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Praktikum 4 Frequenzmodulation

Teil A Analoge FM

1 Allgemeines In diesem Praktikum sollen sinusfoumlrmig modulierte FM-Signale im Zeit- und Frequenzbereich analysiert werden Die FM-Signale koumlnnen durch externe Modulation der Momentanfrequenz eines VCOrsquos erzeugt werden Zusaumltzlich kann ein UKW-Signal erzeugt und mit einem Radio mit FM-Demodulator (zB PLL) empfangen werden 2 Lektuumlre vor dem Praktikum Lesen sie vor dem Praktikum den Abschnitt FM Modulation im Skript Kapitel 53 durch 3 Warm-up Bestimmen sie die Amplituden der ersten 5 Spektrallinien plus Traumlgerlinie relativ zum unmodulierten Traumlger fuumlr ein FM-Signal mit Max Deviation ∆ω = 314 krads (50 kHz) Modulationsfrequenz ωm = 628 krads (10 kHz) Tabelle im Anhang benutzen 4 Aufbau und Messungen Man koumlnnte fuumlr diesen Versuch einen eigenen spannungsgesteuerten Oszillator aufbauen (VCO) Wir arbeiten jedoch mit dem Signalgenerator der ESG Serie von Agilent welche einen FM Modulator mit externem Eingang enthaumllt Mit diesem kann man den LF bis UHF Bereich mit FM-Signalen abdecken Das an den Eingang gelegte Signal wird meist mit Amplitude 1 Vpeak an 50 Ω festgelegt und soll iA DC-frei sein Modulationsfrequenzen duumlrfen bei AC im Bereich 100 Hz bis 1 MHz liegen

a) Stellen sie den Generator auf 0 dBm 25 MHz RF on Waumlhlen sie im FM Menuuml FM on und 12 kHz FM Deviation FM Source ExtDC Beachten Eingangsimpedanz am Tor Ext Input ist 50 Ω Speisen sie von einem Signalgenerator ein Rechtecksignal mit Frequenz 01 Hz mit Amplitude 0 V bzw 4 Vpp nacheinander ein und messen sie mit dem Spektrumanalyzer die Ausgangsfrequenzen Bestimmen sie den Hub ∆f (engl Max Deviation) aus diesen 3 Einstellungen Zeigen sie dass die Anschrift FM Deviation am Generator nicht der Hub selber ist sondern ∆fSpeak entspricht also Hub pro Volt

Ext Input Max 5 Vrms

FM Menuuml

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b) Schalten sie die FM Source auf ExtAC um Generieren Sie mit einem Funktionsgenerator ein sinusfoumlrmiges Signal mit Modulationsfrequenz fm = 2 kHz und 1 Vpeak an 50 Ω (mit Scope nachmessen) und geben es auf den ExtAC Eingang des RF- Generator Betrachten sie das FM-Signal im Zeitbereich fuumlr eine FM Deviation von 100 kHz und im Frequenzbereich fuumlr eine FM Deviation von 12 kHz Bestimmen sie rechnerisch den Modulationsindex βFM Vergleichen Sie das gemessene Spektrum mit der Theorie Bringen sie insbesondere die relative Groumlssenordnung der Spektrallinien mit der Grafik der Besselfunktionen Jn(βFM) in Zusammenhang

Messen und berechnen sie auch die Bandbreite des FM-Signals mit der Carsonformel

c) Verkleinern sie die Amplitude des Modulations- bzw Nachrichtensignals und beobachten

Sie die Veraumlnderung des Spektrums Was aumlndern sie somit eigentlich mit der bdquoLautstaumlrkeldquo des Nachrichtensignals Beobachten sie insbesondere die Traumlgeramplitude Fuumlr welche Amplitude verschwindet sie ∆FM = 12 kHz middot Amplitude βFM = ∆FMfm Wie veraumlndert sich die Bandbreite

d) Veraumlndern sie die Frequenz des Modulations- bzw Nachrichtensignals und beobachten

