Optisk kommunikation i deep space - Steen Eiler Jørgensen

silicium.dk

Optisk kommunikation i deep space - Steen Eiler Jørgensen

Kapitel 4

Kommunikationsteori

Ønsker vi at transmittere et digitalt signal, f.eks. varierende mellem to niveauer,

0 og 1, vil signalet, når det når frem til modtageren, være behæftet

med støj. Hvid støj fluktuerer fuldstændig tilfældigt og uforudsigeligt, og vil,

såfremt støjen er kraftig nok, ind imellem kunne foranledige modtageren til at

tro, at en bit er 0, selvom 1 blev transmitteret, eller omvendt. Modtagelse af et

andet tegn, end det, der blev sendt, kaldes en bitfejl, og den hyppighed, hvormed

bitfejl forekommer, kaldes BER (Bit Error Rate), og betegnes Pe (sandsynligheden

for bitfejl). Det er klart, at man ved at øge datatransmissionshastigheden

samtidig øger Pe. For at nedbringe Pe, men samtidig bibeholde en høj datatransmissionshastighed

må man enten øge sendeeffekten eller mindske støjeffekten,

dvs. øge signal-støj-forholdet,

(SNR)dB = 10 log

Ps

hvor Ps [W] er signaleffekten og Pn [W] er støjeffekten.

Pn


(4.1)

Signal-støj-forholdet sætter en øvre grænsen for datatransmissionshastigheden,

givet ved Shannons sætning: ([39], s. 96)

Bmax = β log 2(1 + SNR) (4.2)

hvor Bmax er den pågældende kommunikationskanals kapacitet [bit/s] og β er

kanalens båndbredde i Hz. Shannons sætning giver den teoretiske, maksimale

bitrate for fejlfri transmission; i praksis er bitraten altid lavere – ofte meget

lavere! Dette skyldes, at vi ovenfor antog, at støjen var hvid. I virkeligheden

forekommer støj fra mange forskellige kilder, som Shannons formel ikke tager i

betragtning. Vha. forskellige kodningsalgoritmer er det dog muligt at komme i

nærheden af Shannon-grænsen; mere herom i afsnit 4.1.2.

Men hvad er båndbredden af den konkrete kommunikationskanal, og hvordan

finder man signal-støj-forholdet for et konkret optisk kommunikationssystem?

Ved at opstille et linkbudget for systemet er det muligt at se den direkte sammenhæng

mellem systemets fysiske parametre og den resulterende Pe.

23

More magazines by this user
Similar magazines