Aufgaben:Aufgabe 5.6Z: Einträger–und Mehrträgersystem: Unterschied zwischen den Versionen

Aus LNTwww
Wechseln zu:Navigation, Suche
(Die Seite wurde neu angelegt: „ {{quiz-Header|Buchseite=Modulationsverfahren/Allgemeine Beschreibung von OFDM }} [[Datei:|right|]] ===Fragebogen=== <quiz display=simple> {Multiple-Choice…“)
 
 
(14 dazwischenliegende Versionen von 3 Benutzern werden nicht angezeigt)
Zeile 3: Zeile 3:
 
}}
 
}}
  
[[Datei:|right|]]
+
[[Datei:P_ID1660__Z_5_6.png|right|frame|Zwei Signalraumbelegungen]]
 +
In dieser Aufgabe soll ein Vergleich erfolgen zwischen
 +
*einem Einträgersystem &nbsp;$(N = 1)$&nbsp; &rArr; &nbsp; "Single–Carrier"&nbsp; $\rm (SC)$,&nbsp; und
 +
*einem Mehrträgersystem mit &nbsp;$N = 32$&nbsp; Trägern &rArr; &nbsp; "Multi–Carrier"&nbsp; $\rm (MC)$.
 +
 
 +
 
 +
Für beide Übertragungssysteme&nbsp; (siehe Grafik)&nbsp; wird jeweils eine Datenbitrate von &nbsp;$R_{\rm B} = 1 \ \rm Mbit/s$&nbsp; gefordert.
 +
 
 +
 
 +
 
 +
 
 +
Hinweise:
 +
*Die Aufgabe gehört zum  Kapitel&nbsp; [[Modulationsverfahren/Allgemeine_Beschreibung_von_OFDM|Allgemeine Beschreibung von OFDM]].
 +
*Bezug genommen wird auch auf das Kapitel&nbsp;    [[Modulationsverfahren/Quadratur%E2%80%93Amplitudenmodulation|Quadratur-Amplitudenmodulation]].
 +
  
  
Zeile 9: Zeile 23:
  
 
<quiz display=simple>
 
<quiz display=simple>
{Multiple-Choice Frage
+
{Welches Mapping verwendet das Einträgersystem?
|type="[]"}
+
|type="()"}
- Falsch
+
- ASK,
+ Richtig
+
+ BPSK,
 +
- 4-QAM
 +
- 16-QAM
 +
 
 +
{Welches Mapping verwendet das Mehrträgersystem?
 +
|type="()"}
 +
- ASK,
 +
- BPSK,
 +
- 4-QAM,
 +
+ 16-QAM
  
 +
{Berechnen Sie die Symboldauer &nbsp;$T_{\rm SC}$&nbsp; des Einträgersystems.
 +
|type="{}"}
 +
$T_{\rm SC} \ = \ $ { 1 3% } $\ \rm &micro; s$
  
{Input-Box Frage
+
{Berechnen Sie die Symboldauer &nbsp;$T_{\rm MC}$&nbsp; des Mehrträgersystems.
 
|type="{}"}
 
|type="{}"}
$\alpha$ = { 0.3 }
+
$T_{\rm MC} \ = \ $ { 128 3% } $\ \rm &micro; s$
  
 +
{Welche der folgenden Aussagen treffen zu?
 +
|type="()"}
 +
- Die Impulsinterferenzen sind unabhängig von der Symboldauer &nbsp;$T$.
 +
+ Die Impulsinterferenzen nehmen mit steigender Symboldauer &nbsp;$T$&nbsp; ab.
 +
- Die Impulsinterferenzen nehmen mit steigender Symboldauer  &nbsp;$T$&nbsp; zu.
  
  
Zeile 25: Zeile 56:
 
===Musterlösung===
 
===Musterlösung===
 
{{ML-Kopf}}
 
{{ML-Kopf}}
'''1.'''
+
'''(1)'''&nbsp;  Aus der Grafik auf der Angabenseite erkennt man sofort,&nbsp; dass das Einträgersystem auf binärer Phasenmodulation&nbsp; $\rm (BPSK)$&nbsp; basiert  &nbsp; ⇒  &nbsp; <u>Lösungsvorschlag 2</u>.
'''2.'''
+
 
'''3.'''
+
 
'''4.'''
+
'''(2)'''&nbsp;  Dagegen basiert das Mehrträgersystem auf &nbsp; $\rm 16–QAM$  &nbsp; ⇒  &nbsp; <u>Lösungsvorschlag 4</u>.
'''5.'''
+
 
