Syferkommunikasie ESC320 / EDC310

Skool vir Ingenieurswese 

Departement Elektriese, Elektroniese en 

Rekenaaringenieurswese 

Syferkommunikasie ESC320 / EDC310 

Dosent: Prof LP Linde 

Laaste hersiening: 2011-07-04


INHOUD 

ORGANISATORIESE KOMPONENT 

1 ALGEMENE GRONDSTELLING EN ONDERWYSBENADERING .......................................... 1 

1.1 Oorsig en doelwitte van Stochastiese Kommunikasiestelsels ESC32.......................... 2 

2 DOSENTE, LOKALE EN SPREEKTYE..................................................................................... 3 

3 STUDIEMATERIAAL EN AANKOPE......................................................................................... 4 

4 LEERAKTIWITEITE................................................................................................................... 5 

4.1 Kontak- en Leertyd......................................................................................................... 5 

4.2 Lesings........................................................................................................................... 5 

4.3 Tutoriaalklasse en Werkopdragte.................................................................................. 5 

4.4 Spesiale werkopdragte .................................................................................................. 6 

4.5 Afwesigheid van Formele Evaluering-geleenthede....................................................... 6 

4.6 Laboratoriumwerk .......................................................................................................... 6 

4.7 Laboratoriumprojekte ..................................................................................................... 8 

5 ASSESSERINGSKRITERIA .................................................................................................... 10 

5.1 Slaagvereistes.............................................................................................................. 10 

5.2 Semestertoetse............................................................................................................ 11 

5.2.1 Berekening van Semesterpunt .................................................................................... 11 

5.2.2 Berekening van die Finale Punt................................................................................... 11 

5.3 Eindeksamen ............................................................................................................... 12 

6 Algemeen ................................................................................................................................. 12 

6.1 Plagiaatwaarskuwing ................................................................................................... 13 

ESC320_GIDS2_2011 Departement Elektriese, Elektroniese en Rekenaaringenieurswese, UP LPL/2011 

ii


STUDIEKOMPONENT 

1 MODULEDOELWITTE, ARTIKULASIE EN LEERUITKOMSTE …….………………14 

1.1 Algemene Doelwitte ..................................................................................................... 14 

1.2 Kompakte Kursusopsomming...................................................................................... 15 

1.3 Artikulasie met Ander Modules in die Program ........................................................... 15 

1.4 Kritieke Leeruitkomste ................................................................................................. 16 

1.5 Opsomming van ECSA uitkomstes …………………………………………….. 17 

1.6 Kognitiewe vlak van assessering ….……………….…………………………. 17 

2 MODULESAMESTELLING (ESC320/EDC310) ……………………………………….18 

2.1 Inleiding tot Kommunikasiestelsels (Hersiening)......................................................... 18 

2.2 Hersiening van Seinverwerkingsbeginsels en Lineêre Stelsel Analise ....................... 18 

2.3 Hersiening van Waarskynlikheidsteoriebeginsels en wvs........................................... 18 

2.4 Inleiding tot Willekeurige Prosesse en Spektrale Analise ……………...……..19 

2.5 Beginsels van Syferdatatransmissie ........................................................................... 19 

2.6 Werkverrigtingsanalise van Syferkommunikasiestelsels in SWGR kanale ................ 19 

2.7 Syferkommunikasie deur lineêre vervormende (bandbeperkte) kanale……. 20 

2.8 Sinkronisasiebeginsels en substelsels ........................................................................ 20 

2.9 Inleiding tot Informasieteorie…………………………………………………….. 20 

2.10 Inleiding tot Foutkorreksie(-beheer) Kodering ……………………………….. 20 

2.11 Samevatting ……………………………………………………………………… 20 

2.12 Laboratoriumwerk ……………………………………………………………….. 20 

2.13 Module-aflewerbares.................................................................................................... 21 

3 RIGLYNE VIR DIE GEBRUIK VAN DIE STUDIETEMA-BESKRYWINGS …………22 

3.1 Leeruitkomste van die Studietema .............................................................................. 22 

3.2 Studie-eenhede............................................................................................................ 22 

3.3 Selfstudie-aktiwiteite .................................................................................................... 22 

3.4 Werkopdragte vir assessering ..................................................................................... 22 

3.5 Assesseerkriteria.......................................................................................................... 22 


iii


4 ESC320-STUDIETEMAS......................................................................................................... 21 

4.1 STUDIETEMA 1: INLEIDING TOT KOMMUNIKASIESTELSELS. ............................ 21 

4.2 STUDIETEMA 2: HERSIENING VAN SEINPROSESSEERINGSGROND- 

BEGINSELS EN LINEÊRE STELSEL-ONTLEDING. ............................................................. 23 

4.3 STUDIETEMA 3: BEGINSELS VAN SYFERDATATRANSMISSIE ........................... 26 

4.4 STUDIETEMA 4: GEDRAG VAN SYFERTRANSMISSIESTELSELS IN DIE 

TEENWOORDIGHEID VAN RUIS .......................................................................................... 28 

4.5 STUDIETEMA 5: SINKRONISASIEBEGINSELS EN -TOEPASSINGS .................... 30 

4.6 STUDIETEMA 6: OPTIMALE SEINDETEKSIE........................................................... 32 

4.7 STUDIETEMA 7: INLEIDING TOT INFORMASIETEORIE EN KODERING 36 

4.8 STUDIETEMA 8: SINKRONISASIEBEGINSELS EN SUBSTELSELS 38 

4.9 STUDIETEMA 9: INLEIDING TOT INFORMASIETEORIE 41 

4.10 STUDIETEMA 10: INLEIDING TOT FOUTKORREKSIE KODERING 43 

LYS VAN BYLAES 

BYLAAG A: SPESIALE WERKSOPDRAGTE ……………………..………...…….46 

SPESIALE WERKSOPDRAG 1 ……….………………………………………………..46 

SPESIALE WERKSOPDRAG 1 PUNTESKEMA ……..……………………………….47 

SPESIALE WERKSOPDRAG 2 .………………………………………….....................48 

BYLAAG B: UITGANGSVLAKUITKOMSTES VIR BACCALAREUSGRADE IN 

INGENIEURSWESE …......……………………..………………………………………..49 

BYLAAG C: DAARSTELLING VAN LABGROEPE ………………………..………51 

LABORATORIUMOPDRAGTE ..………………………………………….....................51 

EKSPERIMENT 1: BRONENKODERING ................................................................52 

BYLAAG I: DELTA-PKM-MODULATOR 54 

EKSPERIMENT 2: BASEBAND KOMMUNICATION SYSTEM................................55 

BYLAAG II: VOORGESTELDE STROOMBAANONTWERPE.................................59 

BYLAAG III: NYQUIST LDF ONTWERP ..................................................................61 

BYLAAG IV: ALGEMENE FILTERONTWERP........................................................62 

EKSPERIMENT 3: SIMBOOLSINKRONISASIE.......................................................65 


iv


LYS VAN FIGURE 

Fig. 1 Skematiese voorstelling van tweedesemester-gebeure en geskeduleerde 

laboratoriumsessies met datums in weekinkremente ………………………………8 

Fig. 2 Skakeling tussen ESC320/EDC310 en ander modules in die program ..…………...……15 

Fig. 3 Kognitiewe domeine ................................................................................................................ 23 

Fig. 4 ESC320 / EDC310-blokdiagram.............................................................................................. 25 


v


ORGANISATORIESE KOMPONENT 

1 ALGEMENE GRONDSTELLING EN ONDERWYSBENADERING 

Die algemene doelwit met hierdie module is om begrip eerder as memorisering te beklemtoon om 

sodoende kreatiewe denke, lees en die onwikkeling van innoveervaardighede onder studente te 

stimuleer op die gebied van modulasietegnieke en –stelsels, in die teenwoordigheid van ruis. ‘n 

Probleemgedrewe benadering sal gevolg word. Studentgesentreerde leer- en onderrigmetodes sal 

tydens lesings, tutoriaalklasse en praktiese sessies toegepas word. Dit word gedoen om bogenoemde 

vaardighede optimaal te ontwikkel en ook om die ontwikkeling van kommunikasievaardighede, 

interpersoonlike vaardighede en groepdinamiek te stimuleer. 

Ingevolge die onderwysbeleid van die Universiteit word daar aanvaar "'n student moet akademieswetenskaplike 

vorming ondergaan ten einde later in professionele konteks in staat te wees om as 'n 

selfstandige wetenskaplike te funksioneer en tot die kreatiewe ontwikkeling van die gekose beroep by te 

dra . . . dit verwys inderdaad na 'n doelgerigte en proaktiewe onderwysbenadering wat gepaard gaan met 

'n klemverskuiwing vanaf die tradisionele dosentgesentreerde onderrigbenadering na 'n meer dinamiese 

studentgesentreerde leerbenadering." ('n Nuwe benadering, Tukkie-onderrig, Vol. 1(2), 1986). Met 

hierdie doelwitte voor oë is 'n leerplan ontwikkel soos wat dit in hierdie studiegids verwoord is. 

Daar word van u verwag om tydens lesings en tutoriaalklasse aan besprekings deel te neem. Aangesien 

u medestudente afhanklik is van die insette wat u lewer, is u deelname uiters belangrik. U is immers ook 

van hulle bydraes afhanklik. 

Die getal kontaksessies vir hierdie module is beperk. Daar word dus van die leerder verwag om ywerig 

gereelde tyd aan lees- en leerwerk, meditering (‘dink met begrip’) en afhandeling van tutoriaal- en ander 

oefeninge te wy. 

Die doeltreffende gebruik en toepassing van modulasietegnieke speel 'n kardinale rol in ons lewens in 

hierdie inligtingseeu. Dit maak 'n noodsaaklike deel uit van spesifiek radiokommunikasiestelsels wat 

sedert die verskyning van onder andere satelliet- en veral sellulêre kommunikasiestelsels die mark 

stormenderhand verower het. Daar word dus van elektroniese en rekenaaringenieurs verwag om 'n 

waardering en diepgaande begrip van stochastiese seinverwerkings-beginsels, soos toegepas op 

modulasiekonsepte en die toepassing daarvan op kommunikasiestelsels, te hê. Met die bestudering van 

hierdie module word vaardighede ontwikkel wat die leerder in staat sal stel om die grondbeginsels van 

stogastiese prosesse in temporale en spektraalprosessering, met die klem op ruismodelle and die effek 

hiervan op kommunikasiestelsel-werkverrigting, beter te verstaan. Dit behels voorkennis van tydfrekwensie-verwantskappe, 

transformteorie (met die klem op Fourier), die grondbeginsels van 

fundamentele waarskynlikheidsteorie en willekeurige prosesse, sowel as 'n studie van beide analoog- en 

syfermodulasietegnieke en die toepassing en benutting daarvan in 'n magdom kommunikasietoepassings. 

Deterministiese seinanalise van kommunikasiestelsels word uitgebrei, om ook willekeurige (stochastiese) 

prosesse in te sluit. Deur gepaste definisies vir Sein-tot-Ruis-verhouding (SNR) te formuleer, word 

effektiewe maatstawwe daargestel waarmee die werkverrigting van verskillende kommunikasiestelsels 

direk met mekaar vergelyk kan word. Die beginsel van stochastiese modulasie, waarop sprei-spektrum 

stelsels en verskeie van die nuutste sellulêre radiostandaarde (byvoorbeeld, IS95B en 3GPP) berus, word 

bekendgestel. 

Die werk wat in die modules Lineêre Stelsels ELI220, Syferstelsels ERS220 en Modulasiestelsels 

EMS310 gedek word, is noodsaaklike voorbereidingboublokke vir hierdie module. Enige bywerkings of 

veranderinge aan hierdie studiegids sal by die Departementele webwerfadres vir hierdie module verskyn. 


1


1.1 OORSIG EN DOELWITTE VAN STOCHASTIESE KOMMUNIKASIESTELSELS 

ESC320/EDC310 

STOCHASTIESE / SYFERKOMMUNIKASIESTELSELS ESC320/EDC310 is ‘n verpligte derde jaar 

tweede semester module in die Elektroniese Ingenieurswese graad. Vier voorafgaande modules, 

naamlik Lineêre Stelsels ELI220, Syferstelsels ERS220, Modulasiestelsels EMS310 en Stogastiese 

Prosesse WTW338 het die nodige agtergrond vir ESC320 verskaf. Die vereiste kundigheid wat uit 

hierdie voorafgaande modules verkry is sluit in lineêre stelselteorie, fundamentele 

seinverwerkingsbeginsels, elementêre spektrale (Fourier) analise, analoogmodulasiestelsels en ‘n 

inleiding tot waarskynlikheidsteorie. SYFERKOMMUNIKASIE brei hierdie kundigheidsbasis uit na 

syfermodulasiestelsels, die teorie en toepassings van stogastiese prosesse en ruis, spektraal-effektiewe 

syfermodulasietegnieke, optimale deteksietegnieke, aanpasbare tegnieke soos vereffening en 

sinkronisasie en syferseinverwerkingsbeginsels soos toegepas in syferkommunikasiestelslels. 

ESC320/EDC310 bied ook ‘n uitstekende inleiding tot nagraadse studie in dieselfde veld, naamlik 

SYFERKOMMUNIKASIE ETD732, MOBIELE KOMMUNIKASIE ETR732, AANPASBARE STELSELS 

ETA732 en KODERINGSTEORIE ETK732 respektiewelik. 

SYFERKOMMUNIKASIE behels ‘n totaal van drie 50 minute lesings en een tutoriaal/besprekingsklas 

per week. Verskeie van laasgenoemde lesings sal aan laboratorium-voorbereiding gewy word. ‘n Totaal 

van drie formele drie-uur laboratoriumsessies sal aan praktika spandeer word, waartydens studente die 

geleentheid sal hê om vertroud te raak met verskeie praktiese kommunikasiebeginsels en 

syferkommunikasie-aspekte. 

Die primêre doelwit met SYFERKOMMUNIKASIE is om ‘n belangstelling en insig in 

syferkommunikasiebeginsels te vestig, om voornemende ingenieurs in staat te stel om praktiese stelsels 

in die teenwoordigheid van ruis te kan analiseer, of om bestaande dienste te verbeter of te modifiseer 

indien benodig. Die hoofmikpunt is om in staat te wees om nuwe syferkommunikasie-toerusting en - 

stelsels te ontwikkel wat in toekomstige aanvraag en behoeftes sal kan voorsien. 

Die klem sal op syfertegnieke val, in teenstelling met analoë modulasiemetodes wat voorheen in 

modules soos MODULASIESTELSELS EMS310 aangebied is. Verskeie syfermodulasietegnieke sal in 

die teenwoordigheid van SWGR behandel en geanaliseer word. Om hierdie rede sal van studente 

verwag word om ‘n duidelike kennis en begrip van die beginsels van waarskynlikheidsleer en stogastiese 

prosesse op te bou, omdat laasgenoemde in die vorm van ruis in kommunikasiestesels en -omgewings 

voorkom. Dus moet gepaste ruismodelle ontwikkel word ten einde die effekte daarvan op 

kommunikasiestelsels akkuraat te kan vasstel en analiseer. Kennis van stogastiese prosesse sal ook 

benodig word by die ontwerp van optimale ontvangerstrukture. Die meeste statistiese konsepte wat in ‘n 

menigte teksboeke aangetref word is inderwaarheid tydens die ontwikkeling van stogastiese 

kommunikasiestelsels geformuleer en gevestig. Dit bied ‘n kragtige hulpmiddel wat ons in staat stel om 

mededingende kommunikasiestelsels, metodes en tegnieke te analiseer, te evalueer en te vergelyk. 

Die suksesvolle voltooiing van hierdie module sal ‘n grondige werkskennis van die volgende basiese 

konsepte benodig: 

Elementêre Fourier-reorie 

Inleiding tot Waarskynlikheidsleer 

Elementêre Sein- en Stelselteorie (Sein-, Stroombaan- en netwerkanalise) 

Syferfilterteorie (Syferseinverwerking) 

Programmingsvermoëns (Simulasie) 

Die fundamentele kennisvoorvereistes sal tydens hierdie module uitgebrei word om studente se 

vermoëns in die verskillende velde te verbreed ten einde hulle in staat te stel om meer komplekse 

probleme te kan hanteer. Nuwe konsepte wat bekendgestel gaan word, sluit onder meer die volgende 

in: 


2


Inleiding en Oorsig van Stogastiese Prosesse 

Daarstelling van ‘n geskikte ruismodel 

Vergelykende studie van analoë en syfermodulasiestelsels in SWGR 

Spektraal en drywingseffektiewe syfermodulasietegnieke 

Studie van kommunikasiesteurings en kanaalmodelle 

Inleiding tot Lineêre Estimasie soos toegepas in vereffening 

Sinkronisasiestelsels 

Inleiding tot Informasieteorie en Kodering 

Opkomende Digitale Kommunikasietegnologieë 

Fig. 4 paragraaf 4.1.1 gee ‘n skematiese voorstelling van ‘n generiese kommunikasiestelsel, waarop 

die inhoud van hierdie module berus. Verwys asb na die relevante Hoofstukke van die voorgeskrewe 

handboek vir elke studietema wat behandel word. 

2 DOSENTE, LOKALE EN SPREEKTYE 

Dosente 

Modulebestuurder 

Dosent: Groep A en B 

Tutor en 

onderrigassistent 

Laboratoriuminstrukteurs 

Sekretaresse 

Medestudente 

Laboratoriumgroepe 

en -lede 

Naam 

Prof. L.P. Linde 

Prof. L.P. Linde 

Sal bekendgemaak 

word 


word 

Me 

Soos op klaslys 


word 

Kamernommer en 

Gebou 

Kamer 34, Ing. 3 

Kamer 33, Ing. 3 

Telefoonnommer en Eposadres 

420 2168 

louis.linde@up.ac.za 

Ligging van die laboratorium: Ing. 3 Gebou, Laboratorium B. 


“ 

420 

Op Woensdagmiddae (14:30-17:20). 

Ligging van die ESC320 kennisgewingbord: Sal bekend gemaak word. 

Spreektye: Sal bekend gemaak word. 

“ 

3


Dosente, tutors en onderrigassistente se spreektye sal aan die begin van die semester bekend gemaak 

word en sal ook op hulle kantoordeure vertoon word. Studente kan dosente, tutors en 

onderrigassistente slegs tydens hulle spreektye of per afspraak spreek. Hierdie beleid geld ook voor 

toetse en eksamens. Met ander woorde, dosente, tutors en onderrigassistente is op die dag voor 

'n toets of eksamen slegs tydens hulle normale spreektye beskikbaar. Hierdie beleid is daarop 

gemik om studente aan te moedig om hulle werk deeglik vooruit te beplan, om betyds afsprake te maak 

en om deurlopend te werk. 

Leerders moet hulle pogings om die probleem te probeer oplos, op skrif saambring wanneer hulle die 

dosent vir raadpleging besoek. Indien sodanige pogings nie getoon kan word nie, sal geen hulp 

aangebied word nie. Dieselfde geld studente wat versuim het om klasse by te woon, waar soortgelyke 

konsepte en voorbeelde deur die dosent behandel is. 

3 STUDIEMATERIAAL EN AANKOPE 

Voorgeskrewe boek (verpligtend) 

[1] B.P. Lathi, Modern Digital Communication Systems, Vierde Uitgawe, OXFORD University Press, 

2010. ISBN: 0-471-30584-7. 

Hierdie boek word uitvoerig gebruik en dit is verpligtend dat elke student sy of haar eie eksemplaar 

aanskaf. 

Vorige Voorgeskrewe handboeke (opsionele addisionele verwysings) 

[2] John G. Proakis and Masoud Salehi, Communication Systems Engineering, Second Edition, 

Prentice-Hall, 2002. ISBN: 0-13-061793-8. 

[3] S. Haykin, Communication Systems, Fourth Edition, Wiley, 2001. ISBN: 0-471-30584-7 

Aanbevole material 

[4] John G. Proakis and Masoud Salehi, Contemporary Communication Systems suing MATLAB, 

Brooks/Cole Thomson Learning, 2000. ISBN: 0-534-37173-6 

[5] P.Z. Peebles, Probability, Random Variables and Random Signal Principles, McGraw-Hill, New 

York, 1987. 

[6] A. Papoulis, Probability, Random variables and Stochastic Prosesses, Third Edition, McGraw- 

Hill, 1991. 