Sie die Veraumlnderung des Spektrums βFM = ∆FMfm Was aumlndern sie in diesem Fall Beobachten sie insbesondere Frequenzeinstellungen bei denen gewissen Linien

ausgeloumlscht werden Wie veraumlndert sich die Bandbreite

e) Generieren sie mit einem Funktionsgenerator ein 2 Vpp Rechtecksignal (an 50 Ω DC-frei)

mit Frequenz 2 kHz und damit ein rechteckfoumlrmig moduliertes FM- Signal (Frequency Shift Keying FSK) Betrachten Sie es im Zeit- und im Frequenzbereich Welche Unterschiede gibt es zum sinusfoumlrmig modulierten FM-Signal Wo liegen spektral Schwerpunkte Messen Sie die 20 dB Bandbreite und approximieren sie sie rechnerisch mit der Carson-Formel

f) Stellen sie die FM Deviation auf 75 kHz ein Generieren Sie mit dem Funktionsgenerator (Amplitude 1Vpeak) und dem RF-Signalgenerator ein sinusfoumlrmig moduliertes UKW-Signal und empfangen Sie es mit einem FM-Radio Bitte halten Sie die Stoumlrungen anderer Houmlrer minimal (max 10 dBm Sendeleistung) und waumlhlen einen unbelegten FM-Kanal

Teil B Digitale Luftschnittstelle

1 Einleitung und Zielsetzung

bdquoAls Luftschnittstelle bezeichnet man im Mobilfunk die Gesamtheit aller uumlbertragungs-relevanten Parameter auf physikalischer Ebene dh die Standard-Schnittstelle fuumlr die Uumlber-tragung uumlber das Medium Luft Sie entspricht damit der Bituumlbertragungsschicht (engl Physical Layer) im OSI-Modell drahtgebundener Netzwerke Uumlbertragungsrelevante

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Parameter sind die verwendeten Frequenzbaumlnder Modulations- und Multiplexing- und Zugriffsverfahrenldquo [1] In diesem Praktikumsteil lernen wir einige Elemente am Beispiel einer aumllteren einfachen Luftschnittstelle kennen Mehr erfahren sie dann in NTM2 Die POCSAG-Luftschnittstelle wurde in den fruumlhen 80er Jahren von einem Industriekonsortium unter der Federfuumlhrung des britischen Post-Office als Standard fuumlr digitales Paging vorgeschlagen POCSAG steht fuumlr Post Office Code Standardization Advisory Group Die POCSAG-Luftschnittstelle ist vom CCIR (heute ITU-R) als Empfehlung anerkannt worden [2] Die POCSAG-Luftschnittstelle ist um Groumlssenordnungen weniger komplex als die Luftschnitt-stellen modernerer Mobilfunksysteme wie zB GSM und eignet sich deshalb gut fuumlr einen bdquopraktischenldquo Einstieg in die digitale Mobilkommunikation Paging [4] wird heute nur noch fuumlr die Alarmierung von Feuerwehren und anderen Rettungs-organisationen und von Amateuren eingesetzt Die deutschen Feuerwehren zum Beispiel verwenden ca 05 Mio Meldeempfaumlnger (Pager) In der digitalen Alarmierung wird heute fast ausschliesslich POCSAG eingesetzt In diesem Praktikumsversuch sollen mit Matlab alphanumerische Meldungen auf dem PC generiert und via (NF-) Soundkarte und (HF-) Signalgenerator auf einen POCSAG-Pager gesendet werden In Abbildung 1 ist der entsprechende Sendepfad detailliert dargestellt Siehe dazu Matlab Code pocsagm und Anhang POCSAG Details

Signalgenerator

FM FSKf0 = 440050 MHz

0 =gt +3 kHz1 =gt -3 kHz

PC-Soundkartefs = 48 kHz

POCSAG

SAKO

Quelle Kanalencoder

Mux

Praumlambel Sync-Idle-Adr-CW

Pager

(-1)x[n]

Praumlmod-Filter(Bessel 4 Ord)

fg=2middotR

ASCII (7 Bit) BCH (31215) even parity

x[n]

xBB[n]

Tb

fsR

R=1200 bs

binaumlr bipolar

48 kSs

xBB(t)

Up-sampling

Rechteck-Puls

DAC

PC

y(t)

Abb1 Sendepfad mit Digitalteil (PCMatlab) und HF-Teil (Signalgenerator)

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2 Aufgabenstellung bdquoModulationldquo

a) Generieren Sie mit Matlab ein symmetrisches periodisches bipolares (dh DC-freies) Rechtecksignal xBB(t) mit Bitperiode Tb = 11200 s und Amplitude A = 02 Vp Dazu sollten sie in Vorlage pocsagm das Filter premodfil() ausschalten und zB die Praumlambel auf Np = 20middot1200 Bits setzen Generieren Sie nun mit dem RF-Signalgenerator ein rechteckfoumlrmig moduliertes FM-Signal bzw ein periodisch umgetastetes FSK-Signal y(t) mit Mittenfrequenz f0 entsprechend der Angabe auf dem Pager Der Hub fuumlr die 400 MHz Geraumlte (mit 125 kHz Kanalraster) ist ∆f = plusmn 3 kHz (Ablagefrequenzen f0 plusmn 3 kHz Fuumlr die 160 MHz Geraumlte (mit Kanalraster 20 kHz) soll der Hub 45 kHz betragen Sendeleistung 0 dBm

