 Rice
- Page 109 and 110: Facoltà di Ingegneria 105 Nei casi
- Page 111 and 112: Facoltà di Ingegneria 107 Figura 6
- Page 113 and 114: Facoltà di Ingegneria 109 6.6 Limi
- Page 115 and 116: Facoltà di Ingegneria 111 modulazi
- Page 117 and 118: Facoltà di Ingegneria 113 lazione
- Page 119 and 120: Facoltà di Ingegneria 115 Un esemp
- Page 121 and 122: Facoltà di Ingegneria 117 dell’a
- Page 123 and 124: Facoltà di Ingegneria 119 Figura 6
- Page 125: Per un segnale BFSK si ha Es1 = Ts
- Page 129 and 130: Facoltà di Ingegneria 125 Figura 6
- Page 131 and 132: Facoltà di Ingegneria 127 e l’i-
- Page 133: ed essendo E = Eb si ha Pe = 1 Faco
dove N è la variabile aleatoria<br />
N =<br />
a media nulla<br />
<br />
mN = E[N] = E<br />
Tsimb<br />
e varianza σ 2 N<br />
0<br />
uguale a<br />
Tsimb<br />
0<br />
Facoltà di <strong>Ingegneria</strong> 123<br />
n(t) · [s1(t) − s2(t)]dt (6.91)<br />
Tsimb<br />
n(t)[s1(t)−s2(t)]dt = E[n(t)]·[s1(t)−s2(t)]dt = 0<br />
0<br />
(6.92)<br />
σ2 N = E[N2 ] =<br />
Tsimb<br />
= Tsimb<br />
E[n(t1)n(t2)][s1(t1) − s2(t1)][s1(t2) − s2(t2)]dt1dt2 =<br />
0 0<br />
= Tsimb N0<br />
0 2 [s1(t1) − s2(t1)] 2dt1 =<br />
= N0 · 2E(1 − ρ) =<br />
2<br />
= N0E(1 − ρ)<br />
(6.93)<br />
Poichè n(t) è un segnale aleatorio con densità di proabbilità gaussiana, a<br />
media nulla e varianza N0 , la variabile aleatoria D ha una densità di proba-<br />
2<br />
bilità, pD(D), gaussiana con media E(1 − ρ) e varianza σ2 N . L’errore viene<br />
commesso quando u1 < u2, cioè D < 0, per cui la probabilità di errore Pe/s1<br />
risulta<br />
Pe/s1 = P (D < 0) =<br />
0<br />
−∞<br />
q<br />
E(1−ρ)<br />
1<br />
[D−E(1−ρ)]2<br />
− N<br />
− 0<br />
2E(1−ρ)N e 0 dD =<br />
2πE(1 − ρ)N0<br />
−∞<br />
con il seguente cambio di variabili v = D−E(1−ρ) √ .<br />
E(1−ρ)N0<br />
1 v2<br />
− √ e 2 dv<br />
2π<br />
(6.94)<br />
Si ottiene quindi<br />
<br />
Pe = 0.5 · Pe|s1 + 0.5 · Pe|s2 = Pe|s1 = Q<br />
Eb(1 − ρ)<br />
. (6.95)<br />
considerando che Eb = E. La minima probabilità di errore si ottiene per<br />
segnali antipodali (BPSK) con ρ = −1, mentre nel caso di FSK la minima<br />
probabilità di errore si ottiene quando h = 0.715 con ρ = −0.212. Le precedenti<br />
considerazioni si riferiscono allo schema di demodulazione mostrato<br />
nella figura 6.16, che rappresenta uno schema di demodulazione coerente. La<br />
probabilità di errore di un segnale FSK ortogonale (ρ = 0) vale<br />
<br />
Pe = Q<br />
Eb<br />
N0<br />
N0<br />
(6.96)