Dit word voorgestel dat studente 'n aantekeningboek of skootrekenaar sal aanskaf waarop aantekeninge afgeneem 

kan word soos hy/sy dit nodig mag ag. 'n Hardeband-oefeningboek waarin alle oefeninge en tutoriale gedoen kan 

word, word ook sterk aanbeveel. Gedrukte aantekeninge sal slegs verskaf word oor dele wat nie in die 

voorgeskrewe handboek gedek word nie. Die koste van hierdie aantekeninge is by die klasgelde vir hierdie module 

ingesluit, behalwe in die geval waar uitgebreide notas oor spesialistemas verskaf word, soos spesifiek in die klas 

geadverteer sal word. 


4

4 LEERAKTIWITEITE 

4.1 Kontak- en leertyd 


Getal lesings per week: Vier (drie lesings en een tutoriaal-/besprekingsklas) 

Laboratorium/Praktiese werk: Drie eksperimente van drie uur elk, plus drie 

ooplaboratorium-geleenthede wat vir voorbereiding gebruik 

kan word (verwys die schedule in Fig 1 vir meer inligting). 

Lesingtye en -lokaal: Kyk op die Departementele rooster vir besonderhede. 

Hierdie module dra 'n gewig van 16 krediete wat daarop dui dat 'n student gemiddeld ongeveer 160 tot 170 uur 

(met inbegrip van voorbereidingtyd, vir toetse en eksamens) moet bestee om die vereiste vaardighede te 

bemeester). Die gemiddelde kontaktyd is ongeveer vier uur per week, wat beteken dat minstens nog agt uur per 

week eie studietyd aan hierdie module gewy moet word. Die oorblywende tyd sal in die laboratorium deurgebring 

word. 

4.2 Lesings 

Lesings word in 'n studentgesentreerde leerstyl aangebied. Die student moet die betrokke dele in die 

voorgeskrewe teks lees om maksimale voordeel uit die lesings te put. Die hoofoogmerk van die lesings is om die 

leerders in hulle leerproses te lei. Ten einde die lesingstye maksimaal te benut, moet studente die relevante 

gedeeltes van die werk vooraf in die voorgeskrewe handbook lees/bestudeer. Gedurende tutorial en 

besprekingsklasse sal probleme wat verband hou met die studietema onder bespreking, gestel word, en van 

studente sal dan verwag word om dit in groepe van drie tot vier persone te probeer oplos. Hierna sal dit met ‘n 

klasbespreking opgevolg word. Daar word gewoonlik nie van studente verwag om breedvoerige aantekeninge 

tydens lesings af te neem nie. In plaas daarvan moet studente die tyd liewer beter benut deur op die lesing te 

konsentreer, deel te neem aan besprekings, terwyl hulle voortdurend duidelikheid probeer verkry tov studietemas 

en begrippe wat hulle aangepak het, maar nie goed begryp nie. Daar sal voldoende na al die betrokke 

studiemateriaal verwys word en dit is in die handboek, klasaantekeninge (wat waar toepaslik, uitgedeel sal word), 

die studiegids en op die modulewebwerf beskikbaar. 

4.3 Klastoetse, Huiswerk en Tutoriaalopdragte 

As gevolg van die vlak van volwassenheid wat van die gemiddelde derdejaarstudent verwag kan word, sal 

huiswerkopdragte en tutoriale normaalweg nie vir evaluasie ingehandig hoef te word nie, tensy dit spesifiek dmv ‘n 

offisionele aankondiging (in klas of op die module-webblad) afgekondig word. Huiswerkopdragte bied die student 

nogtans die ideale geleentheid vir self-assessering. Studente sal derhalwe van tyd tot tyd versoek word om hulle 

eie werk in die klas te beoordeel. As gevolg van die groot studentegetalle, sal formeel-aangekondigde assessering 

van werksopdragte op ‘n ‘eweknie’-gebaseerde basis onder leiding van die dosent in die klas gedoen word, dws, 

opdragte sal deur mede-studente nagesien word. Let daarop dat die punte wat aan gemerkte opdragte toegeken 

word, tot (soveel as 10% van) die semesterpunt kan bydra. Op hierdie wyse sal elke student in sy/haar kapasiteit 

as evalueerder: 

1. die nodige geskrewe terugvoering (opmerkings, korreksies), soos wat hy/sy normaalweg van die dosent sou 

verwag, aan sy mede-student voorsien; 

2. onmiddellik gedetailleerde terugvoering van die probleem voor hande en enige probleme wat hy daarmee 

ondervind het, van sy mede-studenteevalueerder ontvang; 

3. bewus word van die mees algemene en kritieke foute wat met opdragte gemaak word (dws, leer uit kollegas 

se foute); 

4. insig verkry in hoe vrae deur die dosent gevra word, sowel as hoe punte vir evalueringsdoeleindes toegeken 

word; 

5. ‘n sin vir eerlikheid, verantwoordelikheid en integriteit by die evaluering van mede-studente se werk kweek. 

Enige vorm van oneerlikheid sal swaar gepenaliseer word. 

. 


5


In alle gevalle word daarna gestreef om studente onmiddellike en akkurate terugvoering oor die oplossing(s) van 

opdragte en probleme te verskaf, hetsy deur die dosent as deel van die bespreking van ‘n nuwe konsep of ‘studietema’, 

of gedurende ‘n formele ‘eweknie-evaluering’ van ‘n tutoriaal of opdrag in die klas. Normaalweg sal, op 

aanvraag, kriptiese antwoorde van probleme wat nie in die klas bespreek is nie, op die module-webblad geplaas 

word. Let daarop dat laat-ingehandigde opdragte en tutoriale nie gemerk sal word nie. 

Studente word aangemoedig om wanneer hulle nie regkom met van die probleme nie, hulp te vra by 

medestudente, die tutor of die dosent (in die spesifieke volgorde). Geen student sal egter gehelp word indien hy/sy 

nie bewys kan lewer van hy/sy eie poging om die probleem op te los nie. A.g.v. uiters beperkte kontaktyd, sal 

sommige probleme slegs in die klas bespreek word indien studente uitdruklik daarom vra (en almal ten minste die 

probleem self probeer oplos het). 

Klastoetse sal van tyd tot tyd deur die loop van die semester geskryf word ten einde beide studente en die dosent 

die geleentheid te bied om vordering te monitor. Die uitslae van die klastoetse mag deel van die semesterpunt 

uitmaak (indien wel, sal dit deel van die tutoriaalpunt uitmaak, wat dan tot soveel as 15% van die senmesterpunt 

kan tel). 

4.4 Spesiale werkopdragte 

Daar sal gedurende die semester twee spesiale werkopdragte wat met die kernaspekte van die 

kursusinhoud verband hou, met duidelike aanwysings en die indiendatum uitgedeel word. 'n Hardekopié 

van die werkopdrg(te) sal in die klas uitgedeel word, of dit kan ook op hierdie module se webwerf gevind 

word. Geen laat indiening word aanvaar nie. Daar word van elke student verwag om selfstandige werk 

te doen en die punt wat behaal word, maak deel van die semesterpunt uit. Die nagesiende werkopdrag 

word vir toekomstige verwysing aan die student teruggegee. Daar moet daarop gelet word dat die 

inhoud van werkopdragte en die ooreenstemmende kursusmateriaal deel van die eindeksamen vir 

hierdie module kan uitmaak. 

4.5 Afwesigheid van formele evalueringsgeleenthede 

4.5.1 Die Departementele prosedure vir spesiale eksamens en toetse, met inbegrip van siektetoetse en 

eksamens, soos wat dit in die EER-gids beskryf word, sal gevolg word in gevalle van afwesigheid van 

eksamens, toetse en praktiese sessies, en indien verpligte werkopdragte nie betyds ingedien word nie. 

Die EER-gids is beskikbaar by: 

http://www.ee.up.ac.za/main/en/undergrad/sg/index 

4.5.2 In die onwaarskynlike geval waar 'n student weens siekte of om enige ander rede van 'n 

toets afwesig is (of nie 'n spesiale werkopdrag op die ooreengekome datum en tyd indien 

nie) moet die dosent binne 72 uur (telefonies of met 'n boodskap) in kennis gestel word. 

Alle verskonings moet vergesel word deur 'n geldige mediese sertifikaat wat die rede en aard van 

die ongesteldheid aandui en moet binne 7 kalenderdae by Mev. C. Freislich (Ing I 14-6) 

ingehandig word. Laasgenoemde word vereis om die reëlings en toegewings vir spesiale toetse 

en uitstel van die indiendatums vir werkopdragte te koördineer. 

4.5.3 Laat indiening van verslae/werkopdragte sal nie sonder geldige redes aanvaar word nie. 

Aangesien werkopdragte vir die verskillende kursusse deur die semesterkomitee geskeduleer 

word om 'n egalige werklading te verseker, word daar van studente verwag om hulle werkskedule 

deeglik vooruit te beplan sodat werkopdragte betyds afgehandel en ingedien kan word. 


6

4.6 Laboratoriumwerk 

4.6.1 Laboratoriumgroepe en -sessies 


Sodra die klaslys gefinaliseer is, word studente aan 'n groep toegewys en hulle groeptoewysing word op 

die Departementele webblad vertoon. Die onus rus op elke student om seker te maak van sy of haar 

besondere groeptoewysing en om sy of haar spanmaats te ken. Elke student MOET altesaam drie 

eksperimente gedurende die semester uitvoer. Alle studente moet 'n gestelde eksperiment afhandel 

voordat die volgende eksperiment uitgevoer word. 'n Skedule van watter eksperiment watter student op 

watter datum moet bywoon, sal op die kennisgewingbord aangebring word. Daar sal 'n nulpunt toegeken 

word aan studente wat nie hulle spesifieke toegewysde sessie bywoon nie. Hulle kan in daardie geval 

hulle reg op toegang tot die eksamen verbeur. Studente moet hulle by Laboratorium B in die 

Ingenieurswese 3 Gebou vir alle formele laboratoriumsessies aanmeld. 

4.6.2 Uitruiling van laboratoriumsessies 

Indien dit onmoontlik is om 'n laboratoriumsessie in die toegewysde periode by te woon, moet die student minstens 

'n week voor die geskeduleerde eksperiment toestemming en goedkeuring van die dosent vra. In so ‘n geval moet 

die student self met ‘n plaasvervanger-student van ‘n ander labgroep uitruil, om so te verseker dat bestaande 

labgroepe nie buite verhouding balaai word deur die onverwagte verskyning van studente wat vir ‘n ander labsessie 

geskeduleer was nie. 

4.6.3 Laboratoriumreëls en -vereistes 

Neem weer kennis dat dit 'n bykomende vereiste vir 'n slaagpunt in hierdie module is dat al drie 

die geskeduleerde laboratoriumsessies bevredigend bygewoon en afgehandel word, dws, ‘n 

subminimum-vereiste van 40 persent word benodig vir alle laboratoriumwerk en verwante 

werkstukke. Die presiese toekenning van punte vir die verskillende aktiwiteite wat verband hou met ‘n bepaalde 

eksperiment sal in die laboratoriumgids vir elke individuele eksperiment uiteengesit word. Hierdie gidse sal tydens 

spesiale laboorsiglesings in die loop van die semster beskikbaar gestel word (verwys labskedule in Fig 1 vir 

tersaaklike datums). 

Daar word van studente verwag om vertroud te raak met die omvang van die werk wat in die eksperiment gedek 

word. 'n A4-grootte hardeband-aantekeningboek moet gebruik word vir die voorbereiding voor die praktiese sessie 

en om alle resultate, besprekings en gevolgtrekkings in aan te teken. Die laboratoriumboek moet netjies gehou 

word en dit moet tydens praktiese sessies vir evaluering beskikbaar wees. Daar word van studente verwag om 

behoorlik voor te berei deur die vrae en ander noodsaaklike leeswerk te voltooi soos dit in die Eksperimentgids 

aangedui word. Studente wat nie voldoende bewys van hulle voorbereiding kan lewer nie, sal gevra word om die 

laboratorium te verlaat en daar sal 'n nulpunt vir daardie eksperiment aan hulle toegeken word. Aangesien die 

laboratorium 24 uur beskikbaar is, moet studente voor die geskeduleerde praktiese sessie (kyk na 

ooplaboratorium-geleenthede op die hoofgebeure- en laboratoriumskedule wat in Fig. 1 aangedui word) al die 

substelsels en modules wat met die eksperiment verband hou of wat daarvoor nodig is, ondersoek, bou, integreer 

en toets. Die geskeduleerde laboratoriumtyd moet altyd slegs vir waarneming, vertolking- en demonstrasiedoeleindes 

en die voltooiing van die toets na afhandeling van die praktiese sessie, gebruik word. 


7


Fig. 1 Skematiese voorstelling van tweede semester gebeure en laboratoriumsessies met 

datums in weekinkremente 

'n Groep van ongeveer drie tot vier studente sal tydens 'n laboratoriumsessie saam aan 'n eksperiment werk. 

Studente moet deeglik voorberei wees wanneer hulle hulle vir 'n laboratoriumsessie aanmeld. Daar sal van 

studente vereis word om voor die formele laboratoriumsessie 'n voorverslag in te dien wat al die 

voorbereidingswerk vir die eksperiment bevat soos wat dit in die Eksperimentgids aangedui word. Voordat die 

voorverslag geskryf word, moet die betrokke hoofstuk in die voorgeskrewe handboek/verwysings en ook die 

uitgereikte Eksperimentgids geraadpleeg word. Hierdie voorverslag sal deur die laboratoriuminstrukteurs 

geassesseer word en aan die begin van die laboratoriumsessie aan die studente teruggegee word. Die 

voorverslaginhoud moet as 'n maatstaf gebruik word vir alle daaropvolgende eksperimentele metings en 

waarnemings wat gedoen word. Dit sal studente in staat stel om teorie met praktyk te vergelyk en sinvolle 

gevolgtrekkings te maak. 

Let asseblief daarop dat voorlopige en finale labverslae in die toekoms gehou sal word vir ECSAassesseringsdoeleindes. 

Studente word derhalwe versoek om kopië van alle verslae vir eie 

gebruik en latere verwysing te maak voor inhandiging. 

Studente moet die werk gedurende laboratoriumsessies goed organiseer ten einde die opdragte so effektief 

moontlik af te handel. 'n "Verslagblad" sal aan elke student gegee word waarop die eksperimentele resultate 

getabuleer en grafies, ens., voorgestel moet word. Daar word verwag dat elke student onder die opskrif 

"bespreking" die grondbeginsels wat in die eksperiment aangetoon is, kortliks in sy of haar eie woorde sal beskryf. 


8


Aan die einde van die laboratoriumsessie moet elke student die volledige verslagblad by die toesighouer indien 

voordat hy of sy die laboratorium verlaat. 'n Kort toets sal op ‘n voorafbepaalde datum in die klas afgeneem word 

(optiese merklees). Beide die verslag en die toets sal geassesseer word en sal bydra tot die finale punt vir die 

eksperiment, in ooreenstemming met die punteverdeling soos in die betrokke eksperimentgids uiteengesit. Die 

finale eksperimentpunt is ‘n geweegde gemiddelde van die punte verwerf vir die voorbereidende werk 

(voorverslag), die eksperimentele werk onderneem, analise, bespreking en interpretasie van resultate verkry, 

verwante tutoriaal en spesiale werkstukke asook die verpligte labtoets. 

Laastens moet daarop gelet word dat die laboratoriumpunt weens die belangrikheid van die praktiese 

sessies tot soveel as 20 persent van die finale semesterpunt kan uitmaak. 

4.7 Laboratoriumprojekte 

Daar sal na die aanvang van die semester, tydens spesiale labtoeligtingsessies, 'n eksperimentgids vir 

elkeen van die drie laboratoriumprojekte uitgedeel word (afskrifte hiervan verskyn in u studiegids). Dit sal 

ook op die Departementele webwerf vir hierdie module beskikbaar wees. 


9

5 ASSESSERINGSKRITERIA 


Kyk ook na die eksamenregulasies in die Jaarboeke van die Fakulteit Ingenieurwese, Bou-omgewing en 

Inligtingtegnologie (Deel 1: Ingenieurswese, of Deel 2: Bou-omgewing en Inligtingtegnologie (IBIT). 

Nuwe eksamenregulasies van die fakulteit sal as 'n afsonderlike dokument aan elke student beskikbaar 

gestel word. Hierdie regulasies kan die samestelling van punte beïnvloed wat kan lei tot veranderinge 

aan die inligting wat in hierdie studiehandleiding verstrek word. Die dokument bevat hersiene 

eksamenregulasies en vervang alle vorige publikasies in hierdie verband, en ook die ooreenstemmende 

inhoud in bogenoemde Jaarboeke. 

5.1 Slaagvereistes 

Die oogmerk van die evaluering is tweeledig, naamlik om 'n semesterpunt te bepaal en om deurlopende 

evaluering te beoefen. Studente word geëvalueer deur twee semestertoetse wat afgelê word op die 

datums wat op die Departementele toetsskedule aangedui word. Hierbenewens dra punte vir tutoriaal- 

en spesiale werkopdragte ook by tot die semesterpunt. Die idee hiermee is om studente aan te moedig 

om betrokke te raak by die talryke konsepte wat in die kursus gedek word. Tutoriale/werkopdragte moet 

op die voorafbepaalde datums en tye ingedien word volgens die skedule wat deur die semesterkomitee 

bepaal is. Geen laat indienings sal aanvaar word nie (en dit sal ook nie vir die semesterpunt in ag 

geneem word nie). 

Let daarop dat addissionele voorvereistes om die module te slaag die volgende insluit: 

1. Die gemiddelde punt vir semestertoetse moet 40% wees; 

2. Aldrie die geskeduleerde laboratoriumsessies moet bevredigend afgehandel word, dws ‘n 

laboratoriumpunt van 40% moet in elke geval behaal word. 

Die finale semesterpunt sal die geweegde gemiddeld van die punte wat vir die twee semestertoetse 

behaal is, die praktiese evaluasiepunt en ook die punte wat vir die spesiale werkopdrag en tutoriale 

behaal is, wees, volgens die skema wat hieronder in 5.2.1 aangedui word. 

Enige afwesigheid van semestertoetse moet deur 'n amptelike en geldige verklaring (bv 'n mediese 

sertifikaat) gestaaf word en dit moet binne 7 dae by Me C. Freislich ingedien word. ‘n Spesiale 

siektetoets sal deur alle kwalifiserende studente op ‘n vasgestelde datum aan die einde van die 

semester geskryf word. Hierdie spesiale toets sal oor al die werk handel wat tot op die datum van die 

toets behandel is. Kyk asb op die Departementele webwerf vir toetsbesonderhede en prosedures. 

Om hierdie module te slaag, moet 'n student dus: 

1. semestertoetse met 'n gemiddelde punt van 40% slaag; 

2. al drie geskeduleerde praktika bevredigend voltooi met 'n subminimumpunt van 40% in elke 

geval; 

EN 

3. ‘n finale punt (dws, die gemiddelde van die semester en eksamenpunt) van minstens 50% 

verwerf. 


10


'n Student kan toegang tot die eksamen geweier word of die kursus druip indien enige voorgeskrewe take, soos bv 

voorgeskrewe laboratoriumsessies, spesiale werkstukke, klastoetse en tutoriale nie bevredigend bygewoon of 

voltooi is nie. In die geval dat voorwaarde 2 hierbo nie nagekom is nie, moet die volledige laboratoriumopdrag (of 

enige plaasvervangende opdrag soos deur die dosent voorgeskryf) eers bevredigend voltooi word, alvorens ‘n 

semesterpunt toegeken sal word. 

5.2 Semestertoetse 

Twee toetse van 90 minute elk word soos volg in Augustus en Oktober afgelê: 

Eerste toetsweek: 13/08/11 tot 20/08/11 

Tweede toetsweek: 16/09/11 tot 23/09/11 

Die skedule en datums sal op die Departementele kennisgewingbord en/of die webwerf aangebring 

word. Dit is die studente se verantwoordelikheid om te sorg dat hulle die korrekte datum, tyd en lokaal 

het. 

5.2.1 Berekening van die semesterpunt 

Die semesterpunt word soos volg bereken: 

Semestertoetse 70% (Verpligtend) 

Laboratoriumwerk 20% (Bykomende voorvereiste) 

Tutoriale, klastoetse en werkopdragte 10% 

---------- 

Totale semesterpunt: 100% 

---------- 

5.2.2 Berekening van die finale punt 

Die finale punt word soos volg bereken: 

Finale Punt = (Semesterpunt + Eksamenpunt)/2 

tensy ‘n ander formule deur die Dekaan ingestel en goedgekeur is. Dus: 

Semesterpunt: 50% 

Eksamenpunt: 50% 

--------- 

Totale finale punt: 100% 

--------- 

Ten einde die module te slaag, moet die student: 

(1) ‘n minimum finale gemiddelde punt van 50% behaal; 

(2) alle praktiese sessies bevredigend bygewoon en voltooi het (dws ‘n subminimumpunt van 

40% moet vir alle praktika behaal word). 