Achtung RF Generator Einstellung FM Deviation entspricht HubVolt 15 kHz einstellen Messen Sie das Spektrum des FSK-Signals y(t) und die Bandbreite B

Vergleichen Sie B mit der Carson-Bandbreite Wieviele dBc kleiner ist das Sendespektrum IY(f)I in der Mitte des Nachbarkanals bei f1 = f0

+ 125 kHz und an den Raumlndern bei f1 plusmn 625 kHz im Vergleich zu maxIY(f)I

Hinweise - Sie koumlnnen xBB(t) auch mit dem Funktionsgenerator erzeugen die Messungen

machen und anschliessend mit Matlab zu arbeiten beginnen - Sie koumlnnen die Vorlage pocsagm (Funktion premodfil() einausschalten) verwenden - Waumlhlen Sie als Abtastfrequenz fs = 48 kHz dh 40 Samples pro Bit-Periode Tb - Waumlhlen Sie eine Signaldauer von 10 bis 30s dh senden Sie 10 bis 30middot1200 Bits - sound(yfs) sendet das Signal im Vektor y mit der Abtastfrequenz fs auf die

Soundkarte Die y-Werte muumlssen im Bereich -10 le y le 10 liegen - Konfiguration der Soundkarte via Systemsteuerung Sounds und Audiogeraumlte - Verwenden Sie die AC-Kopplung am Eingang des Signalgenerators b) Filtern Sie das Rechtecksignal mit dem Praumlmodulations-Filter (Pulse Shaping) Kopieren

Sie dazu die Funktion premodfil() in Ihr Arbeitsverzeichnis und aktivieren es in pocsagm Senden Sie erneut von der Soundkarte und uumlberpruumlfen Sie das Resultat am Oszilloskop Beschreiben Sie den Einfluss des Praumlmodulationsfilters auf das Spektrum und

insbesondere auf die Bandbreite B sowie die Nachbarkanaumlle Wie gross ist die Sendeamplitude noch im Nachbarkanal bei f = f0 plusmn 125 kHz im Vergleich zur maximalen Sendeamplitude

3 Messung der Empfindlichkeit

Uumlberpruumlfen sie die Empfindlichkeit des Pagers durch Reduktion der Sendeleistung des RF Generators Optional Kalibrierung mit dem Narda Feldstaumlrkemeter Fuumlhren sie mehrere Testuumlbertragungen an der vermuteten Grenze (50 Erfolg) durch Dazu darf kein anderer Generator im Labor auf derselben Frequenz Traumlger oder Signal senden Vermutete Grenze berechnen Die statische Empfindlichkeit des Pagers im Freifeld betraumlgt im 2m-Band 23 dBmicroVm (-102 dBm) gemessen mit einem Dipol (typischer Mittelwert uumlber 8 Empfangsrichtungen) Gute 70 cm Empfaumlnger haben eine Empfindlichkeit von -115 dBm

2rt

22minr

t

22

FMsig GG

d)4(P

G30

d)d(EP

λ

π== aus

Dipole Gt = Gr = 21 dB Wellenlaumlnge λ = cf

22

2rtFMsign

2r

2

r d)4(

GGP

4

G

120

)d(E)d(P

π

λ=

π

λ

π=

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4 Optional Aufgabenstellung bdquoPOCSAG-Telegrammldquo

a) Studieren Sie mit Hilfe des Anhangs und [3] oder der Abbildung 1 und der Unterlagen [2] oder [3] das POCSAG- Telegramm

b) Stellen Sie eine einfache Nachricht bestehend aus dem vorgegebenen Adress-Codewort

(500D) und dem vorgegebenen Nachrichten-Codewort (ok oder hi oder ja) zusammen und senden Sie die Nachricht auf den Pager Error Correction Berechnung mit Hilfe des Anhangs BCH(3121) oder Vorlage bchm Betrachten Sie das Basisbandsignal auf dem Oszilloskop und kontrollieren Sie das Spektrum