'''6.'''
+
 
'''7.'''
+
'''(3)'''&nbsp;  Allgemein gilt bei einem OFDM&ndash;System mit&nbsp; $N$ Trägern&nbsp; und&nbsp; $M$&nbsp; Signalraumpunkten für die Symboldauer:
 +
:$$T = N \cdot {\rm{log}_2}\hspace{0.04cm}(M) \cdot T_{\rm{B}}.$$
 +
*Wegen &nbsp;$R_{\rm{B}} = 1 \ \rm Mbit/s$&nbsp; ist die Bitdauer bei BPSK gleich&nbsp; $T_{\rm{B}} = 1 \ \rm &micro; s$.
 +
*Daraus ergibt sich für die Symboldauer des Einträgersystems mit&nbsp; $N = 1$&nbsp; und&nbsp; $M = 2$:
 +
:$$ T_{\rm{SC}} = 1 \cdot {\rm{log}_2}\hspace{0.04cm}(2) \cdot T_{\rm{B}}\hspace{0.15cm}\underline {= 1\,\,{\rm &micro; s}}.$$
 +
 
 +
 
 +
'''(4)'''&nbsp;  In gleicher Weise erhält man für das Mehrträgersystem mit&nbsp; $N = 32$&nbsp; und&nbsp; $M = 16$:
 +
:$$T_{\rm{MC}} = 32 \cdot {\rm{log}_2}\hspace{0.04cm}(16) \cdot T_{\rm{B}}\hspace{0.15cm}\underline {= 128\,\,{\rm &micro; s}}.$$
 +
 
 +
 
 +
'''(5)'''&nbsp;  Richtig ist der <u>Lösungsvorschlag 2</u>, weil:
 +
*Bei großer Symboldauer ist&nbsp; '''der relative Anteil''',&nbsp; der vom Vorgängersymbol ins betrachtete Symbol hineinreicht und damit Impulsinterferenzen (ISI) bewirkt,&nbsp; '''kleiner'''&nbsp; als bei kleiner Symboldauer.
 +
 
 
{{ML-Fuß}}
 
{{ML-Fuß}}
  

Aktuelle Version vom 10. Januar 2022, 13:07 Uhr

Zwei Signalraumbelegungen

In dieser Aufgabe soll ein Vergleich erfolgen zwischen

  • einem Einträgersystem  $(N = 1)$  ⇒   "Single–Carrier"  $\rm (SC)$,  und
  • einem Mehrträgersystem mit  $N = 32$  Trägern ⇒   "Multi–Carrier"  $\rm (MC)$.


Für beide Übertragungssysteme  (siehe Grafik)  wird jeweils eine Datenbitrate von  $R_{\rm B} = 1 \ \rm Mbit/s$  gefordert.



Hinweise:


Fragebogen

1

Welches Mapping verwendet das Einträgersystem?

ASK,
BPSK,
4-QAM
16-QAM

2

Welches Mapping verwendet das Mehrträgersystem?

ASK,
BPSK,
4-QAM,
16-QAM

3

Berechnen Sie die Symboldauer  $T_{\rm SC}$  des Einträgersystems.

$T_{\rm SC} \ = \ $

$\ \rm µ s$

4

Berechnen Sie die Symboldauer  $T_{\rm MC}$  des Mehrträgersystems.

$T_{\rm MC} \ = \ $

$\ \rm µ s$

5

Welche der folgenden Aussagen treffen zu?

Die Impulsinterferenzen sind unabhängig von der Symboldauer  $T$.
Die Impulsinterferenzen nehmen mit steigender Symboldauer  $T$  ab.
Die Impulsinterferenzen nehmen mit steigender Symboldauer  $T$  zu.


Musterlösung

(1)  Aus der Grafik auf der Angabenseite erkennt man sofort,  dass das Einträgersystem auf binärer Phasenmodulation  $\rm (BPSK)$  basiert   ⇒   Lösungsvorschlag 2.


(2)  Dagegen basiert das Mehrträgersystem auf   $\rm 16–QAM$   ⇒   Lösungsvorschlag 4.


(3)  Allgemein gilt bei einem OFDM–System mit  $N$ Trägern  und  $M$  Signalraumpunkten für die Symboldauer:

$$T = N \cdot {\rm{log}_2}\hspace{0.04cm}(M) \cdot T_{\rm{B}}.$$
  • Wegen  $R_{\rm{B}} = 1 \ \rm Mbit/s$  ist die Bitdauer bei BPSK gleich  $T_{\rm{B}} = 1 \ \rm µ s$.
  • Daraus ergibt sich für die Symboldauer des Einträgersystems mit  $N = 1$  und  $M = 2$:
$$ T_{\rm{SC}} = 1 \cdot {\rm{log}_2}\hspace{0.04cm}(2) \cdot T_{\rm{B}}\hspace{0.15cm}\underline {= 1\,\,{\rm µ s}}.$$


(4)  In gleicher Weise erhält man für das Mehrträgersystem mit  $N = 32$  und  $M = 16$:

$$T_{\rm{MC}} = 32 \cdot {\rm{log}_2}\hspace{0.04cm}(16) \cdot T_{\rm{B}}\hspace{0.15cm}\underline {= 128\,\,{\rm µ s}}.$$


(5)  Richtig ist der Lösungsvorschlag 2, weil:

  • Bei großer Symboldauer ist  der relative Anteil,  der vom Vorgängersymbol ins betrachtete Symbol hineinreicht und damit Impulsinterferenzen (ISI) bewirkt,  kleiner  als bei kleiner Symboldauer.