11

5.3 Eindeksamen 


5.3.1 Vir eksamentoelating word ‘n minimum semesterpunt van 40% vir alle modules vereis (verwys na 

die departementele webblad vir ‘n gedetaileerde uiteensetting van die voorvereistes vir toelating 

tot die finale eksamen). Vir ESC320/EDC310 word addisioneel ook bevredigende bywoning en 

voltooing van alle eksperimente vereis. 

5.3.2 ‘n Eindeksamen van drie uur (180 minute) word aan die einde van elke semester afgelê 

(gewoonlik in November, in die geval van tweede semester modules). Van studente word 

verwag om self die eksamenrooster, wat op die Departementele kennisgewingbord sal verskyn, 

te raadpleeg vir besonderhede tov die tyd en plek waar die eksamen in elke module afgeneem 

sal word. 

6 Algemeen 

Daar word van die student verwag om al die beleide, reëls en regulasies van die Fakulteit en die 

Departement Elektriese, Elektroniese en Rekenaaringenieurswese te lees en te begryp. Besonderhede 

oor aangeleenthede soos gedrag in die klas, seksuele en rasseteistering, kleredrag, laboratoriumreëls, 

akademiese oneerlikheid, ensovoorts kan op die Universiteit of die Departement se webwerf gevind 

word: http://www.ee.up.ac.za/en/undergrad/guides. 

Laat inhandiging van verslae/tutoriale/opdragte sal nie sonder geldige verskoning aanvaar word nie. 

Omdat die skedulering van opdragte vir die onderskeie derdejaarmodules deur die semesterkomitee 

gekontroleer word om ‘n meer gelykmatige werkbelading te verseker, word van studente verwag om 

hulle werkskedule vooruit te beplan sodat alle opdragte betyds voltooi en ingehandig kan word. 


12

6.1 Plagiaatwaarskuwing 


UNIVERSITEIT VAN PRETORIA 

VERMY PLAGIAAT: ‘N STUDENTEGIDS 

Studente word aangemoedig om werk met mekaar te bespreek. Elke student moet egter sy/haar eie 

werk ingee vir werkopdragte. Plagiaat, wat ook die kopiëring van ‘n ander student se werk gedurende 

toetse en eksamens, of kopiëring vanaf die Internet, insluit, kan lei tot skorsing van die Universiteit. 

Selfs al sou 'n ander student toestemming gee dat jy een van sy/haar werkopdragte of ander navorsing 

mag gebruik om as jou eie in te dien, is dié optrede ontoelaatbaar. Dit is ‘n vorm van plagiaat. Jy mag 

ook nie enigiemand toelaat om jou werk te kopieer met die doel om dit as sy/haar eie werk in te dien nie. 

Gesels met jou dosent indien jy onseker is oor wat verwag word. Vir verdere inligting, sien 

http://www.ee.up.ac.za/main/en/undergrad/guides, of raadpleeg die brosjure beskikbaar by die 

Akademiese Inligtingsdiens. 

'n Verklaring rakende die oorspronklikheid van u werk moet aangeheg word aan ALLE geskrewe werk 

wat vir evaluering ingedien word vir hierdie module. Die verklaring kan gevind word by 

http://www.ee.up.ac.za/main/en/undergrad/guides. 

_______________________________________________________________________________ 

Die kursusinhoud sal nou in terme van studie-eenhede en studietemas uiteengesit word, in 

ooreenstemming met die diagrammatiese voorstelling van die module wat in Fig. 4 getoon word. Die 

studiemateriaal is gebaseer op die inhoud van die voorgeskrewe handboek [1], maar mag hier en daar 

van die volgorde van die handboek afwyk. Addissionele studiemateriaal (in die vorm van notas) sal van 

tyd tot tyd uit ander bronne in die klas beskikbaar gestel word. 


13


STUDIEKOMPONENT 

1. MODULEDOELWITTE, ARTIKULASIE EN LEERUITKOMSTE 

1.1 Algemene doelwitte 

‘n Grondige insig in die effekte van ruis op telekommunikasiestelsels is nie alleen essensieel vir die 

suksesvolle bedryf van telekommunikasiestelsels nie, maar ook vir die uitvoering van Elektroniese 

Ingenieursdissiplines in die algemeen. Weens die feit dat tegnologie vinnig verander en gevolglik ‘n 

groot impak het op die ontwikkeling van kommunikasiestelsels, is ‘n waardering van en insig in 

fundamentele kommunikasiebeginsels nodig om tred te hou met veranderings en die finominale groei 

wat tans in die telekommunikasiebedryf ondervind word. 

Vaardighede sal in hierdie module ontwikkel word wat die leerder in staat sal stel om: 

die eienskappe en oorsprong van verskeie bronne van ruis wat in telekommunikasiestelsels 

voorkom, te verstaan; 

gepaste ruismodelle daar te stel vir gebruik in die analise en ontwerp van telekommunikasiestelsels 

en -substelsels; 

analoë en digitale modulasiestelsels in die teenwoordigheid van Sommeerbare Wit Gauss-Ruis 

(SWGR) te analiseer en te vergelyk; 

optimale ontvangerstrukture te ontwerp wat stelselwerkverrigting in SWGR sal maksimeer; 

gepaste tegnieke te ontwikkel en toe te pas om die effekte van ruis by die herwinning van 

informasie (demodulasie en deteksie) uit te skakel, sowel as om sinkronisasie in SWGR en 

kanaalvervorming te bewerkstellig; 

geskikte aanpasbare meganismes te implementeer waardeur die nadelige effekte van 

noubandtransmissie en kanaalvervorming dinamies teengewerk en elimineer kan word. 

gepaste koderingstegnieke te ontwerp, simuleer en/of te implementer om die informasie in 

versyferde inligtingseine teen die nadelige effekte van bandbeperkte sommeerbare-wit-Gaussruis 

(SWGR) transmissiekanale te beskerm. 

Die algemene doelstellings met hierdie module is om begrip eerder as memorisering te beklemtoon ten 

einde kreatiewe denke en die onwikkeling van innoveringsvaardighede onder studente op die gebied van 

telekommunikasie te stimuleer. 'n Probleemgedrewe benadering tot leer word gevolg. Studentgesentreerde 

en koöperatiewe leer- en onderrigmetodes word gedurende die lesings, oefenklasse en 

praktika toegepas om bogenoemde vaardighede optimaal te ontwikkel en ook om die ontwikkeling van 

kommunikasievaardighede, interpersoonlike vaardighede en groepdinamiek te stimuleer. Ten einde 

hierdie doelstellings te verwesentlik, is die gereelde bywong van klasse en betekenisvolle deelname 

gedurende lesings, labinligtingsessies en tutoriale/besprekingsklasse absoluut noodsaaklik. Studente 

word voorts aangemoedig om ‘n goed gestruktureerde en sistematiese studieprogram te volg, 

waartydens die studiemateriaal op ‘n diepgaande, wetenskaplike en innoverende wyse bestudeer word, 

in plaas daarvan om dit dmv oppervlakkige en onnadenkende wyse te memoriseer. Om goeie resultate 

te verseker, moet daar gemiddeld sowat tien (5 + 5) uur studietyd per week aan hierdie module bestee 

word. 


14

1.2 Kompakte Kursusopsomming 


‘n Kompakte opsomming van die module-inhoud word hieronder gegee: 

ESC320 / EDC310 Kompakte Opsomming: 

Hersiening van elementêre seinteorie, tyd-frekwensie-verwantskappe en die Fourier-transform. 

Hersiening van analoë (AM, FM) en hibriede (puls)modulasiestelsels (PWM, PPM, PAM, PKM, -mod 

ens). Toepassing van die beginsels van waarskynlikheidsleer, Willekeurige veranderlikes (wv’s) en 

Stogastiese Prosesse (SP’s) in die formulering van ruismodelle en effekte. Kwantiseringsruis. Die effek 

van ruis op modulasiestelsels. Drywingsdigtheidspektrum (DDS): Definisie en toepassing op 

modulasiestelsels. Inleiding tot seinruimtekonsepte. Syfermodulasietegnieke: Aan-Af-Sleuteling (AAS), 

Frekwensie-Skuif-Sleuteling (FSK), Fase-Skuif-Sleuteling (PSK). Haaksfasige PSK (QPSK) en multivlak 

modulasiestelsels. FSL-teorie en toepassings. Sinkronisasieteorie (draer, simbool, raam ens). 

Werkverrigtingsanalise en vergelyking van modulasiestelsels in die teenwoordigheid van SWGR. S/Rberekeninge 

en kommunikasieverbinding-drywingsbegroting. Inleiding tot elementere (blok) voorwaartse 

foutbeheerkodering (FEC) tegnieke. Identifisering van opkomende Syfer- kommunikasiestelsels en - 

tegnologieë. 

1.3 Artikulasie met ander modules in the program 

Fig. 2 Skakeling tussen ESC320 / EDC310 en ander modules in die program 


15

1.4 Kritieke leeruitkomste 


Daar word in hierdie module aandag gegee aan die volgende ECSA-uitgangsvlak-uitkomste, dit wil sê, na 

afhandeling van hierdie module sal die student in staat wees tot: 

I. ECSA 2.1: Ingenieursprobleemoplossing 

Om eenvoudige stochastiese kommunikasieprobleme te ontleed en op te los en om toepaslike wiskundige 

modellering (seinprosessering) en drywing- en spektrumberekeninge te doen wat met kommunikasiestelsels en - 

substelsels verband hou. 

II. ECSA 2.3: Ingenieursontwerp en -sintese 

Die toepassing van fundamentele modulasiebeginsels en -konsepte in Fourieranalise, Waarskynlikheidsteorie en 

Stogastiese Prosesse in Syferkommunikasiestelsels. Om in staat te wees om eenvoudige syfermodulasiestelsels in 

die teenwoordigheid van ruis te analiseer en ontwerp en bepaalde ontwerpsparameters, soos Sein-tot-Ruis (SNR), 

te bereken, wat die stelsel karakteriseer. 

III. ECSA 2.4: Ondersoeke, eksperimente en data-ontleding 

Om laboratoriumgebaseerde eksperimente uit te voer deur toepaslike toerusting te gebruik en om bepaalde 

grondbeginsels in analoog- en syfermodulasiestelsels te bereken en te verifieer. Om in staat te wees om op 'n 

gestruktureerde wetenskaplike wyse resultate te ontleed en te vertolk en kommentaar daarop te lewer. 

1.5 Opsomming van ECSA uitkomstes geadresseer en geassesseer 

2.1 Ingenieursprobleemoplossing * √ 

2.2 Aanwending van fundamentele en spesialiskennis * (√) 

2.3 Ingenieursontwerp en –sintese * √ 

2.4 Ondersoeke, eksperimente en data-analise * √ 

2.5 Ingenieursmetodes, vaardighede, gereedskap 

(hulpmiddels) en informasietegnologie 

2.6 Professionele en algemene kommunikasie 

2.6 Impak van ingenieursaktiwiteite op die gemeenskap en 

die omgewing 

2.8 Span- en multidissiplinêre werking (√) 

2.9 Lewenslange opleiding 

2.10 Professionele etiek en praktyk 

* Die ontwikkeling van ‘n aantal uiters belangrike algemene probleemoplossingsvaardighede is 

hierby ingesluit. 


16

1.6 Kognitiewe vlakke van assessering 


%* 

1. Kennis 15 

2. Begrip 20 

3. Toepassing 15 

4. Ontleding 20 

5. Sintese 15 

6. Evaluering 10 

7. Ander vaardighede** 5 

* Beraming van die % van die totale assessering, 

insluitende alle vorms van assessering wat in die 

module aangewend word, toegeken aan die die 

verskillende vlakke van kognitiewe denkvaardighede 

asook “ander vaardighede”. 

** Assesering van “ander vaardighede”: 

Voordragvaardighede √ 

Verslagskryf en taalvaardighede √ 

Praktiese vaardighede √ 

Spanwerkvaardighede √ 


17


2. MODULESAMESTELLING (ESC320 / EDC310 ) 

Studietema en Studie-eenhede Onderrigmodus 

Verwysing 

2.1 Inleiding tot Kommunikasiestelsels Lesing, klasbespreking 

en 

2.1.1 Module-Oorsig 

selfstudie 

2.1.2 Elemente van ‘n generiese Kommunikasiestelsel 

2.1.3 Kommunikasiekanale en hul eienskappe 

2.1.4 Wiskundige Modelle vir kommunikasie-kanale en ruis 

[1] Hoofstuk 1 

2.2 Hersiening van Seinverwerkingbeginsels en 

Lineêre Stelsel Analise 

2.2.1 Hersiening van Seinverwerkingsbeginsels 

2.2.2 Fourier-Reekse. Klassifikasie van seine. Drywing en 

Energie 

2.2.3 Fourier-Transforms and Identiteite 

2.2.4 Lineere Stelselteorie. Filterontwerp 

2.2.5 Bandlaatseine: Komplekse voorstelling 

2.2.6 Hersiening van frekwensietranslasie en modulasie: 

AM en FM modulasietegnieke 

2.2.7 Hersiening van Monsteringsteorema: Diskrete-tyd 

stelsels en monstering van bandbeperkte seine. 

2.2.8 Puls-Kode-Modulasie (PKM) en hersiening van 

amplitude-gekwantiseerde stelsels en kwanti- 

seringseffekte 

2.3 Hersiening van Waarskynlikheidsteorebeginsels 

en willekeurige veranderlikes (wv’s). 

2.3.1 Konsep van Waarkynlikheid 

2.3.2 Willekeurige veranderlikes (wv’s) 

2.3.3 Statistiese gemiddeldes 

2.3.4 Korrelasie 

2.3.5 Lineêre Gemiddelde Kwadraat Estimasie 

2.3.5 Som van wv’s 

2.3.6 Sentrale Limiet Teorema 

2.3.7 Transformasie van wv’s 

Lesings, tutoriale 

en selfstudie 



[1] Hfs 4 & 5 


Studie- Kontak 

tyd (ure) Periodes 

6 2 

6 2 

[1] Hoofstuk 8 6 2 


18


2.4 Inleiding tot Willekeurige Prosesse en Spektrale 

Analise 

2.4.1 Van WV tot Willekeurige Proses (WP) 

2.4.2 Klassifikasie van WP 

2.4.3 DrywingsDigtheidSpektrum (DDS) van willekeurige 

dataseine 

2.4.4 Veelvuldige Willekeurige Prosesse 

2.4.5 Transmissie van Willekeurige Prosesse deur 

Lineêre Stelsels 

2.4.6 Toepassing: Optimum Filtering (Wiener-Hopf) 

2.4.7 Werkverrigtingsanalise van basisband analoe 

stelsels 

2.4.8 Toepassing: Optimum Voorverskerping- 

Naverskerping 

2.5 Beginsels van Syferdatatransmissie 

2.5.1 Syferkommunikasiestelsels 

2.5.2 Lynkodering 

2.5.3 Pulsvorming 

2.5.4 Bisskommeling 

2.5.5 Syferontvangers en Hergenererende Herhalers 

2.5.6 Oogpatrone 

2.5.7 PAM: M-voudige basisband seinskemas vir hoër 

datatempo 

2.5.8 Binêre Syferdraagstelsels (syfermodulasie) 

2.5.9 M-voudige syferdraermodulasiestelsels 

2.5.10 MATLAB Oefeninge 

2.6 Werkverrigtingsanalise van Syferkommunikasie- 

Stelsels (deur SWGR kanale). 

2.6.1 Syferkommunikasiestelsel blokdiagram 

2.6.2 Optimum Lineêre Detektor vir binêre polêre 

seinskema 

2.6.3 Algemene binêre seinskema 

2.6.4 Koherente ontvangers vir syferdraerstelsels 

2.6.5 Seinruimte analise van optimal deteksie 

2.6.5.1 Geometriese voorstelling van seine 

2.6.6 Vektordekomposisie van willekeurige witruis- 

prosesse 

2.6.6 Optimum syferontvanger in SWGR 

2.6.7 Stelselwerkverrigtingsanalise in SWGR: Fout- 

waarskynlikheidsberekeninge 

2.6.8 Ekwivalente seinstelle 

2.6.9 M-voudige kommunikasie: Mult-dimensionele 

Seingolfvorms (bv, 3GPP) 

2.6.10 Werkverrigtingsanalise van geleiergebaseerde en 

draadlose (radio) kommunikasiestelsels. 

2.6.11 MATLAB Oefeninge 

[1] Hoofstuk 9 12 4 


§7.1 

§7.2 

§7.3 

§7.4 

§7.5 

§7.6 

§7.7 

§7.8 

§7.9 

§7.10 

Lesings, klasoefeninge, 

werksopdragte, 

lab 

[1] Hoofstuk 1,7 


§10.2 

§10.3 

§10.4 

§10.5 

§10.6 

§10.7 

§10.8 

12 4 

24 8 


19


2.7 Syferkommunikasie deur lineêre vervormende 

(bandbeperkte) kanale 

Effekte van bandbeperking en modulasie: 

2.7.1 Lineêre vervorming van draadlose multipadkanale 

Stelselontwerp in die teenwoordigheid van kanaal- 

vervorming: 

2.7.2 Ontvanger kanaalvereffening 

2.7.3 Lineêre T-gespasieerde vereffening (TSE) 

2.7.4 Lineêre Fraksioneel-gespasieerde vereffening (FSE) 

2.7.5 Kanaalestimasie 

2.7.6 Beslissings-Terugvoer Effenaar (BTE) 

2.7.7 OFDM (Multidraer) Kommunikasie 

2.8 Sinkronisasiebeginsels en substelsels 

2.8.1 Draer fase-estimasie met ‘n FSL 

2.8.2 Praktiese draerherwinningstegnieke 

2.8.3 Simboolsinkronisasie 

2.9 Inleiding tot Informasieteorie 

2.9.1 Eenheid van Informasie 

2.9.2 Bronenkoderingsoorsig 

2.9.3 Foutvrye kommunikasie oor ‘n ruiserige kanaal 

2.9.4 Kanaalkapasiteir (Shannon) 

2.10 Inleiding tot Foutkorreksie (beheer) Kodes 

2.10.1 Oorsig 

2.10.2 Oortolligheid vir Foutkorreksie 

2.10.3 Lineêre Blokkodes 

2.10.4 Sikliese Kodes 

2.10.5 Koderingswerkverrigting 

2.11 Samevatting 

2.11.1 Module-oorsig. 

2.11.2 Eksameninstruksies 

2.12 Laboratoriumwerk 

Drie eksperimente moet deur die loop van die 

semester voltooi word. ‘n Kort (optiese merklees)toets word 

na elke praktiese sessie afgelê. Verwys na relevante 

praktiese voorskrifte vir meer inligting. 

Lesings, 

Besprekingsessies, 

Tutoriale and 

Selfstudie 


Lesings, klasbesprekings, 

tutoriale, 

selfstudie, notas 


§5.2 


Lesings, klasbesprekings, 

tutoriale, lab 

opdragte 



§14.1 

§14.2 

§14.3 

§14.4 

§14.5 

Lesing en 

klasbespreking 

Laboratorium 

werk in 

kleingroepe. 

Individuele 

verslae 

24 8 

6 2 

9 3 

24 8 

1 1 

Klasnotas 

TOTAAL 160 h 53 sessies 


30 

3x3 

20

Nota: 


16 weke = 80 sessies (maks) - {2 (dag een+laaste dag) – 8 (2 x toetsweke) – 2 (Bespreek 2 toetse) – 2 

(Klastoetse) – 10 (tutoriaalklasse) – 6 (Reses + Vakansiedae)} = 50 effektiewe lesings beskikbaar. 

2.13 Module-aflewerbares 

Kontaksessies 

Laboratoriumsessies 

Tutoriale 

Spesiale werkopdragte 

Selfstudie 

Klastoets 

Semestertoetse 

Eksamen 

Totale aantal ure: 

45 x 50-minute-lesings, tutoriaalhersiening en laboratoriumoorsigte 

3 x 3 uur (buiten voorbereiding) 

10 x 1 uur 

2 x 12 uur 

10 x 8 uur 

2 x 45 minute 

2 x 90 minute 

1 x 180 minute 

160 – 170 uur 


21


3 RIGLYNE VIR DIE GEBRUIK VAN DIE STUDIETEMA-BESKRYWINGS 

Die inligting wat in die volgende dele van hierdie studiehandleiding onder die verskillende opskrifte 

verstrek word, is daarop gemik om studente met hulle leerwerk te help sodat hulle die vereiste 

vaardighede en leeruikomste doeltreffend kan bereik. Die volgende spesifieke inligtingitems word onder 

elkeen van die studietema-opskrifte vervat: 

3.1 Leeruitkomste van die studietema 

Die gegewe leeruitkomste vir elke studietema is noodsaaklik om die kritieke leeruitkomste te bereik wat 

in Deel 1.4 aangedui word. 

3.2 Studie-eenhede 

Die studie-eenheid se titel en verwysings na toepaslike studiemateriaal word hier verstrek. Die 

bestudering van die studiemateriaal waarna verwys word, word beskou as die minimum vereiste om die 

leeruitkomste bevredigend te bereik. 

3.3 Selfstudie-aktiwiteite 

Inligting word verstrek oor oefeninge en probleme wat met die werk verband hou, wat aangepak moet 

word en wat volgens die assesseerkriteria van die studietema is. 

3.4 Werkopdragte vir assessering 

Inligting word hier verstrek oor werkopdragte wat vir nasiening en assessering ingedien moet word. 

3.5 Assesseerkriteria 

Die assesseerkriteria is 'n lys spesifieke vaardighede wat die student moet bemeester om die 

leeruitkomste van die leerplantema te bemeester. Studente sal tydens assessering (toetse en die 

eksamen) aan die hand van hierdie kriteria evalueer word. 

Die stellings wat gebruik word om die assesseerkriteria te omskryf, word aan die hand van laer- tot 

hoërorde-denkvaardighede (kognitiewe domeine) geklassifiseer volgens Bloom se Taxonomy of 

Educational Objectives (Bloom BS and Krathwohl DR, Taxonomy of educational objectives. Handbook 1. 

Cognitive domain, Addison-Wesley, 1984): 


22

Fig. 3 Kognitiewe domeine 


Die karakterisering van die kognitiewe domeine word in die tabel hieronder aangedui. 

Kognitiewe 

Domein 

Definisie Tipiese Aksiewerkwoorde 

1. Kennis Onthou inligting wat voorheen geleer is. 

2. Begrip Begryp die betekenis van inligting. 

3. Toepassing Gebruik die inligting toepaslik in 

verskillende situasies. 

4. Ontleding Breek die inligting op in die 

samestellende dele en sien die 

verwantskappe raak. 

5. Sintese Voeg die samestellende dele bymekaar 

om nuwe produkte en idees te vorm. 

6. Evaluasie Beoordeel 'n idee, teorie, mening, ens. 

op grond van kriteria. 

Rangskik, omskryf, beskryf, identifiseer, 

etiketteer, lys, pas, noem, skets 

Klassifiseer, bespreek, beraam, verklaar, gee 

voorbeeld(e), identifiseer, voorspel, doen 

verslag, hersien, kies, som op, vertolk "in u eie 

woorde" 

Pas toe, bereken, demonstreer, illustreer, 

vertolk, wysig, voorspel, berei voor, lewer, los 

op, gebruik, manipuleer, doen prakties 


23 

Ontleed, evalueer, bereken, vergelyk, kritiseer, 

lei af, differensieer, kies, onderskei, ondersoek, 

verdeel onder, rangskik, maak 'n afleiding 

Sit aanmekaar, stel saam, bou, skep, ontwerp. 

bepaal, ontwikkel, prakseer, formuleer, stel 

voor, sintetiseer, beplan, bespreek, ondersteun 

Evalueer, takseer, vergelyk, besluit, verdedig, 

bepaal, beoordeel, regverdig, optimiseer, 

voorspel, kritiseer 

Die lys assesseerkriteria vir 'n studietema en die gepaardgaande beoogde leeruitkomste daarvan 

behoort stellings te bevat wat op al ses denkvlakke toepaslik is. Studente word dus aan die hand van 'n 

mengsel van al ses denkvaardigheidsvlakke geëvalueer. Op die eerstejaar-vlak sal 'n groter proporsie 

vrae op die laer vlakke (vlak 1 tot 3) gegrond word, terwyl die finalejaar-eksamens 'n groter proporsie 

vrae sal bevat wat op die hoër denkvaardigheidvlakke is (vlak 4 tot 6).


4 ESC320 / EDC310-STUDIETEMAS 

4.1 STUDIETEMA 1: INLEIDING TOT KOMMUNIKASIESTELSELS 

4.1.1 Hersiening van Generiese Kommunikasiestelsel-blokdiagram [1] Hoofstuk 1 

Figuur 4 hieronder toon die blokdiagram van 'n generiese kommunikasiestelsel wat die belangrikste substelsels of 

boublokke toon en ook die volgorde waarin hulle gewoonlik saamgevoeg en geïntegreer word. Daar word verwys 

na toepaslike hoofstukke in die voorgeskrewe handboek waar studente meer omtrent elke individuele funksie en/of 

substelsel kan leer. Die klem sal in hierdie module val op die blokke wat in vetdruk is – die oorblywende blokke sal 

in hieropvolgende modules, (bv, Syferkommunikasie ETD732) gedek word. 

4.1.2 Leeruitkomste 

• Historiese oorsig [1] Hfs 1 § 1.1 

• Elemente van ‘n elektriese kommunikasiestelsel [1] Hfs 1 § 1.2 

• Kommunikasiekanale en hul eienskappe [1] Hfs 1 § 1.3 

• Wiskundige modelle vir kommunikasiekanale [1] Hfs 1 § 1.4 

• Wiskundige (stogastiese) model vir SWGR [1] Hfs 4 § 4.4 

Na afhandeling van hierdie studietema, sal die student: 

‘n Kennis en begrip hê van die verskillende substelsels wat tesame ‘n kommunikasiestelsel vorm, 

insluitende die primêre funksie van elke substelsel en sy inter-aksie met ander funksionele boublokke; 

begryp dat die verskillende kommunikasie-boublokke op verskillende maniere geïntegreer kan word ten 

einde ‘n magdom kommunikasiefunksies en dienste te kan lewer; 

in staat wees om die individuele substelsels en intervlak-vereistes te identifiseer en te verstaan ten einde 

optimum interwerking te verseker; 

‘n basiese kennis en begrip van tipiese kommunikasiekanale hê, hulle effek op informasie-transmissie 

verstaan (verswakking, bandwydte-beperking, vervorming en ander seindistorsies), die standaard 

frekwensie-toekennings van algemene kanale ken en weet watter dienste in hierdie bande ondersteun 

word; 

in staat wees om eenvoudige wiskundige modelle van die mees algemene kommunikasiekanale te 

konstrueer en weet hoe om laasgenoemde met modulasiestelsels toe te pas en te integreer; 

in staat wees om basiese modulasietipes analities te beskryf; 

‘n kennis en begrip hê van die verskille tussen willekeurige prosesse soos ruis en die informasie-inhoud van 

inligtingseine, oortolligheid en kodering 

in staat wees om eenvoudige stogastiese modelle van SWGR te formuleer en toe te pas. 

4.1.3 Studie-eenhede 

Inleiding tot Kommunikasiestelselsubstelsels Verwysing [1] Hoofstuk 1. 

4.1.4 Selfstudie-aktiwiteite 

Ondersoek die teenwoordigheid van die primêre substelsels wat in Fig. 4 vertoon word in hedendaagse analoë 

kommunikasietoepassings. Sluit een voorbeeld van AM, AM-RSB, AM-ESB en FM in, en illustreer u bevindings 

met gepaste blokdiagramme van die onderskeie toepassings. Som die primêre stelselkarakteristieke en 

parameters in elke geval op, insluitende RF frekwensiebandtoekenning, TF gebruik, modulasietipe en spesifikasie, 

bandwydte-okkupasie, ens. Tabuleer u bevindings. Verwys na [1] Hoofstukke 4 en 5 vir agtergrondinligting. 


24

4.1.5 Werkopdragte 


Doen ‘n literatuurstudie op die bestaande (2 en 2.5G) sellulêre radiostandaarde, soos bv GSM, GPRS, EDGE en 

IS95, sowel as die 3G UMTS (Europa) en 3GPP(2) (VSA) standaarde, en identifiseer al die substelsels in Figure 4. 

Som in elke geval die primêre stelselparameters in ‘n vergelykende tabelvorm op (soos bv geallokeerde 

frekwensieband, modulasietegniek gebruik, datadeursettempo, vereiste minimum SNR by ontvanger om ‘n 

gespesifiseerde werk-verrigtingsvlak (gewoonlik 10 -4 tot 10 -6 BER) te haal, ens. Gee ook ‘n blokdiagramvoorstelling 

van tipiese seinprotokolle in elke geval. Vat die inligting in ‘n kort verslag saam, vir inhandiging en evalueringsdoeleindes. 

Fig. 4 ESC320 / EDC310 Generiese Kommunikasie-Blokdiagram 


25


4.2 STUDIETEMA 2: HERSIENING VAN SEINPROSESSEERGRONDBEGINSELS EN 

LINEÊRE STELSEL-ONTLEDING 

4.2.1 Oorsig Studie-eenheid: [1] Hoofstukke 2 & 3 

Hierdie studietema is grootliks in vorige modules gedek, met spesifieke verwysing na Lineêre Stelsels 

ELI220 en Modulasiestelsels EMS310. Hierdie werk sal saam met die inhoud van [1] Hoofstukke 2 en 3 

hersien word. Die hersiening sal grootliks die vorm van selfstudie-aktiwiteite aanneem in die vorm van 

werkopdragte wat die studente in hulle eie tyd moet afhandel en ook dmv dekking van die belangrikste 

aspekte en begrippe in die klas. Die laaste gedeelte van hierdie studietema handel oor 

waarskynlikheidskonsepte en stel die beginsels en eienskappe van stogastiese prosesse bekend. 

4.2.2 Leeraktiwiteite/Uitkomste en Studie-eenhede 

4.2.2.1 Grootte van ‘n sein [1] Hfs 2 

4.2.2.2 Klassifikasie van Seine [1] Hfs 2 

4.2.2.3 ‘n Paar Handige Seinverwerkingsoperasies 

4.2.2.4 Eenheids-Impuls Funksionaal en trapfunksie [1] § 2.3 

4.2.2.5 Seine en Vektore [1] § 2.4 + Notas 

4.2.2.6 Ortogonale Seinvoorstellings (Gram-Schmidt) [1] § 2.4.3 

4.2.2.7 Seinvergelyking: Korrelasie vs konvolusie [1] § 2.5, Notas en Vb’e 

4.2.2.8 Fourier-reekse (trigonometries en eksponensieel) [1] § 2.7 

4.2.2.9 Fourier Transform (FT) [1] Hfs 3 

4.2.2.10 Eienskappe van die FT [1] Hfs 3 § 3.3 

4.2.2.11 Seintransmissie deur ‘n Lineêre Stelsel [1] § 3.4 

4.2.2.12 Ideale en praktiese Filters [1] § 3.5 

4.2.2.13 Seindistorsie oor ‘n Kommunikasiekanaal [1] § 3.6 

4.2.2.14 Seinenergie en Spektrale Digtheid [1] Hfs 3 § 3.7 & 3.8 

4.2.2.15 Monstering van bandbeperkte seine: Komplekse voorstelling van seine[2] Hfs 2 § 2.4 

En die Hilbert Transform (HT) [2] Hfs 2 § 2.5 

4.2.2.16 Numeriese Berekening van die FT: Die DFT en FFT [1] Hfs 3 § 3.9 

Na afhandeling van hierdie studiemodule behoort die student: 

• 'n deeglike begrip en goeie werkkennis te hê van basiese seinprosesseerbeginsels, - 

identiteite en -stellings; 

• in staat te wees om die grondbeginsels van seine en lineêre stelsels in verskeie toepassings 

toe te pas soos in kommunikasiestelselontleding met besondere verwysing na modulasie; 

• in staat te wees om die energie en drywingsdigtheidspektrum van seine en prosesse te kan 

analiseer en herlei; 

• ‘n praktiese werkkennis van die monstering van reële (een-dimensionele) en komplekse 

(twee-dimensionele) bandbeperkte seine te hê; 

• In staat te wees om die komplekse voorstelling van seine, bandlaatmonstering en die Hilbert 

transform te kan hanteer. 


26


Doen die volgende oefeninge uit [1] Hoofstuk 2: 


1. Skryf die formules vir die eksponensiële Fourier-reeksuitbreiding van 'n periodieke sein, v(t), neer. Toon dat 

dit 'n vorm van Gram-Schmidt-ortogonalisasie is waar die ortogonale basis gedefinieer word as: 

waar T die periode is en 0=2 /T die verhouding tussen hoekfrekwensie in radians/sekonde [r/s], en die 

periode, T. n=n. 0, met n 'n heeltalfrekwensie-indeks wat die spektraallynkomponente van x(t) nommer. 

WENKE: Kyk in [1] hoofstuk 2 § 2.7 vir agtergrondinligting oor die voorstelling van seine met ortogonale 

seinstelle (basisse), tesame met ‘n kort oorsig van vektornotasie en die definisie van skalaarproduk, 

norm, projeksie en die voorwaardes vir ortogonaliteit. 

2. Lei 'n uitdrukking af vir die Fourier-transform (FT) van die periodieke sein x(t) wat in 1 vgl (1) hierbo 

omskryf word. 

3. In die algemeenste vorm daarvan word die konsep modulasie omskryf as die vermenigvuldiging van twee 

seine in die tyddomein. Die resultaat of uitkoms van die modulasie (of vermenigvuldiging) proses sal dan 

'n funksie wees van die kenmerke van die onderlinge vermenigvuldigingseine en veral van hulle 

spektraal-kenmerke. Aangesien die samestellende seinkomponente óf wyeband (nie-monochromaties) of 

nouband (monochromaties) kan wees, is daar eintlik drie unieke uitkomste (uitsette) uit 'n totaal van vier 

moontlike kombinasies: 

(i) Geval 1 (Monochromatiese vermenging): Beide seine (vermenigvuldigerseine) is nouband 1 

(monochromaties): Wanneer beide seine suiwer monochromaties (enkelfrekwensie) is, is hulle per 

definisie cosinusvormig (sinusvormig). Vermenigvulding lei dus tot frekwensie-omsetting 

(vermenging) wat weer tot 'n uitsetsein lei wat bestaan uit die som van twee monochromatiese 

komponente, een by die som- en die ander by die verskilfrekwensie, volgens die trigonometriese 

identiteite: 

1 

2 

cos A.cos B = cos( A − B) + cos( A + B) 

or 

1 

2 

sin A.sin B = cos( A − B) − cos( A + B) 

or 

φ( 

t) 

T e 

T e 

1 1 

0 = = 

1 

2 

jnω t jω t 

sin A.cos B = sin( A − B) + sin( A + B) 


1 

2 

1 

2 

1 

2 

27 

vgl (2) 

(ii) Geval 2 (nie-monochromatiese vermenging) 2 : Beide seine is nie-monochromaties (betreklik 

wyeband): Aangesien nie een van die vermenigvuldigerseine monochromaties is nie, kan die 

produk nie enige monochromatiese komponente oplewer nie. In die geval van twee nulsenterfrekwensie 

(basisband) seine sal die produk slegs tot een nul-middelfrekwensie-wyeband 

1 Nou band beteken hier dat die seinbandwydte veel kleiner as die middelfrekwenie is. Dit is ook die definisie van 

'n RF-sein, teenoor 'n basisbandsein. Draerseine hoort tot hierdie klas. 

2 Let op dat Geval 2 hierbo monstering (kyk na [1] §2.4 en Hoofstuk 6), insluit, dit wil sê een van die nie-monochromatiese 

seine behels 'n periodieke (moontlik wyeband- en hoofsaaklik 'n mate van herhalende puls of 

impulsagtige) sein en die ander 'n arbitrêre (gewoonlik) nie-periodieke wyebandsein. 

n 

vgl (1)


(nie-monochromatiese) uitset lei, met gevolglike spektrum wat die konvolusie van die spektra van 

die individuele terme volgens die Fourier-tydvermenigvuldigingsteorema behels. Indien die 

vermenigvuldigerseine nienul-senterfrekwensie het, sal die som- en verskilterme voorkom soos in 

vergelyking (2). In beide gevalle is die gevolglike bandwydtes gelyk aan die som van die 

bandwydtes van die afsonderlike vermenigvuldigterme. 

(iii) Geval 3 (modulasie): Een sein is monochromaties en die ander is nie-monochromaties: In hierdie 

geval vind daar frekwensie-omsetting plaas wat tot som- en verskilfrekwensieterme lei met 

bandwydtes gelyk aan dié van die oorspronklike nie-monochromatiese (wyeband)sein. 

(iv) Geval 4 (Stochastiese Modulasiestelsels): Inleiding tot Sprei-Spektrum ([1] Hoofstuk 10.3). Hier is 

die draer ‘n willekeurige proses wat die data (informasiesein) moduleer. Hierdie modulasieskema 

sal die onderwerp wees van een laboratoriumopdrag, wat geïmplementeer, gedemonstreer en 

evalueer moet word. 

4. Transformasie van Willekeurige Veranderlikes en Inleiding tot Stogastiese Prosesse. 

Oefenprobleme en voorbeelde sal in die klas uitgedeel word. 

4.2.4 Probleme vir Evaluasie 

Die volgende probleme moet vir evalueringsdoeleindes op die vasgestelde datum ingehandig 

word: 

TUTORIAAL 1: 

Doen Lathi et al [1] Hoofstuk 2 en 3 probleme nommers 2.1-3, 2.1-4, 2.2-1, 2.3-5, 2.3-7, 2.5-1, 

2.7-5, 2.8-1, 3.1-1, 3.1-5, 3.1-8, 3.2-1, 3.2-5, 3.3-2, 3.3-6, 3.3-7, 3.3-9, 3.5-4, 3.6-2, 3.7-1, 3.7- 

4,3.7-5, 3.8-2, 3.8-3 en 3.8-4. 


28


4.3 STUDIETEMA 3: HERSIENING VAN DIE BEGINSELS VAN WAARSKYNLIKHEIDS- 

LEER EN WILLEKEURIGE VERANDERLIKES 

4.3.1 Oorsig Studie-eenheid: [1] Chapter 8 

Ons begin met ‘n oorsig van die basiese begrippe en konsepte van waarskynlikheidsteorie, wat die basis van die 

beskrywing van willekeurige (stagastiese) prosesse vorm. 

4.3.2 Leeraktiwiteite / Uitkomstes en studie-eenhede 

Studiemateriaal: Handboek, Lesings, Klastoets, selfstudie, tutoriale, Klasnotas. 

4.3.2.1 Waarskynlikheidskonsep [1] Ch 8 §8.1 

4.3.2.2 Willekeurige Veranderlikes (WVs) [1] Ch 8 §8.2 

4.3.2.3 Statistiese Gemiddeldes [1] Ch 8 §8.3 

4.3.2.4 Korrelasie [1] Ch 8 §8.4 

4.3.2.5 Lineêre Gemiddelde Kwadraat Estimasie [1] Ch 8 §8.5 

4.3.2.6 Som van WVs [1] Ch 8 §8.6 

4.3.2.7 Sentrale Limietteorema [1] Ch 8 §8.7 

By voltooiing van hierdie studiemodule behoort die student: 

• goeie insig te hê in die beginsels en aksiomas van waarskynlikheidsleer; 

• in staat te wees om waarskynlikheidsprobleme in ‘n standaard vorm te giet gebaseer op die 

beginsels en aksiomas van waarskynlikheid en dit op te los deur die reels van wedersydse 

uitsluitendheid, statistiese onafhanklikheid en ongekorreleerdheid toe te pas;; 

• in staat te wees om die KWDF en die WDF van ‘n WV vanuit die statistieke van die 

gegewe probleem te vind en op te los; 

• die WDF van ‘n WV wat aan ‘n lineêre of nie-lineêre transformasie onderwerp is, af te lei; 

• in staat te wees om mini-maks probleme op te los deur die beginsels van Linêre 

Gemiddelde Kwadraat Estimasie (LGKE) toe te pas. 

4.3.3 Selfstudieaktiwiteite 

Bestudeer die relevante gedeeltes in [1] Hoofstuk 8 en probeer dan die volgende probleme op 

u eie: 

4.3.3.1 Klasoefeninge 

Doen probleme 8.1-1, 8.1-2, 8.1-4, 8.1-5, 8.1-6. 

4.3.3.2 Opdragte vir evaluering 

Doen die volgende probleme vir evalueringsdoeleindes en handig in op die voorafgereëlde 

datum (sal afgekondig word): 

TUTORIAAL 2 

Doen Probleme nrs 8.1-9, 8.1-10, 8.1-12, 8.1-14, 8.1-15, 8.1-16, 8.1-19, 8.2-1, 8.2-4, 8.2-7, 

8.2-11, 8.5-3. 


29


4.4 STUDIETEMA 4: INLEIDING TOT WILLEKEURIGE PROSESSE EN SPEKTRALE 

ANALISE 


Die begrip Willekeurige Proses (WP) is ‘n natuurlike uitvloeisel van die begrio Willekeurige Veranderlike (WV). 

Beskou bv die temperatuur x van ‘n eskere stad teen twaalfuur middag. Die temperatuur x is ‘n WV wat elke dag 

ander waardes aaneem. Om die volledige statistiese verloop van x te verkry, is dit nodig om waardes van x teen 

12-uur middag oor baie dae te noteer (dws ‘n groot aantal meetings). Uit hierdie data kan dan px(x), die WDF van 

die WV x (die temperatuur om 12-uur middag) verkry word. 

Maar die temperatuur is ook ‘n funksie van tyd. Teen bv 1-uur nm mag die temperatuur ‘n totale verskillende 

verspreiding (distribusie) hê as teen 12-uur nm. Nogtans mag die twee temperature verwant wees, met ‘n 

gesamentlike WDF. Dus is die willekeurige temperatuur x ‘n funksie van tyd wat beskryf kan word as x(t). As die 

WV oor ‘n tydinterval t ε [ta,tb] gedefinieer is, dan is x(t) ‘n funksie van tyd en willekeurig vir elke oomblik t ε [ta,tb]. ‘n 

WV wat ‘n funksie van tyd is heet ‘n Willekeurige Proses (WP), of ‘n Stogastiese Proses (SP). ‘n WP is dus ‘n 

versameling (ensemble) van ‘n oneindige aantal WVs. Ons definieer dus ‘n WP as die uitkomste(s) van (‘n) 

willekeurige eksperiment(e) as ‘n funksie van tyd. 

Kommunikasie- (inligting en ruis) seine wat tipies willekeurig en tydveranderlik is, word goed voorgestel deur WPe. 

Om hierdie rede is die begrip WP die fokuspunt van hierdie hoofstuk voordat die werkverrigtingsanalise van 

verskillende kommunikasiestelsels aangepak word. 

4.4.2 Leeruitaktiwiteite/uitkomstes en Studie-Eenhede 

4.4.2.1 Van ‘n WV tot ‘n WP [1] Hfs 9 §9.1p 456 

4.4.2.2 Klassifikasie van WPe [1] §9.2 

4.4.2.3 DrywingsDigtheidSpektrum (DDS) [1] §9.3 

4.4.2.4 Veevuldige Willekeurige Prosesse [1] §9.4 

4.4.2.5 Transmissie van Willekeurige Prosesse deur Lineêre Stelsels [1] §9.5 

4.4.2.6 Toepassing: Optimum (Wiener-Hopf) Filtering [1} §9.6 

4.4.2.7 ToepassingWerkverrigtingsanalise van basisband analoog stelsels [1] §9.7 

4.4.2.8 Toepassing: Optimum Voorverskerping-naverskerping stelsles [1] §9.8 

4.4.2.9 Bandlaat Willekeurige Prosesse (Wpe) [1] §9.9 

By voltooiing van hierdie studie-tema behoort die student: 

• ‘n grondige werkkennis van die basiese beginsels van stogastiese prosesse en sy 

manifestering in die vorm van ruis en informasieseine (bv spraak) in kommunikasiestelsels 

te hê; 

• die wiskundige modelle van Gaussiese ruis (amplitude WDF) en wit (DDS) prosesse te ken 

en in probleme te kan aanwend; 

• in staat te wees om die DDS van willekeurige dataseine en prosesse te kan aflei en te 

analiseer; 

• die beginsels van die transmissie van WPe deur lineêre stelsels te ken; 

• die teorie van WP op optimum (Wiener-Hopf) filtering te kan toepas; 

• in staat te wees om die stogastiese werkverrigtingsanalise van analoë en 

syferkommunikasiestelsels in die teenwoordigheid van ruis uit te voer; 

• die beginsels en voordele van optimum voor-/naverskerping op die standaard 

modulasiestelsel te begryp en toe te pas. 


30



Bestudeer die relevante gedeeltes van [1] Hoofstuk 9 en probeer dan die volgende probleme op julle 

eie: 


Doen problem 9.1-1, 9.1-2, 9.1-3, 9.1-4, 9.1-5, 9.1-6. 

4.4.3.2 Probleme vir evaluasie 

Doen die volgende problem vir evalueringsdoeleindes en handig in op die 

voorafbepaalde datum (sal afgekondig word): 

TUTORIAAL 3 

Doen probleme 9.1-7, 9.2-3, 9.2-4, 9.2-7, 9.3-2, 9.3-4, 9.4-2, 9.6-1, 9.8-1, 9.8-3. 


31


4.5 STUDIETEMA 5: BEGINSELS VAN SYFERDATATRANSMISSIE. 

4.5.1 Oorsig Studie-eenheid: [1] Hoofstukke 1 & 7 

In die voorafgaande vier studietemas is die nodige agtergrondmateriaal (Wiskundige konsepte, 

basiese Seinverwerkingsbeginsels, ens) wat nodig is om die oorblywende gedeeltes van hierdie 

module te kan afhandel, behandel. Verder is die analoë modulasietegnieke ook reeds in EMS 

310 bespreek, sowel as hul werkverrrigting in die teenwoordigheid van sommeerbare wit Gaussruis 

(SWGR). Met hierdie studietema verskuif die fokus na syferdatatransmissie. Ons begin deur 

eers die effekte van ruis op die stelsels te ignoreer. Die klem val hier op die basiese binêre 

basisband kommunikasietegnieke, d.w.s, metodes waarmee informasie direk in syfervorm 

oorgedra kan word, sonder die hulp of nodigheid vir draermodulasie. Dit word dan uitgebrei na 

draagstelsels deur binêre draermodulasiestelsels soos ASK, PSK & FSK te beskou, sowel as 

multivlak (M-voudige) stelsels. 

Voorheen (en tans steeds) is ‘n noemenswaardige gedeelte van kommunikasie in analoogvorm 

uitgevoer. Met die ingebruikstelling van die Internet en vaste sowel as mobiele vorms van 

draadlose multi-toegang sellulêre radiostelsels, het die prentjie egter drasties verander. In 

Modulasiestelsels EMS310 is metodes bekendgestel waarmee die uitgang van analoë 

informasiebronne na sekwensies van binêre data omgeskakel kan word. Hierdie studietema het 

te make met probleme wat ondervind word wanneer syferdata deur bandbeperkte kanale gestuur 

word – die veronderstelling is dus dat die brondata in syfervorm is. Aanvanklik word die binêre 

geval beskou, waar die data uit slegs twee simbole, naamlik 1 of 0 bestaan. ‘n duidelikonderskeibare 

golfvorm (puls) word aan elk van die twee binêre simbole toegeken. Informasieoordrag 

word dan bewerkstellig deur hierdie pulse oor ‘n kanaal te stuur. By die ontvanger moet 

hierdie pulse weer ontvang, herken en weer na binêre data (1e en 0e) omgeskakel word. Die 

proses van syferdatatransmissie mag verskeie onderskeibare prosesse insluit, waaronder 

bronenkodering, differensieel en Gray enkodering, bisskommeling en hul ooreenstemmende 

omgekeerde prosesse by die ontvanger (voprms van dekodering). 

4.5.2 Leeraktiwiteite / Uitkomstes en Studie-eenhede 

4.5.2.1 Syferkommunikasiestelsels (Modelle)); [1] Hfs 1, [1] §7.1 

4.5.2.2 Lynkodering: [1] §7.2 

4.5.2.3 Pulsvorming [1] §7.3 

4.5.2.4 Bisskommeling [1] §7.4 

4.5.2.5 Syferontvangers en Hergeneratiewe Herhalers [1] §7.5 

4.5.2.6 Oogpatrone [1] §7.6 

4.5.2.7 PAM: M-voudige basisband seinskemas vir hoer data tempos [1] §7.7 

4.5.2.8 Syferdraagstelsels [1] §7.8 

4.5.2.9 M-voudige Syfermodulasiestelsels [1] §7.9 

4.5.2.10 MATLAB Oefeninge [1] §7.10 

By voltooiing van hierdie studietema behoort die student: 


32


• ‘n duidelike prentjie te hë van die elemente en substelsels waaruit ‘n syferkommunikasie-stelsel 

bestaan, sowel as ‘n duidelike begrip van hul onderskeie karakteristieke en die funksie wat 

elkeen in die kommunikasieproses vervul; 

• ‘n kennis van elementêre lynkodes te hê; 

• die beginsels van bisskommeling te verstaan en in staat wees om eenvoudige bisskommelaars 

te ontwerp en te bou; 

• ‘n optimale syferdata-ontvanger te verstaan, ontwerp, analiseer en te kan bou; 

• die betekenis van ‘n oogpatroon te verstaan en in staat wees om die toestand van ‘n 

syferkommunikasiestelsel van die vorm van die oogpatroon te kan aflei; 

• die gebruik van M-voudige (-vlak) PAM te begryp en die gebruik van multivlak PAM om hoër 

datatempos op te lewer, te verstaan; 

• te weet hoe om basisbandsyferkommunikasiestelsels na elementêre binêre syfermodulasiestelsels 

te kan uitbrei; 

• in staat te wees om eenvoudige binêre syferdatastelsels in MATLAB te simuleer en te analiseer. 


Bestudeer die relevante gedeeltes van [1] Hoofstuk 7 en probeer dan die volgende probleme 

op u eie. 


Doen probleme 7.2-1, 7.2-2, 7.2-3, 7.2-4, 7.3-1, 7.3-2, 7.3-4. 

4.5.3.2 Opdragte vor evaluering 

Doen die volgende problem met die oog op evaluering en handig in op die 

voorafbepaalde datum en tyd (sal afgekondig word) 

TUTORIAAL 4 

Doen probleme 7.3-3, 7.3-5, 7.3-8, 7.3-10, 7.4-1, 7.5-1, 7.7-1, 7.7-3, 7.7-5, 7.8-1. 


33


4.6 STUDIETEMA 6: WERKVERRIGTINGSANALISE VAN SYFERKOMMUNIKASIE- 

STELSELS (OOR SWGR KANALE). 

4.6.1 Oorsig Studie-eenheid: [1] Hoofstuk 10 

In analoë kommunikasie is die gebruikeroogmerk gefokus op die verkryging van hoëtrou golfvorm reproduksie; 

Gevolglik is ‘n geskikte werkverrigtingsmaatstaf die uigang sein-tot-ruis verhouding (SNR). Die keuse van hierdie 

kriterium dui daarop dat SNR die kwaliteit van die boodskapsein reflekteer en is verwant aan die vermoë van die 

luisteraar om ‘n boodskap te identifiseer en te interpreter. 

In ‘n syferkommunikasiestelsel word die transmitter inset vanuit ‘n eindige stel moontlike simbole (simboolalfabet) 

gekies. Die oogmerk by die ontvanger is nie om die golfvorm wat die simboolinligting dra met fideliteit te 

reproduseer nie; in plaas daarvan, poog die ontvanger om akkuraat te bepaal watter spesifieke simbool uit die 

versameling van moontlike simbole gestuur was. Omdat elke simbool dear ‘n spesifieke golfvorm by die sender 

voorgestel word, is die ontvanger se taak om vanuit die ruiserige ontvangde sein te bepaal (beslis) watter bepaalde 

golfvorm oorspronklik gestuur was. Dit is duidelik dat die gepaste ontvanger-maatstaf in die geval van ‘n 

syferkommunikasiestelsel die waarskynlikheid vir ‘n fout in die beslissing van die onvanger is. Die waarskynlikheid 

van ‘n bisfout, ook bekend as die bis-fout-waarskynlikheid (BFW of ‘ BER’), is inderwaarheid ‘n direkte 

kwaliteitsmaatstaf van die kommunikasiestelsel. Die BFW is nie alleen van belang in die geval van syferinformasiebronne 

nie, maar dit hou ook direk verband met die kwaliteit van die seinreproduksie van analoë seinbronne. 

Hierdie studietema handel oor die tranmissie van syferinformasie (data) oor kommunikasiekanale wat as SWGR 

kanale gekarakteriseer word. Sulke kanale is basies analoog, wat beteken dat die syferinformasie sekwensie wat 

gestuur word weer op analoë seingolfvorms afgebeeld moet word (om aanpasbaar met die analoë kanaal te kan 

wees). Die fokus hier sal dus wees op die karakterisering en ontwerp van analoë seingolfvorms as die primêre 

draers van informasie sowel as op hul werkverrigting in SWGR kanale. Ons sal beide basisband kanale (dws, 

kanale wat die frekwensieoorsprong=gs en lae frekwensies dek) , asook bandlaatkanale gesentreer om ‘n sentrale 

draerfrekwensie beskou. Inlaasgenoemde geval sal verskeie bandlaatkanale en draermodulasiestelsels beskou en 

geanaliseer word. Twee belangrike aspekte van die werkverrigtingsanalise van syferkommunikasiestelsels sal in 

hierdie hoofstuk aangespreek word. Die eerste gedeelte handel oor die foutanalise van verskeie spesifieke 

ontvangerstrukture (detectors). Die eerste oogmerk is om te toon hoe om die beginsels van waarskynlikheidsteorie 

en WP in BFW analises aan te wend. Die tweede oogmerk is om gedetailleerde ontwerpe van optimale deteksie 

ontvangers vir algemene syferkommunikasiestelsels te illustreer sodanig dat die BFW geminimeer word. 

Laasgenoemde benadering lei to die ontwerp en analise van sogenaamde Aangepaste-Filter (AF) tipe 

ontvangerstrukture. 

4.6.2 Leeraktiwiteite / uitkomste en studie-eenhede 

4.6.2.1 Optimale Lineêre Detector vir Binêre Polêre Seinskema [1] §10.1 p 506 

4.6.2.2 Algemene General Binêre Seinskemas [1] §10.2 

4.6.2.3 Koherente Ontvangers vir Syferdraagstelsels [1] §10.3 

4.6.2.4 Seinruimte analise van Optimale Deteksie [1] §10.4 

4.6.2.5 Vektordekompesisie van Wit Ruis WPe [1] §10.5 

4.6.2.6 Optimum Ontvanger vir WGR kanale [1] §10.6 

4.6.2.7 Algemene uitdrukkings vir foutwrsk van Optimale Ontvangers [1] §10.7 

4.6.2.8 Ekwivalente seinstelle [1] §10.8 

4.6.2.9 Nie-wit (gekleurde) Kanaalruis [1] §10.9 

4.6.2.10 Ander bruikbare werkverrigtingskriteria [1] §10.10 

4.6.2.11 Nie-koherente Deteksie [1] §10.11 

4.6.2.12 MATLAB Exercises [1] §10.12 


34



• ‘n duidelike prentjie van die elemente en substelsels van ‘n generiese datakommunikasiestelsel 

te hê asook ‘n begrip van hul onderskeie karakteristieke en funksies in die kommunikasie-proses; 

• In staat wees om enige arbitrêre seinstel in terme van ‘n gepaste ortogonale basis voor te stel; 

• In staat wees om kommunikasiestelsels in ‘n geometriese model te giet deur die toepassing van 

seinruimtekonsepte en die Gram-Schmidt ortogonaliseringsprosedure; 

• In staat wees om die beginsels van dimensionaliteit en seinruimte aan te wend in die ontwerp 

van optimale ontvangerstrukture in die teenwoordigheid van SWGR; 

• die ontwerp van ‘n optimale ontvanger vir PAM seine te kan uitvoer; 

• Die werkverrigting van binêre basisband kommunikasiestelsels in SWGR te verstaan, analiseer, 

aflei, ontwerp, vergelyk, evalueer en interpreter deur gebruikmaking van die gedefinieerde 

seinruimtebeginsels en om sinvolle gevolgtrekkings en keuses gebaseer op die genoemde 

bevindings te kan maak; 

• In staat te wees om die foutwaarskynlikheid agv SWGR in binêre modulasiestelsels te kan 

bereken; 

• Die ooreenkomste en/of verskille tussen AF en korrelasie-tipe ontvangers te kan onderskei; 

• In staat wees om die foutwaarskynlikheidsgedrag van binêre en M-vlak kommunikasiestelselsels 

in SWGR te kan analiseer en bereken; 

• In staat wees om ‘n drywingsbegroting vir ‘n gegewe kommunikasiescenario te kan uitvoer. 


Bestudeer die tersaaklike gedeeltes van [1] Hoofstuk 10 en doen dan die volgende probleme: 


Doen probleme #s 10.1-1, 10.1-2 

4.6.3.2 Probleme om self te probeer 

Probleme #s 10.2-3, 10.2-5 

4.6.4 Probleme vir evaluering 

TUTORIAL 5: 

Probleme #s 10.2-2, 10.2-7, 10.2-8, 10.4-1, 10.6-3, 10.6-5, 10.6-8, 10.6-11, 10.6-13 en 10.11-1. 


35


4.7 STUDIETEMA 7: SYFERTRANSMISSIE DEUR BANDBEPERKTE KANALE 

4.7.1 Oorsig Studie-eenheid: [1] Hoofstuk 12 

Die doel van hierdie studietema is om die effekte van bandbeperking, distorsie en SWGR op die 

werkverrigting van syfergemoduleerde dataseintransmissie te ondersoek. 

4.7.2 Leeraktiwiteite en Studie-eenhede 

4.7.2.1 Lineêre vervorming van draadlose multipadkanale [1] § 12.1 

4.7.2.2 Ontvanger kanaalvereffening [1] § 12.2 

4.7.2.2.1 Teenoorvleuelingsfilter versus die Aangepaste Filter (AF) [1] § 12.2.1 

4.7.2.2.2 Maksimum-Moontlikheid Sekwensie-Estimasie (MMSE) [1] § 12.2.2 

4.7.2.3 Lineêre T-gespasieerde vereffening (‘TSE’) [1] § 12.2 

4.7.2.3.1 Vereffening en oogpatrone 

4.7.2.4 OFDM (Multidraer) Kommunikasie [1] § 12.7 

4.7.2.5 MATLAB Oefeninge [1] § 12.12 


• die effekte van noubandtransmissie op syferdataseine te verstaan, te beskryf en te analiseer; 

• Nyquist se kriteria te verstaan by die ontwerp en analise van vervorminglose syfertransmissie; 

• die effek van intersimbool-oorvleueling (ISO) agv bandbeperking te verstaan en te analiseer; 

• die vervormingseffekte van noubandtransmissie te verstaan en gepaste effenaarstrukture te kan 

ontwerp om die effekte (soos bv ISO) teen te werk. 

• ‘n holistiese siening by die ontwerp van sysferkommunikasiestelsels te ontwikkel, deur die 

funksies van die onderliggende substelsels te verstaan, te weet hoe om hulle te ontwerp en te 

integreer, deur toepaslike aanwending van ‘n diverse bereik van bemeesterde wiskundige 

vaardighede en diepgaande kundigheid in waarskynlikheidsgebaseerde en stogastiese beginsels 

en konsepte. 

4.7.3 Selfstudieaktiwiteite 

Herhaal die relevante MATLAB-oefeninge (§ 12.12). Bestudeer die tersaaklike gedeeltes van 

[1] Hoofstuk 12 en doen dan die volgende oefeninge: 


Doen probleme 12.1-1, 12.2-1, 12.2-2. 


36

4.7.3.2 Probleme om self te probeer 


Bestudeer [1] Hoofstuk 12 en doen dan die volgende problem op jou eie tyd: 

Probleme 12.3-1, 12.3-2, 12.3-3. 

4.7.4 Probleme vir evaluasie 

Die volgende probleme moet voltooi en vir evaluering ingehandig word: 

TUTORIAAL 6: 

Probleme 12.3-4, 12.7-1 (use MATLAB), 12.7-3. 


37


4.8 STUDIETEMA 8: SINKRONISASIEBEGINSELS EN SUBSTELSELS 

4.8.1 Sinkronisisasie-oorsig Studie-eenhede: [1] §4.6, §4.8, §7.5.2, §10.3 

[2] §5.2, §7.5.4, 7.5.5, 7.5.6 & 7.8 

Aangesien sinchronisasie 'n kritieke deel van modulasiestelsels uitmaak, word daar in hierdie studietema spesiaal 

aandag daaraan geskenk. Lathi [1] bied egter karige inligting oor die verskillende aspekte van en tipes sinkronisasie 

wat in bestaande kommunikasiestelsels aangetref word. Die doel van hierdie studie-eenheidstema is om al 

die algemene vorms van sinkronisasie aan te spreek deur eerstens alle verwysings daarna in [1] te kombineer, en 

die inhoud daarvan daarna dmv aanvullende klasnotas uit te brei. Laasgenoemde sal spesifiek focus op die fasesluit-lus 

(FSL), sy teorie en toepassings, wat ‘n integrale deel van feitlik alle vorms van draergemoduleerde 

syferdatakommunikasiestelsels uitmaak. Laasgenoemde sal op simbool- en draerherwinningstegnieke in sinkrone 

analoë en syfermodulasie-stelsels toegepas word. Daar sal gereeld na gedeeltes in [2] verwys word waar aansienlik 

meer inligting oor die teoretiese en praktiese aspekte van spesifiek draerherwinning in analoë en syferkommunikasiestelsels 

verskaf word. 

4.8.2 Leeraktiwiteite / -uitkomste en studie-eenhede 

4.8.2.1 Inleiding tot FSL teorie en beginsels FSL notas + [2] §5.2 

4.8.2.2 Draerfase-estimasie mbv ‘n FSL [1] § 4.6 & 4.8 

4.8.2.3 Die Costas-lus [1] § 4.8, [2] § 5.2.2 

4.8.2.4 Praktiese draerherwinningstegnieke [2] §’s 3.2.5, 7.5.4, 7.5.6 

4.8.2.5 Simboolsinkronisasie [2] § 7.8 

Tabel 4-1 Verskillende vlakke van Sinkronisasie 

# Sinkronisasiemetode (Vlak) Relevante kruisverwysings in [1] & [2] 

(1) Draersinkronisasie (-herwinning) [1] § 4.6 & 4.8 (OD AM-demodulasie); bll 170-172 

[2] § 5.2 bll 231-234 

(2) Bis- (of simbool-) sinkronisasie [1] § 7.5 bll 358-366 

[2] § 7.8 bll 372-380 

(3) Woord- (of raam-) sinkronisasie [1] § 6.3 bll 281-284, § 7.1.2 bll 327-336 

[1] Hoofstuk 11 bll 624-637 (Sprei-Spektrum=SS) 

[2] Hoofstuk 10 § 10.3.5 (SS kodesluiting) 

(4)* Ontvanger Zero-tydverwysing (Rx ZTV) Klasnotas 

* Word nie in [1] of [2] bespreek nie 

4.8.3 Leeraktiwiteite/Uitkomste en Studie-eenhede 

Draerherwinning: 

4.8.3.1 Inleiding tot FSL-teorie en –beginsels [1] § 4.6 bll 170-181 + FSL-aantekeninge 

4.8.3.2 Draerfaseberaming met 'n FSL [1] § 4.6 + [2] § 5.2 

4.8.3.3 Die Costas-lus [1] § 4.8 bll 179-181 + [2] § 5.2.2 

4.8.3.4 Praktiese draerherwinningstegnieke [1] §’s 3.2.5, 7.5.4 & 7.5.6 

Bis(simbool)herwinning 

4.8.3.5 Bis(simbool)sinkronisasie [1] § 7.5 bll 358-366 

[2] § 7.8 bll 442-453 


38


Raam(woord)sink 

4.8.3.6 Syfermultipleksering [1] § 7.9 bll 342-348 

[2] § 6.8 bll 316-327 

Sprei-Spektrum 

4.8.3.7 [1] Hoofstuk 11 bll 614-635 (selfstudie) 


[2] Hoofstuk 10 § 10.3 bll 729-737, 748-751, 762-766. 

• 'n goeie begrip van die teorie, werking en toepassings van 'n FSL te hê; 

• die wiskundige verhoudings tussen elkeen van die substelsels van die FSL te teken, verklaar en af te lei; 

• die verskillende FSL-parameters en werkverrigtingkriteria soos sluitvoorwaardes, inhougebied, intrekbereik, 

ruisbandwydte, volgvlugheid, ensovoorts te verstaan; 

• 'n FSL in die lig van bedryfsvereistes en werkverrigting-spesifikasies vir 'n gespesifiseerde toepassing te 

kan ontwerp; 

• in staat te wees om 'n praktiese FSL vir 'n gegewe toepassing te bou gegrond op gegewe spesifikasies en 

funksionele beperkings; 

• die beginsels waarop die Costas-lus gebaseer is, te ken; 

• draerherwinning in sinkrone 1-dimensionele (1D), 2D en MD-ontvangers te kan implementeer en 

demonstreer; 

• simboolsinkherwinning in sinkrone demodulasiestelsels te kan implementer en demonstreer. 

• ‘n grondige kennis van die aanwending van raam- (woord-)sinkronisasie in praktiese (basisband) 

lynkoderingstelsels te hê; 

• ‘n goeie begrip van die beginsels en toepassing van praktiese SS kodesinkroniseerders te hê. 


Bestudeer die relevante studiemateriaal in [1], soos in Tabel 4-1 hierbo getabuleer. Lees ook die volgende 

gedeeltes in [2] in jou eie tyd (dit dien as voorbeeld van verskillende vlakke van sinkronisasie soos in ‘n 

verskeidenheid telekommunikasiestelsels aangetref word): 

1. Bestudeer en beskryf superheterodinevermenging in kommersiële AM-uitsending. 

2. Bestudeer en beskryf die blokdiagram en werking van 'n superheterodine FM radio-ontvanger. 

3. Beskryf en ontleed die werking van 'n aanpasbare kleur-TV-ontvanger met verwysing na die 

demodulasie van die verskillende subdraers wat by die saamgestelde TV-sein betrokke is. 

4. Ontleed en ontwerp 'n FSL kwadrateringslus vir 'n onderdrukte-draer (OD)-AM-ontvanger. 

5. Bestudeer, beskryf, analiseer en ontwerp draerherwinningslusse vir draer-amplitude-gemoduleerde 

(AM) seine. 

6. Bestudeer, omskryf, analiseer en ontwerp draerherwinningslusse vir fasegemoduleerde (PM) seine. 

7. Beskryf, analiseer en ontwerp ‘n praktiese simboolsinkroniseerder vir ‘n sinkrone basisbandkommunikasiestelsel. 

8. Doen (selfstudie) [2] Probleme #s 7.38, 7.39 en 7.40 (verwys ook na FSL-notas). 


39

4.8.5 Opdragte vir evaluering 


Die volgende oefeninge (van [1]) moet vir evaluasiedoeleindes ingehandig word op die datum soos 

ooreengekom: 

TUTORIAAL 7: 

1. Probleem # 3.43 




5 Probleem # 7.64 

6 Probleem # 7.65 

7 ‘n Paar addisionele probleme sal mettertyd uitgehandig word. 


40


4.9 STUDIETEMA 9: INLEIDING TOT INFORMASIETEORIE 

4.9.1 Oorsig Studie-eenheid: [1] Hoofstukke 1 en 13. 

In alle vorms van kommunikasie wat sover bespreek is, vind kommunikasie nie foutvry plaas nie. Die akkuraatheid 

van ontvangs van syferdata kan verhoog word deur die foutwaarskynlikheid , Pe ,te verminder. Dit word egter gou 

duidelik dat solank daar kanaalruis teenwoordig is, kommunikasie nie foutvry kan wees nie - Pe varieer 

kEb 

inderwaarheid asimtoties volgens ‘n eksponensiële verloop e − 

. Dit blyk dus dat ten einde P → 0 , die bistempo 

R → 0 , tensy die energie per bis, Eb, oneindig groot gemaak word. Laasgenoemde word egter beperk deur a 

b 

fisiese limiet op die maksimum beskikbare senderenergie of –drywing. Hoewel dit dus wil voorkom asof foutvrye 

kommunikasie in SWGR onmoontlik is, het Shannon in 1948 vir ‘n gegewe kanaal bewys dat, solank die tempo van 

informasie-oordrag onder ‘n sekere limiet, bekend as die Shannon Kanaalkapasiteitsgrens, C, is, arbitrêr lae 

foutwaarskynlikheid gehaal kan word, dws, P → 0 , op voorwaarde dat Rb < C [bits/s], sonder die nodigheid dat 

die bistempo nul hoef te benader. 

e 

Hierdie studietema kan as die kern van Informasieteorie beskou word. Studente sal met die volgende Informasie- 

Teoretiese konsepte en begrippe kennis maak: 

Wiskundige (analitiese) modelle van informasiebronne 

‘n Logaritmiese Maatstaf (eenheid) vir Informasie 

Kodering van diskrete bronne: Shannon-Fano, Huffman en Lempel-Ziv koderingstegnieke 

Kodering vir analoogbronne: Optimum Kwantisering 

Koderingstegnieke vir analoogbronne: Temporale versus Spektrale golfvormkodering; Model-gebaseerde 

Bronenkoderingstegnieke 

Inleiding tot foutbeheerkodering 

4.9.2 Leeraktiwiteite/Uitkomstes en Studie-eenhede 

4.9.2.1 Hersiening van Waarskynlikheidsteorie en Willekeurige Veranderlikes [1] Hfs 1, Hfs 8 

4.9.2.2 Maatstaf vir Informasie [1] § 13.1 

4.9.2.3 Bronenkoderingsteorema [1] § 13.2 

4.9.2.4 Foutvrye kommunikasie oor ‘n ruiserige kanaal [1] § 13.3 

4.9.2.5 Kanaalkapasiteit van ‘n Diskrete Geheuelose K (DGK) [1] § 13.4 

4.9.2.6* Kanaalkapasiteit van ‘n kontinue geheuelose kanaal [1] § 13.5 

4.9.2.7 Praktiese kommunikasiestelsels in die lig van Shannon se Teoremas [1] § 13.6 

4.9.2.8 Frekwensie-selektiewe kanaalkapasiteit [1] § 13.7 

4.9.2.9 Veelvuldige-intree veelvuldige-uittree (‘MIMO’) kommunikasiestelsels [1] § 13.8 

4.9.2.10 Inleiding tot voorwaartse foutbeheer (‘forward-error correction=FEC’): 

Blokkodes [1] Hoofstuk 14 

4.9.2.11 MATLAB-oefeninge [1] § 13.9 

Na afhandeling van hierdie studietema behoort die student: 


e 

41


• ‘n grondige begrip van die konsep informasie te hê, en in staat wees om dit in wiskundige 

terme te formuleer (dws, die ingenieursmaatstaf van informasie te kan bereken); 

• tussen die verskillende informasiekonsepte te kan onderskei, soos bv self-informasie, 

gemiddelde informasie-inhoud van ‘n bron (entropie), koderingseffektiwiteit, ens; 

• ‘n deeglike werkskennis van verskillende beskikbare bronenkoderingsalgoritmes te hê en 

kennis van waar om watter een aan te wend; 

• In staat te wees om ‘n spesifieke bronenkoderingsalgoritme vir ‘n bepaalde toepassing te kan 

ontwerp, simuleer en te implementeer; 

• die betekenis van die konsep van foutvrye kommunikasie te kan verstaan, asook hoe om 

hierdie doelwit prakties te kan benader – inleiding tot fout-beheer-kodering; 

• ‘n grondige kennis van Shannon se Kanaalkapasiteitsteorma(s) te hê, in staat wees om dit 

wiskundig in ingenieursterme te kan formuleer en dit op ‘n aantal elementêre kommunikasievoorbeelde 

te kan toepas; 

• die konsep kanaalkapasiteit van (kontinue) analoë informasiebronne, sowel as die beginsel 

van Maksimum-Entropie, te kan verstaan. 

• In staat wees om Shannon se algemene Kanaalkapasiteitsformule op verskeie praktiese 

kommunikasiestelsels en senarios te kan toepas; 

• die beginsel van voorwaartse fout-beheer-kodering (FECC) te ken en elementêre blokkodes 

te kan aanwend om verbeterde foutwaarskynlikheid in die teenwoordigheid van SWGR te 

bewerkstellig; 

4.9.3 Self studie-aktiwiteite 

Bestudeer die relevante gedeeltes van [1] Hoofstuk 13 en prober dan die volgende probleme 

self: 

4.9.3.1 klasoefeninge 

Probleme 13.1-1, 13.1-2, 131-3. 

4.9.3.2 Probleme om op jou eie tyd te voltooi 

Probleme 13.1-5, 13.2-1, 13.2-3, 13.2-4, 13.2-6. 

4.9.4 Opdragte vir evaluering 

Doen die volgende problem vir evaluasie en handig in op die voorafbepaalde datum (sal 

afgekondig word): 

TUTORIAAL 8 

Doen probleme 13.4-1, 13.4-2, 13.4-3, 13.4-4, 13.5-1, 13.5-3, 13.7-1. 


42


4.10 STUDIETEMA 10: INLEIDING TOT FOUTKORREKSIE(BEHEER) KODERING 


Soos uit die bespreking uit [1] Hoofstuk 13 (Inleiding tot Informasieteorie) blyk, is die sleutel tot die 

verkryging van foutvrye syferkommunikasie in die teenwoordigheid van distorsie, ruis en steuring die 

toevoeging van gepaste oortollige bisse tot die oorspronklike data-informasiesekwensie. Die toevoeging 

van ‘n enkele pariteitsbis om ‘n onewe aantal foutbisse te kan waarneem (‘detect’) dien as ‘n goeie 

voorbeeld. Sedert Shannon se opspraakwekkende publikasie is ‘n groot klomp navorsing in die veld van 

voorwaartse foutkorreksie(beheer) kodering (‘FEC’) gedoen. ‘n Inleiding tot hierdie onderwerp word in 

hierdie hoofstuk aangebied; lesers kan baie meer in-diepte inligting oor die onderwerp van die klassieke 

teksboek deur Lin en Costello inwin 1 . 

4.10.2 Studie-aktiwiteite / uitkomstes en studie-eenhede 

4.10.2.1 Oorsig [1] § 14.1 p 802 

4.10.2.2 Oortolligheid vir foutkorreksie (-beheer) [1] § 14.2 

4.10.2.3 Lineêre Blokkodes [1] § 14.3 

4.10.2.4 Sikliese Kodes [1] § 14.4 

4.10.2.5 Die effekte van foutkorreksie [1] § 14.5 

4.10.2.6 Konvolusiekodes [1] § 14.6 

4.10.2.6.1 Maksimum-Moontlikheid-Dekodering: Die Viterbi Algorime [1] § 14.6.2 

4.10.2.7 MATLAB Oefeninge [1] § 14.13 

By voltooiing van hierdie studietema behoort die student in staat te wees om: 

• die betekenis van foutvrye kommunikasie te vertaan, sowel as om te weet hoe om die 

uiteindelike doelwit prakties te haal deur die toevoeging van konstruktiewe oortolligheid – 

inleiding tot fout-beheer-kodering; 

• die konsep voorwaartse fout-korreksie-kodering (‘FEC’) te begryp en toegerus sal wees om 

elementêre blokkodes te ontwerp waarmee verbeterde foutwaarskynlikheid in die 

teenwoordigheid van SWGR verkry sal kan word; 

• die begrip sikliese blokkodes te verstaan en hul inherente struktuur sal kan aanwend om 

foutbeheer te kan bewerkstellig; 

• die effekte van fourkorreksie te kan bereken, en die BFW van ongekodeerde en gekodeerde 

stelsels te kan vergelyk. 

• hul kennis na die gebruik van konvolusie en rekursiewe (iteratiewe) koderingstegnieke uit te 

brei, met inbegrip van hul ooreenstemmende trellis-gebaseerde dekoderingsmetodes. 

• met die sogenaamde Viterbi dekoderingsalgoritme en sy toepassings bekendgestel te word. 

1 S. Lind and D. Costello, Error Control Coding: Fundamentals and Applications, 2 nd edition, Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ, 2004. 


43



Bestudeer die gepaste gedeeltes in [1] Hoofstuk 13 en prober dan die volgende problem op u 

eie: 


Probleme 14.1-1, 14.1-2, 14.1-3, 14.2-1, 14.2-2. 

4.10.3.2 Probleme om op u eie tyd te doen 

Probleme 14.2-3, 14.2-4, 14.2-6, 14.2-8, 14.2-9. 

4.10.4 Opdragte vir evaluasie 

Doen die volgende problem vir evalueringsdoeleindes en handig in op die voorafbepaalde 

datum (sal bekendgemaak word): 

TUTORIAAL 9 

Doen probleme 14.2-10, 14.2-12, 14.3-1, 14.3-2, 14.3-3, 14.3-4, 14.3-7, 14.3-8, 14.5-1 en 

14.5-2. 


44


BYLAAG A: Spesiale Werksopdragte 

‘n Aantal spesiale werkstukke is aangeheg sodat studente vroegtydig daarmee kan begin en dit betyds 

kan afhandel. Die opdragte dek aspekte en beginsels wat min of meer verband hou met normale 

volgorde waarmee nuwe studiemateriaal behandel word, soos in ESC320 STUDIEKOMPONENT, 

paragraaf 4 uiteengesit word. Let daarop dat die spesiale werksopdragte tot soveel as 10% van die 

finale semestersyfer kan tel. 


45


STOCHASTIESE KOMMUNIKASIESTELSELS ESC320 

SPESIALE WERKSOPDRAG 1 

WILLEKEURIGE GETALLEGENERATOR, WAARSKYNLIKHEIDSDIGTHEIDSFUNKSIES 

OPDRAG(TE): HANDIG IN OP: _____________________ 

Die PASCAL-programlys van ‘n besondere effektiewe willekeurige getallegenerator, gebaseer op die 

sogenaamde Wichmann-Hill algoritme , is aangeheg. Die voordele van die spesifieke algoritme is dat dit 

volkome oordraagbaar tussen en aanpasbaar met verskillende rekenaars is (onafhanklik van 

prosesserder-woordlengte). Die program bestaan uit ‘n willekeurige getallegenerator wat uniforme reële 

getalle in die bereik 0 tot 1 opwek. Hierdie unipolêre getalle word dan na bipolêre Gauss-verspreide 

getalle afgebeeld deur van die sogenaamde Marsaglia-Bray algoritme gebruik te maak. 

U opdrag is om die algoritmes in die programmeringstaal van u keuse te herskryf en om dit dan te 

gebruik om die volgende karakteristieke oor ‘n totaal van minstens N = 100 000 monsters te 

bepaal/ondersoek: 

(i) Meet en plot die amplitudewaarskynlikheidsdigtheidsfunksie (a-wdf) sowel as die kumulatiewe a- 

wdf van beide die uniforme en Gauss-verspreide getallegenerators en vergelyk met teoretiese 

waardes/grafieke; 

(ii) Bepaal in beide gevalle die statistiese gemiddelde en standaard-afwykings en verifieer u resultate 

teoreties (toon alle afleidings!) 

(iii) Genereer ‘n wdf van u eie keuse, sê ‘n eksponensiële of Poisson-verspreiding, deur die gegewe 

uniforme getallegenerator te gebruik. Toon alle stappe. 

(iv) Vergelyk die resultate wat met u eie generators verkry is met die generators in Matlab. Lewer 

kommentaar oor u bevindinge en bepreek die resultate, ooreenkomste en verskille volledig. 

NOTAS: 

1. Die metings en grafieke in (i) tot (iii) kan met behulp van Matlab gedoen word, deur die data 

afkomstig van jou eie generators in te voer en te vertoon. Dit sou egter insiggewend en 

leersaam wees as u poog om self programme vir die verkryging van die gevraagde 

statistiese groothede (bv wdf, k-wdf, gemiddelde, standaard-afwyking ens) te ontwikkel, en 

die resultate hiervan dan met die wat met MATLAB se ingeboude roetines verkry is, te 

vergelyk. 

2. Let daarop dat alle data ter wille van skyfspasie verkieslik in IEEE twee-byte met teken 

formaat gestoor moet word! 

3. Die willekeurige getallegenerator(s) sal voortaan uitvoering as ruisgenerators en/of 

willekeurige datagenerators in tipiese syferkommunikasiestelsels gebruik word, om 

sodoende die eienskappe van stogastiese prosesse en die effekte van ruis op 

modulasiestelsels te ondersoek (ommeer enkele voorbeelde te noem). 


46

SYFERKOMMUNIKASIE ESC320/EDC310 

SPESIALE WERKSTUK 1 PUNTESKEMA 

VOLPUNTE: [100] 

STUDENT: _______________________________ Nr: _____________________________ 

1. Waarskynlikheidsdigtheidsfunksies (Grafies): _______________ [40] 

2. Teoretiese afleidings: _______________ [10] 

3. Gemete Resultate (Gem en st afwykings, C++ vs Matlab) _______________ [20] 

4. Bespreking van resultate en vergelyking met Matlab: _______________ [10] 

5. Programlyste: _______________ [10] 

6. Verslagvorm: _______________ [10] 

TOTAAL: _______________ [100]


SYFERKOMMUNIKASIE ESC320/EDC310 

SPESIALE WERKSOPDRAG 2 

SYFERMODEMSIMULASIE 

Afgesien van die eksperimentele werk, sal n klein simulasieprojek aangepak word waarin op die 

simulasie van n tipiese syferkommunukasiestelsel gefokus sal word, bestaande uit 

modemsender- en -ontvanger. n Behoorlik versorgde en afgeronde verslag word vir hierdie 

opdrag verlang. Meer inligting oor hierdie opdrag sal tegelegenertyd verskaf word. n Voorlopige 

puntetoekenning-uiteensetting word hieronder gegee. 

Let daarop dat hierdie projek n aansienlike deel van die finale semesterpunt kan uitmaak (tot 

soveel as 10%), agv die aansienlike hoeveelheid werk wat hierby betrokke is en die tyd wat dit in 

beslag sal neem. 

Voorlopige simulasieopdrag punteskema 

1. Verslagvorm: Inhoud/Inhoudsopgawe, bladsy- en figuurnommers, annotering, afronding, 

Inleiding (opsomming, voorwoord, agtergrond, doelwit(te) ens), Samevatting, 

Gevolgtrekking, 

Verwysings (bibliografie), Netheid (Omslag, teks, volledigheid, logiese uiteensetting, 

samestelling, bylaes ens) (10) 

2. Teoretiese analise: Uitdrukkings, formules, monsterberekeninge ens). (30) 

3. Simulasie: Beskrywing, vloeidiagramme, gebruikershandleiding, 

programlys (in bylaag) en/of op stiffie (20) 

4. Simulasieresultate, metings: (Kern van die verslag!) (20) 

5. Bespreking/interpretasie van resultate: 

Vergelyk resultate met teorie, verduidelik teenstrydighede (20) 

VOLPUNTE (Verslag): [100] 

SIMULASIEDEMONSTRASIE: [100] 

SPESIALE OPDRAG TOTAAL: (Verslag + Demo)/2 = [100] 

Hierdie punt sal geweeg word in ooreenstemming met die skema soos in ORGANISATORIESE 

KOMPONENT, paragraaf 5.3 uiteengesit. 

48

BYLAAG B: 


UITGANGSVLAKUITKOMSTE VIR BACCALAREUSGRADE IN INGENIEURSWESE 

Vereiste Uitkomste 

(uittreksel uit ECSA-dokument no PE-61: Standards for Accredited University Bachelor's Degrees) 

"Die vereiste uitkomste van 'n geakkrediteerde universiteitsbaccalareusgraad in ingenieurswese word in deel 2.1 tot 2.10 

omskryf. 

2.1 Ingenieursprobleemoplossing 

Die B.Ing./B.Sc. (Ing.)-graduandus is bekwaam om 

Konvergente en divergente ingenieursprobleme kreatief en innoverend te identifiseer, takseer, formuleer en op te los. 

2.2 Toepassing van fundamentele en gespesialiseerde kennis 


Kennis van wiskunde, basiese wetenskap en ingenieurswese vanaf eerste beginsels toe te pas om ingenieursprobleme op te 

los wat die volgende werkverrigting verg: 

1. Pas wiskundige, numeriese ontleding en statistiese kennis en metodes op ingenieursprobleme toe deur 'n 

toepaslike mengsel van die volgende te gebruik: 

a) Formele ontleding en modellering van ingenieurskomponente, -stelsels of -prosesse; 

b) Kommunikasie van konsepte, idees en teorieë met behulp van wiskunde; 

c) Beredenering en konseptualisering van ingenieurskomponente, -stelsels of -prosesse deur 

wiskundige konsepte te gebruik; 

d) Hantering van onsekerheid en risiko deur die gebruik van waarskynlikheid en statistiek. 

2. Die gebruik van natuurwette en kennis van die fisiese wêreld as 'n basis vir die ingenieurswetenskappe en 

die oplossing van ingenieursprobleme deur 'n toepaslike mengsel van; 

a) Formele ontleding en modellering van ingenieurskomponente, -stelsels of -prosesse deur gebruik 

te maak van beginsels en kennis van die basiese wetenskappe; 

b) Beredenering en konseptualisering van ingenieursprobleme -komponente, -stelsels of prosesse 

deur gebruik te maak van die beginsels van basiese wetenskappe; 

3. Gebruik van die tegnieke, beginsels en wette van ingenieurswetenskap op 'n fundamentele vlak en in 

minstens een spesialisveld om: 

a) ope ingenieursprobleme te identifiseer en op te los; 

b) ingenieurstoepassings te identifiseer en na te volg; 

c) oor ingenieursvakrigtinggrense heen te werk deur kruisdissiplinêre geletterdheid en gedeelde 

fundamentele kennis. 

2.3 Ingenieursontwerp en -sintese 


Kreatiewe, prosessuele en nieprosessuele ontwerp en sintese van komponente, stelsels, werke, produkte of prosesse uit te 

voer wat die volgende werkverrigting verg: 

1. identifiseer en formuleer die ontwerpprobleem om aan gebruikerbehoeftes, toepaslike standaarde, praktykkodes en 

wetgewing te voldoen; 

2. beplan en bestuur die ontwerpproses konsentreer op belangrike vraagstukke, herken en hanteer knelpunte; 

3. bekom en evalueer die vereiste kennis, inligting en hulpbronne: pas korrekte beginsels toe, evelueer en gebruik 

ontwerptoerusting; 

4. voer ontwerptake uit met inbegrip van ontleding, kwantitatiewe modellering en optimalisering; 

5. evalueer alternatiewe en voorkeuroplossings: gebruik oordeelsvermoë, toets implementeerbaarheid en doen tegnoekonomiese 

ontledings; 

6. takseer impakte en voordele van die ontwerp: sosiaal, wetlik, gesondheid, veiligheid en omgewing 

7. kommunikeer die ontwerplogika en inligting. 

49


2.4 Ondersoeke, eksperimente en data-ontleding 


1. navorsingmetodes toe te pas. 

2. ondersoeke en eksperimente te beplan en uit te voer deur van toepaslike apparaat gebruik te maak 

3. inligting te ontleed, vertolk en uit data af te lei. 

2.5 Ingenieursmetodes, -vaardighede, -toerusting en inligtingstegnologie 


1. toepaslike ingenieursmetodes, -vaardighede en –toerusting te gebruik en die resultate wat hulle oplewer, te takseer. 

2. rekenaarpakkette for berekening, modellering, simulasie en inligtinghantering te gebruik, wat die volgende behels: 

a) taksering van die toepaslikheid en beperkinge van die pakket; 

b) behoorlike toepassing en werking van die pakket; 

c) kritieke toetsing en taksering van die eindresultate wat deur die pakket opgelewer word. 

3. rekenaars en netwerke en inligtinginfrastrukture te gebruik vir die aksessering, prosessering, bestuur en berg van 

inligting om persoonlike produktiwiteit en spanwerk te verhoog. 

4. rekenaartoepassings te skep soos deur die vakrigting vereis. 

5. basiese tegnieke en kennis uit die ekonomie, sakebestuur en gesondheid, veiligheid en omgewingsbeskerming op die 

ingenieurspraktyk toe te pas. 

2.6 Professionele en algemene kommunikasie 


1. doeltreffend, beide mondelings en skriftelik, met ingenieursgehore en die algemene gemeenskap te kommunikeer deur 

struktuur, styl en grafiese ondersteuning te gebruik; 

2. metodes toe te pas om inligting te voorsien vir gebruik deur ander wat by ingenieursaktiwiteit betrokke is. 

2.7 Inpak van ingenieursaktiwiteit op die samelewing en die omgewing 

Die B.Ing./B.Sc. (Ing.)-graduandus is krities bewus van 

1. Die impak van ingenieursaktiwiteit op die samelewing en die omgewing. 

2. Die behoefte om oorwegings van die volgende in die ingenieursontwerp in te bring: 

a) die inpak van tegnologie op die samelewing; 

b) die persoonlike, sosiale, kulturele waardes en vereistes van diegene wat deur ingenieursaktiwiteit geraak word. 

2.8 Span- en multidissiplinêre werking 


doeltreffend as 'n individu in spanne en in multidissiplinêre omgewings te werk deur leierskap te toon en kritieke funksies te 

verrig. 

2.9 Lewenslange leer 

Die B.Ing./B.Sc. (Ing.)-graduandus begryp 

1. Die vereistes om voortgesette bekwaamheid in stand te hou en op die hoogte te bly met byderwetse toerusting en 

tegnieke; 

en is bekwaam om 

met lewenslange leer besig te wees deur goed ontwikkelde leervaardighede. 

2.10 Professionele etiek en praktyk 

B.Ing./B.Sc. (Ing.)-graduandus is krities bewus van 

1. Die behoefte om professioneel en eties op te tree en verantwoordelikheid binne eie perke van bevoegdheid te aanvaar; 

en is bekwaam om 

2. Oordeel in pas met kennis en ervaring aan die dag te lê." 

50


BYLAAG C: DAARSTELLING VAN LABORATORIUMGROEPE 

Weens die groot aantal studente en ‘n beperkte aantal meettoerusting sal dit nie moontlik wees om die hele klas 

vir elke eksperiment in die laboratorium te akkommodeer nie. Dit sal daarom nodig wees om die klas in twee tot 

drie hoofgroepe te verdeel, naamlik Groepe A, B en C (indien benodig). Elke hoofgroep word op sy beurt weer in 

10 tot 13 subgroepe van drie tot vier studente elk verdeel. Elke subgroup sal een werkstasie in die lab beset. 

Rapporteer asb by die banknommer wat ooreenstem met u groepnommer! 

Groepeer asb in ‘n maksimum van 13 subgroepe van drie tot vier studente elk. 

Die eksperimentdatums vir Groep A (of Groep C) word hieronder gegee. Verwys asb na die 

eksperimentvoorskrifte vir meer besonderhede. Let daarop dat groep A hoofsaaklik uit studente wat Afrikaans 

magtig is, sal bestaan, terwyl Groep C spesiale gevalle (bv diegene wat roosterbotsings het) sal akkommodeer. 

LABORATORIUMOPDRAGTE 

‘n Totaal van drie eksperimente sal deur die loop van die semester gedoen word. Elke formele labsessie sal 

deur ‘n labtoeligtingsessie voorafgegaan word, wat deur die hele klas (Afrikaans en Engels) bygewoon moet 

word. Tydens hierdie sessie sal die inhoud en doelstellings van elke eksperiment kortliks bespreek word. Die 

lesing sal gedurende die tyd van normale labsessies (dws Woensdagmiddae tussen 14:30 en 17:20) slegs in 

Engels aangebied word, in ‘n lokaal wat na die aanvang van lesings bekendgemaak sal word. 

Eksperimentvoorskrifte met al die nodige inligting sal tydens hierdie labvoorligtingsessies uitgedeel word. Waar 

moontlik, is Oop Labgeleenthede voor die aanvang van elke formele labsessie geskeduleer (verwys Figuur 1 vir 

meer besonderhede). Die doel van die Oop Labsessies is om studente die geleentheid te gee om alle 

voorbereidende strooMbaankonstruksiewerk geassosieerd met en vereis vir ‘n bepaalde eksperiment, vooraf en 

vroegtydig te voltooi. Dit bied ook die geleentheid om enkele verifikasie- en kalibrasietoetse op die apparaat uit 

te voer, waarvoor daar nie tyd tydens die formele geskeduleerde eksperimentgeleentheid sal wees nie. 

Laasgenoemde sal die laaste en finale geleentheid wees om die eksperimentopdragte te demonstreer en ‘n punt 

daarvoor te verwerf. Inligting mbt die toekenning van punte vir elke onderafdeling van ‘n eksperiment kan in die 

eksperimentgids vir elke eksperiment gevind word. 

51

DOELWIT 

A VOORVEREISTES 


EKSPERIMENT 1 

BRONENKODERING 

Om ‘n tipiese bronenkoderingstegniek (veral vir spraak) te bestudeer en te implementeer. 

‘n Basiese kennis van die monsteringsteorema, kwantiseringsruis en lineêre benaderings. Verwys na die 

ekpseriment se handleiding vir ‘n uiteensetting van die voorbereidende werk wat voltooi moet word voordat die 

eksperiment aangepak word. Hierdie werk moet in die laboratorium boek gedoen word. Vir evaluasiedoeleindes 

moet ‘n uittreksel van die relevant probleme en resultate uit die labboek geneem word en ingedien word in die 

vorm van ‘n voorverslag, op die geskeduleerde datum (gewoonlik ‘n paar dae voor die dag waarop die 

eksperiment uitgevoer word - sien die labskedule in die studiehandleiding). 

B VERWYSINGS 

[1] B.P. Lathi and Z. Ding, Modern Digital and Analog Communication Systems, 4 th edition, Oxford Univ Press, 2010. 

[2] J.G. Proakis and M. Salehi, Communication Systems Engineering – 2 nd edition, Prentice-Hall, 2002 - Chapter 6. 

[3] S. Haykin, Communication Systems,3rd edition, Wiley, 2002. 

[4] H. Taub and D.L. Schilling, Principles of Communication Systems 1 , McGraw-Hill, 1971. 

[5] D. Jones, “Delta modulation for voice transmission”, Electronic Engineering, January 1978. 

C VOORBEREIDING EN VOORVERSLAG 

1. Bestudeer die onderstaande verwysings: 

(i) [1] Hoofstuk 6 §6.6 en 6.7 

(ii) sowel as die ooreenstemmende verwysings in [2], [3 en [4]. Vind ten minste een addisionele verwysing 

oor deltamodulasie en sluit dit in as bylaag tot die voorverslag. 

(iii) Addissionele labnotas (sal tydens eerste labvoorlesing uitgedeel word - verwys labskedule) 

Bestudeer en bespreek die beginsels waarop die werking van ‘n -mod berus, en bestudeer die invloed van elke 

parameter en komponent. Beskryf die konsepte van hellingoorlading, stapgroottebeperking en kwantiseringsruis 

(‘granular noise’) deur van gepaste sketse en uitdrukkings gebruik te maak. 

Doen die volgende probleme uit die gegewe verwysings om insig te verkry in die teoretiese en funksionele 

karakteristieke van ‘n -mod. 

Probleme: 

Uit [3]: 1. Probleem # 6.20 (verwys ook na lys of opsomming van deltamodulator-probleme wat in klas 

uitgehandig is) 

Uit [2]: 2. Die sein m(t)=sin ot moet geënkodeer word met ‘n -mod. Gestel die stapgrootte S en die 

monsterfrekwensie fs word so gekies dat geen hellingoorlading of stapgroottebeperking voorkom 

nie. Toon dat fs > 3 fo (verwys na lys van deltamodulator-probleme). 

2. Analiseer die Delta-PKM modulator in die Bylaag. Gebruik MATLAB om al die golfvorms in Fig. 1 op te wek 

en te plot. 

____________________________________________ 

1 Die outeurs van hierdie boek was aktief betrokke by baie van die vroeë ontwikkelings in -modulasie 

52

D NODIGE TOERUSTING 


Ossilloskoop, spektrumanaliseerder, seingenerator(s), kragbronne, multimeters ens. Verder word dit van elke 

student verwag om die nodige modules self op te bou waar dit nie voorsien word nie. Om dit te kan doen sal elke 

student ‘n basiese stel elektroniese labtoerusting 2 moet aanskaf en saambring. 

E EKSPERIMENTELE PROSEDURE 

Fig. 1 Blokdiagram van ‘n eenvoudige -modulator 

1. Bou en toets die eenvoudige lineêre -mod getoon in die bostaande figuur op jou eie tyd. 

2. Bepaal die trapweergawe van die -mod vir verskillende klokfrekwensies en tydkonstantes RC (ontwerp vir 

klokfrekwensies tussen 16 kHz en 48 kHz). 

3. Bepaal die verband tussen die klokspoed, fc [eenhede?] en bitspoed, fb [eenhede?]. Hoe verskil die 

kloksein van die bitsekwensie by die uitgang van die -mod? Ondersoek ook hul onderskeie spektra. 

4. Illustreer hellingoorlading en kwantiseringsruis (granular noise) en bespreek die effek wat ‘n verandering in 

klokfrekwensie en tydkonstante RC op hierdie verskynsels het. 

5. Demonstreer stapgroottebeperking. 

6. Bestudeer die vorm van die frekwensiespektra by al die kritieke nodusse in die -mod blokdiagram. Poog 

om verwantskappe tussen hierdie spektra aan te toon (uit ‘n seinverwerkingsoogpunt, met verwysing na die 

funksionele blokdiagram van die -mod onder beskouing). 

7. Toets die -mod met ‘n spraaksein as inset. Bring jou eie kassetspeler en luidspreker vir hierdie doel (LW! 

Voorversterking mag nodig wees om m(t) met ‘n geskikte amplitude te verkry). 

8. Onthou om alle waarnemings en bevindings vir toekomstige gebruik in jou labboek aan te teken! Dit sal jou 

enigste verwysing wees gedurende toetse en die eksamen. 

2 Skerpbektang, snytang, soldeerbout, skroewedraaiers, basiese elektroniese komponente, verbindingsdrade, ossiloskoopkabels ens. 

53

F EVALUERING 

Die eksperiment sal as volg geëvalueer word: 


1. Oop lab: Labboek met voorbereding, oplossings van probleme en -mod ontwerp 20% 

2. Formele lab: Demonstrasie en labboek met finale resultate, waarnemings en gevolgtrekkings. 

Labtoets. 

60% 

3. Lab begripstoets 20% 

Fig. I-1 

BYLAAG I: Delta-PKM-Modulator 

TOTAAL: 100% 

54

DOELSTELLINGS 


PRAKTIES 2 

Basisbandkommunikasiestelsel met Differensiële 

Kodering en Nyquist-Filter Ontwerp 

Om ‘n eenvoudige basisbandmodem met differensiële enkodeerder/dekodeerder en minimum 

intersimbool-oorvleueling (ISO) Nyquist laaglaatfilter (LDF) te ontwerp en te analiseer. 

I Pseudo-willekeurige bitsekwensie (PRBS) generator (binêre databron); 

II Beginsels van nie-koherente kommunikasie: Differensiële (fase) enkodering/dekodering; 

III Aangepaste Filter (MF) dataherwinning en deteksie: Die Nyquist LDF. 

A VOORVEREISTES 

‘n Basiese kennis van basisband-syferkommunikasie (verwys [1] Hoofstukke 7 en 8), differensiële kodering en 

(Nyquist) filterontwerpsbeginsels en -tegnieke. 

Hierdie werk moet in die labboek wat vir die doel gespesifiseer is, gedoen word. ‘n Uittreksel van die relevante 

voorbereiding en verwagte resultate moet uit die labboek geneem word en in die vorm van ‘n voorlopige verslag vir 

evaluasie op die geskeduleerde datum ingedien word (gewoonlik een week voor die dag waarop die eksperiment 

uitgevoer moet word – sien labskedule in studiehandleiding). Die inhoud van die voorverslag is soos hieronder 

uiteengesit, maar moet altyd die teoretiese ontwerp van alle elektroniese stelsels benodig om die eksperiment uit te 

voer, bevat, insluitende ‘n volledige stroombaandiagram van alle relevante stroombane. Stroombane moet, waar 

moontlik, mbv MATLAB/SimuLink gemodelleer/geemuleer word (bonuspunte sal vir verwagte resultate wat op die 

manier gegenereer is, toegeken word). 

LET WEL: Alle werk, sowel as eksperimentele meetings, waarnemings en bevindinge/gevolgtrekkings moet deeglik 

in jou eie labboek gedokumenteer word. Hierdie werk moet jou eie wees. Geen duplisering van werk (met die 

uitsondering van gemeenskaplike stroombane) word toegelaat nie - studente wat oor-en-weer kopieer maak hulle 

skuldig aan plagiaat. Let op die universiteit se beleid tov plagiaat – verwys na die studiehandleiding waar 

webbladinligting in die verband verskaf word. Slegs kopië van figure/sketse uit teksboeke en ander elektroniese 

verwysings word toegelaat en nie afskrifte van medestudente se werk (resultate en persoonlike observasies) nie. 

Laasgenoemde moet self in u eie woorde aangeteken en voorgelê word. 

B VERWYSINGS 


[2] J.G. Proakis and M. Salehi, Communication Systems Engineering – 2 nd edition, Prentice-Hall, 2002 – Hfst 

8 pp 490 – 497, 515 – 520 

[3] S. Haykin, Communication Systems – 3 rd edition, Wiley, 1994 – Hfst 6 pp 381 – 385, Hfst 7 pp 461 – 465 

55


C TEORETIESE VOORBEREIDING 

I. Lees en bestudeer die bogenoemde verwysings; 

II. Bestudeer die beginsels van lineêre skuifregistersekwensies in [2] Hoofstuk 10 §10.3.5 bll 748-750. 

Bepaal die PRBS uitgang wanneer die register met begintoestand (‘saad’) ‘111…1’ gelaai is. 

• Gebruik die L=15 PWBS om NRZ-data mee op te wek en differensieel-enkodeer (DE) dit na 

NRZI deur van die differensiële enkoderingsmetode gebruik te maak (voorgestelde stroombaan 

in bylaag). Teken die ooreenstemmende waarheidstabelle en golforms. Gebruik Matlab om die 

golfvorm en DDS van die NRZ PWBS te plot, asook dieselfde van die gekodeerde NRZI sein. Is 

enige verskil(le) merkbaar? Dokumenteer. 

• Ontwerp ‘n dekodeerder en verduidelik hoe die dekodeerder ‘n inverse funksie van die kodeerder 

is. 

• Neem aan daar word ‘n bisfout tussen die kodeerder en dekodeerder ingevoeg. Hoveel foute sal 

by die dekodeerderuitset verskyn? Hoekom? 

III. Bestudeer die konsep intersimbool-oorvleueling (ISO) en Nyquist filtrering van binêre dataseine in [1] 

Hoofstuk 7 §’s 7.1, 7.1.1, 7.1.2, 7.1.3, 7.1.4, 7.2, 7.3, en in besonder §7.3.1 bll 343-349. Wat 

beteken die konsep ‘oogopening’ en hoe word dit gemeet? 

• Doen Probleme # 7.3-4 en # 7.3-6 in [1]. 

Doen die volgende ontwerp van ‘n 4 de orde Nyquist-filter met die volgende gegewens: 

PWBS 

Generator 

Die pole is by: p1,2 = -1,77 ± j3.7257 

p3,4 = -2.819 ± j1.5 

(Genormaliseer tot ‘n Nyquist-frekwensie van rad/s) 

Frekwensie-skaleer die filter vir die Nyquist frekwensie van ‘n datatempo van 32 kb/s. 

Gebruik ‘n Sallen&Key filterkonfigurasie wat van die sogenaamde Saraga-ontwerp gebruik maak 

(verwys bylaes vir meer inligting hieromtrent). 

Maak gebruik van twee 2 de orde Sallen&Key filter segmente in kaskade; een vir die versendings- 

(Tx) filter en die ander vir die ontvangs- (Rx) filter. Motiveer, met opgaaf van redes, u keuse van 

Tx en Rx filters op grond van die poolpare (p1,2 of p3,4) wat in elke geval (Tx en Rx) gebruik moet 

word. Neem veral kanaalruis in ag by u keuse. 

Plot die frekwensieweergawes van beide die send- en ontvangsfilters, asook die gekombineerde 

frekwensieweergawe deur van Matlab/SimuLink gebruik te maak. 

a. 

Differensiële 

Enkodeerde 

r 

b. 

Nyquist 

Filter 

Kanaal (Moontlike 

ruisbron) 

c. 

Nyquist 

Filter 

Nulkruisings 

-detektor 

Fig. 1 Blokdiagram van ‘n DE-BPSK kommunikasiestelsel. 

d. 

Monster 

en Hou 

FSL Herwinde 

Klok 

g 

Differensiële 

Dekodeerder 

Beslissingselement 

56 

e. f.

D TOERUSTING BENODIG 


Ossilloskoop, spektrumanaliseerder en seingenerators, kragbronne, voltmeters, ens. Daar word van elke groep 

verwag om hule eie eksperimentele modules te bou, wanneer dit nie deel vorm van laboratoriumtoerusting nie. Vir 

die doel word van elke student verwag om sy eie stel basiese elektroniese labgereedskap1 aan te skaf, vir gebruik 

in elke praktiese sessie. 

E. VOORLOPIGE STROOMBAANONTWERP EN -KONSTRUKSIE 

I. Koop die volgende komponente aan (indien nog nie aangekoop nie): 

3x Quad XOF hek CMOS pakkies (4030) 1xCMOS skuifregistermodule (4035) of ‘n 

soortgelyke Parallel-In Parallel-Uit (PIPO) skuifregister. 

2x Quad operationele versterkerpakkies (LF347) 

1x Quad CMOS skakelaar pakkie (4066) 

1x D-wipbaan CMOS pakkie (4013) 

1x LM7805 +5V spannigsreguleerder 

1x LM7905 -5V spannigsreguleerder 

II. Bou en genereer ‘n binêre PWBS datasekwensie teen ‘n spoed van fb=32 kb/s, deur van ‘n skuifregister van 

lengte m=5 en/of m=8 gebruik te maak, met terugvoering in ooreenstemming met die inligting in [2] Tabel 

10.3 bl 749, en met alles-een beginwaardes “11... 1”. Verifieer korrekte werking deur die PWBS-uitgang met 

die teoretiese resultaat in C-II te vergelyk. 

Alternatiewelik kan die -mod van Lab 1 as datagenerator gebruik word. Om te verseker dat ‘n willekeurige 

binêre (NRZ) datasein by die uitgang verkry word, moet ‘n ruisagtige analoë sein, soos bv spraak of musiek, 

as insetsein gegebruik word. 

III. Konstrueer ‘n Nyquist-filter deur van die voorgestelde stroombaan in die bylae gebruik te maak. Die filter 

moet ontwerp word vir die Nyquist frekwensie van ‘n datatempo van 32 kb/s, en moet nul ISO tot gevolg hê 

(dws ‘n oop ‘oogdiagram’) wanneer die data teen die gespesifiseerde tempo daardeur gestuur word. Meet 

die dataspektrum voor en na die Nyquist LDF. Hoe verskil die gefilterda date van die oorspronklike data? 

Hoe sou u weer die oorspronklike data uit die ontvangde gefilterde sein herwin? 

IV. Ontwerp en bou ook die volgende modules: 

• Differensiële enkodeerder/dekodeerder paar. 

• Monster-en-hou baan. 

• Beslissingselement. 

Maak seker dat u die modules tuis of tydens oop labgeleenthede bou en toets. Daar sal nie genoeg tyd 

tydens die formele labperiode wees om die elektroniese voorbereidingswerk te voltooi nie. 

1Skerpbektangetjie, soldeerbout, skroewedraaier, basiese elektroniese komponente, verbindingsdraad, stel ossilloskoopaftasters 

ens. 

57

F EKSPERIMENTELE OPDRAG 


1. Bou en toets die basisband-kommunikasiestelsel in Fig. 1. Toets die differensiële enkodeerder / 

dekodeerder rug aan rug om te bepaal of dit korrek werk. 

2. Teken die ±5 V NRZ en NRZI tydseine en DDSe in jou labboek deur punte a. en b. in Fig. 1 te meet en met 

u teoreties-voorspelde resultate te vergelyk. 

3. Vertoon en skets die oogdiagram by die uitset van die sender vierkantswortel-Nyquist filter, sowel as by die 

uitset van die ontvanger vierkantswortel-Nyquist filter (dws die volledige Nyquist filter), by punte c. en d. 

onderskeidelik, in Fig. 1. Neem ook spektrale meetings by dieselfde punte en vergelyk met u teoretiesvoorspelde 

resultate. 

4. Vertoon en skets die uitset van die monster-en-hou baan. 

5. Vertoon, teken en vergelyk die inset- en die uitsetdatasekwensies van u basisbandkommunilkasiestelsel 

en lewer kommentaar. Word die korrekte data weer teruggekry? 

G LABORATORIUMRESULTATE 

1. Elke student dokumenteer sy eie waarnemings en resultate in sy/haar labboek en vergelyk dit met die 

teorie. 

2. Die groep moet in staat wees om elke eksperimentele opdrag in VI te kan demonstreer. 

3. Elke student moet vrae afsonderlik kan beantwoord. ‘n Individuele evaluasiepunt, sowel as ‘n groeppunt 

sal toegeken word. Die finale punt is dan die individuele punt geweeg met die groeppunt. 

H PUNTETOEKENNING 

Labboek / voorverslag met voorbereiding, probleemoplossings en stroombaanontwerp 20 % 

Demonstrasies: 

1. NRZ en NRZI data met ooreenstemmende DDSe 

2. Nyquist filter oogdiagramme en spektra 

3. Korrekte Differensiële enkodering/dekodering werking 

4. Monter-en-houbaan werking 

5. Herwinde datasekwensie 

10 % 

20 % 

10 % 

10 % 

10 % 

Laboratorium insigtoets 20 % 

Totaal 100 % 

Onthou dat van hierdie (sub)stelsel(s) weer in die volgende praktikumsessies gebruik sal word! 

58 

BYLAES II TOT V VOLG . . . .

Spanningstoevoer-stroombaan (opsioneel): 

PWBS-generator: 


BYLAAG II 

VOORGESTELDE STROOMBANE 

Die PWBS-generator hierbo genereer a pseudo-willekeurige binêre showbitsekwensie teen ‘n tempo van fb 

bits/s (slegs ‘n funksie van die eksterne klokseinfrekwensie). 

59

Differensiële (voor-) enkodeerder: 

Differensiële dekodeerder: 

Monster-en-Houbaan en Beslissingselement: 


Nulkruisingsdetektor: 

(Verskeie alternatiewe nulkruisingsdetektorontwerpe bestaan – Gee minstens nog een!) 

BYLAES III tot V (FILTERONTWERPNOTAS) volg hieronder. 

BYLAAG V (“FILTER_DESIGN_NOTES”: SOME ELEMENTARY FILTER DESIGN PRINCIPLES AND 

EXAMPLES) kan van die ESC320 webblad afgelaai word. 

60


BYLAAG III 

NYQUIST LDF-ONTWERP 

Die volgende twee komplekse poolpare beskryf ’n laaglaatfilter (LDF) wat ‘n cos 2 -filter benader, met ‘n 

genormaliseerde afsnyfrekwensie van 1 rad/s. Die filter is alreeds aangepas vir pulstransmissie. Die 

afsnyfrekwensies van die tweede-orde filtersegmente moet so ontwerp word dat dit ‘n Nyquist-LDF sal 

oplewer wat geskik sal wees vir binêre datatransmissie teen ‘n datatempo van 32 kb/s. Die 

genormaliseerde (na 1 [r/s]) komplekse poolpare word gegee deur: 

Pole / Poles: -0.5634 ± j1.18593 and -0.8973 ± j0.4775 eq (1) 

Die standaard-uitdrukking vir ‘n tweede-orde LDF is (sien ook Bylaag C hieronder): 

H ( s) 

= 

s 

2 

K 

2 + s + 1 

ω ω 

n 

n 

61 

eq (2) 

met n die natuurlike hoekfrekwensie (in [r/sek]) en K ‘n factor wat die filter se deurlaatbandwins bepaal. 

Die Q-faktor (‘skerpheid’ of afsnytempo) word gegee deur Q=1/(2 ), waar die sogenaamde 

dempingsfaktor van die filter is. 

Voorbeeld van vierde-orde Nyquist LDF ( = 0.5) vir ‘n bepaalde datatempo fb [b/s]. 

Nota: Hierdie filter moet herontwerp (geskaleer) word vir ‘n datatempo van fb =32 kb/s 

(verwys u eksperimentspesifikasie vir inligting)! 

Bylaag III volg . . . .


BYLAAG IV 

ALGEMENE FILTERONTWERPNOTAS 

62 

Bylaag vervolg: Saraga-filterontwerp . . . .


Verwysing: Gobind Daryanani: Principles of active network synthesis and design, Wiley, 1976. 

63


64

DOELSTELLING: 

I VOORVEREISTES 


EKSPERIMENT 3 

SIMBOOLSINKRONISASIE 

Analiese en ontwerp van simboolklokherwinning van ‘n gefilterde en ongefilterde NRZ sein 

‘n Basiese kennis van Nyquist filtrering, simboolklokherwinning, DrywingsDigtheid-Spektrum (DDS) en fase-sluit-lus 

(FSL) teorie word benodig. 

LET WEL: Alle werk moet volleding in die laboratorium-notaboek gedoen word. Hierdie werk moet jou eie wees. 

Geen groepwerk sal aanvaar word nie en studente wat by mekaar afskryf sal swaar gepenaliseer word. Slegs 

kopieë van sketse uit u eie labboek of uit ander vakkundige bronne, mag, met die nodige verwysing, in u 

voorverslag geplak word. 

II VERWYSINGS 


[2] J.G. Proakis and M. Salehi, Communication Systems Engineering – 2 nd edition, Prentice-Hall, 2002 Hfst 

3 pp 179 – 187, Hfst 7 pp 437 – 453, Hfst 8 pp 596 – 605 

[3] S. Haykin, Communication Systems – 3 rd edition, Wiley, 1994 – Hfst 4 pp 252 – 264, Hfst 7 pp 427 – 434, 

461 – 462, Hfst 8 pp 555 – 564 en 566 – 567 

[4] T. Le-Ngoc and K. Feher, “A Digital Approach to Symbol Timing Recovery”, IEEE Transactions on 

Communications, Vol COM-28, No 12, Dec 1980 

III TEORETIESE VOORBEREIDING 

1. Lees en bestudeer die bogenoemde verwysings 

2. Doen Probleem # 8.4 in [2], vrae 1 en 2. 

3. Beskryf die werking van elk van die submodules in die blokdiagram in Fig. 3-1. 

4. Bepaal of ‘n NRZ-sein selfsinkronisasie-eienskappe het. 

5. Doen ‘n wiskundige teoretiese afleiding van die autokorrelasiefunksie en DDS van heeltemal willekeurige 

NRZ-data en teken die grafiek. 

6. Herhaal 5. vir ‘n NRZ sein van ‘n Pseudo Willekeurige Binêre Sekwensie (PWBS) van lengte L. 

7. Vergelyk die resultate in 5. en 6. 

8. Vergelyk die DDS van die NRZ-sein in 5 hierbo met die van ‘n ooreenkomstige RZ-sein. 

9. Stel ‘n stroombaan voor vir die korrelasie van ‘n inkomende NRZ-datarsekwensie met ‘n bekende 

raamsekwensie (bv lengte L PWBS) deur gebruik te maak van ‘n skuifregister, weerstande en een 

opersionele versterker. 

PWBS 

Generator 

a. b. c. d. 

FSL 

Nyquist 

Filter 

Fig. 3-1 Simboolklokherwinnign blokdiagram 

Nulkruisingsdetektor 

Herwinde 

Klok 

65

IV TOERUSTING BENODIG 


Twee seingenerators (een met ‘n spanningsbeheerde ossillator (SBO)-inset). Ossilloskoop, spektrumanaliseerder, 

kragbronne, voltmeters, ens. Daar word van elke groep verwag om hule eie eksperimentele modules te bou, 

wanneer dit nie deel vorm van laboratoriumtoerusting nie. 

V PRAKTIESE VOORBEREIDING 

Verkry (kontak die labinstrukteur) of Koop die volgende komponente (datavelle kan op die vervaardigers se 

webblaaie verkry word) aan: 

2x Quad XOF hek CMOS pakkies (4030) 

1x CMOS skuifregistermodule (4035) of ‘n soortgelyke Parallel-In Parallel- 

Uit (PIPO) skuifregister. 

1x Quad operationele versterkerpakkie (LF347) 

1x LM7805 +5V spannigsreguleerder (opsioneel) 

1x LM7905 -5V spannigsreguleerder 

Maak gebruik van Lab 2 se stroombaan en ontwerp en bou dan die volgende addisionele modules (die 

stroombaandiagramme is of aangeheg of sal tydens die labvoorlesing beskikbaar gestel word): 

• Nulkruisingsdetektor deur van ‘n reeks XOF hekke gebruik te maak. 

• ‘n Stel vierkantswortel-Nyquist filters ontwerp vir ‘n datatempo van 16 kb/s, deur van twee LF347 

operationele versterkers gebruik te maak. 

• ‘n Hoë-Q tweede-orde FSL (lusbandwydte van ± 200 Hz), deur van ‘n RC- lusfilter stroombaan, ‘n XOF-hek 

fasedetektor en die SBO-funksie van die seingenerator in u labbank gebruik te maak. Ontwerp die FSL 

deur van ‘n eenvoudige lusfilter ontwerpsprogram (beskikbaar op webblad van hierdie module) gebruik te 

maak, of uit eerste beginsels. 

• ‘n PWBS generator (lengte L=15). (Die beginwaarde moet vir analisedoeleindes “0001” wees. 

• 

Maak seker dat u die modules tuis of tydens oop labgeleenthede bou en toets. Daar sal nie genoeg tyd 

tydens die formele labperiode wees om die voorbereidingswerk te voltooi nie. 

VI EKSPERIMENTELE OPDRAG 

1. Implementeer die PWBS generator met L = 15 en noteer en plot die ±5V NRZ sein. Gebruik die 

spektrumanaliseerder om die drywingsdigtheidspektrum van die NRZ sein te vertoon (punt a. in Figuur 1) 

en vergelyk dit met die teoretiese resultate in die labboek. 

2. Stuur die datasein van die PWBS generator deur die Nyquist filter. Vertoon die tydvlak sein op die 

ossilloskoop by punt b. in Figuur 1 deur op die NRZ klok te sneller. Maak ‘n skets hiervan in jou labboek. 

Meet weereens die spektrum en skets dit in jou labboek. Maak seker dat dieselfe frekwensieskaal gebruik 

word en duidelik op u grafieke aangetoon is. 

3. Implementeer die simboolklokherwinningsmetode soos in Fig. 1 getoon. Vergelyk die klokbibber (“jitter”) 

van die herwinde klok beide met en sonder (dus word die filter gekortsluit) Nyquist filtrering van die data. 

4. Verduidelik die aanwesigheid van bibber op die herwinde klok. 

5. Skakel die Nyquist-filter weer in en demonstreer die FSL-werking deur op die gefilterde inkomende sein te 

sluit. 

6. Meet die spektrum by punte c. en d. in Fig. 1. Maak ‘n netjiese skets hiervan in die labboek met die 

korrekte skale op die frekwensie-asse. 

VII LABORATORIUMRESULTATE 

1. Elke student dokumenteer sy eie waarnemings en resultate in sy/haar labboek en vergelyk dit met die 

teorie. 

2. Die groep moet in staat wees om elke eksperimentele opdrag in VI te kan demonstreer. 

3. Elke student moet vrae afsonderlik kan beantwoord. ‘n Individuele evaluasiepunt, sowel as ‘n groeppunt 

sal toegeken word. Die finale punt is dan die individuele punt geweeg met die groeppunt. 

66

VIII PUNTETOEKENNING 


Voorverslag, Labboek met voorbereiding, probleemoplossings en stroombaanontwerp 20 % 

Demonstrasies: 

1 Drywingsdigtheidspektrum van ongefiltersde PWBS NRZ-data 

2 Nyquist-filter oogdiagram en spektrum 

3 Klokbibber-resultate (vergelyk oorspronklike kloksein met herwinde kloksein, in 

die 

tyd- en frekwensiedomeine) 

5 Raamsinkronisasie 

VOORGESTELDE STROOMBANE 

Fig. 2: Kragtoevoer-kringdiagram 

Figure 3: Eenvoudige Nulkruisingsdetektor 

Fig. 4: Nyquistfilter vir 16 kb/s datatempo ( = 0.5) 

10 % 

20 % 

10 % 

20 % 

67


68

Syferkommunikasie ESC320 / EDC310

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?