Was geschieht wenn Sie die Praumlambel nur 100 Bit lang machen

Hinweis Wiederholen Sie die Uumlbertragung mehrmals c) Simulieren Sie einen Uumlbertragungsfehler indem Sie ein oder mehrere Bit im Adress-

undoder Nachrichten-Codewort der Nachricht vor der Aussendung invertieren Was stellen Sie beim Empfang der Meldung fest Spielt es eine Rolle ob sich ein Fehler im Info- oder im Parity-Teil eines Codeworts befindet Wieviele Burst- und wieviele Random- Fehler kann der Dekoder des Herstellers im verwendeten Pager korrigieren Der BCH(3121) Code selber erlaubt die Korrektur von 2 Fehlern

d) das Synchronisationswort ist ein m-Sequenz und besitzt gute Autokorrelations-

eigenschaften auch gegen die Praumlambel [5] Wie viele Uumlbertragungsfehler duumlrfen im Synch-Wort auftreten ohne dass die Synchronisation verloren geht

Referenzen

[1] httpwwwit-administratordelexikonluftschnittstellehtml

[2] CCIR Recommendation 584 Annex 1 - Radiopaging Code No 1 Exemplar Labor

[3] httpwwwsxlistcomtechrefpagerpocsaghtmlkey=pagerampfrom

[4] httpdewikipediaorgwikiPOCSAG

[5] wwweceumdedu~leandrospaperspagsyspdf

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Anhang Besselfunktionen fuumlr die Bestimmung des FM Spektrum

)ff(2f)1(2B mmFM +∆sdot=sdot+βsdotasymp

∆ω = kFMSpeak

βFM = ∆ωωm = ∆ffm

Frequenzhub (Deviation) Modulationsindex Bandbreite

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Anhang POCSAG Details

Fig Pocsag Telegramm Struktur

Fig Batch (Adress Position entspr 3 letzten Adressbits

Fig Frame Inhalt

FigAlpha-numerische Codierung

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Anhang BCH(3121) Fehlerkorrektur Code

Fuumlr den Fehlerschutz wird bei POCSAG ein BCH-Blockencoder verwendet der 21 Info-Bits in 31 Codebits encodiert siehe [2] Der Encoder kann mit dem in Abbildung 2 dargestellten ruumlckgekoppelten Schieberegister realisiert werden Das in [2] gegebene Generator-Polynom bestimmt die Ruumlckfuumlhrungen Der Fehlerschutz kann 2 Fehler an beliebiger Position korrigieren Beispiel eines Adress-Codeworts (Flag-Bit ganz links Even-Parity-Bit ganz rechts) [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1]

X10 +X9 +X8 +X6 +X5 +X3 +1

p1

S

[ Info-Bits 1-21]S

Modulo 2 Addition (XOR)

p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10

S Schalterstellung fuumlr Info-Bits 1-21 eines CodewortsAndere Schalterstellung fuumlr Parity-Bits 22-31 eines Codeworts

c

c = [ Info-Bits 1-21 Parity-Bits p1 hellip p10 ] even-Parity-Bit fehlt noch

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b) Schalten sie die FM Source auf ExtAC um Generieren Sie mit einem Funktionsgenerator ein sinusfoumlrmiges Signal mit Modulationsfrequenz fm = 2 kHz und 1 Vpeak an 50 Ω (mit Scope nachmessen) und geben es auf den ExtAC Eingang des RF- Generator Betrachten sie das FM-Signal im Zeitbereich fuumlr eine FM Deviation von 100 kHz und im Frequenzbereich fuumlr eine FM Deviation von 12 kHz Bestimmen sie rechnerisch den Modulationsindex βFM Vergleichen Sie das gemessene Spektrum mit der Theorie Bringen sie insbesondere die relative Groumlssenordnung der Spektrallinien mit der Grafik der Besselfunktionen Jn(βFM) in Zusammenhang

Messen und berechnen sie auch die Bandbreite des FM-Signals mit der Carsonformel

c) Verkleinern sie die Amplitude des Modulations- bzw Nachrichtensignals und beobachten

Sie die Veraumlnderung des Spektrums Was aumlndern sie somit eigentlich mit der bdquoLautstaumlrkeldquo des Nachrichtensignals Beobachten sie insbesondere die Traumlgeramplitude Fuumlr welche Amplitude verschwindet sie ∆FM = 12 kHz middot Amplitude βFM = ∆FMfm Wie veraumlndert sich die Bandbreite

d) Veraumlndern sie die Frequenz des Modulations- bzw Nachrichtensignals und beobachten

Sie die Veraumlnderung des Spektrums βFM = ∆FMfm Was aumlndern sie in diesem Fall Beobachten sie insbesondere Frequenzeinstellungen bei denen gewissen Linien

ausgeloumlscht werden Wie veraumlndert sich die Bandbreite

e) Generieren sie mit einem Funktionsgenerator ein 2 Vpp Rechtecksignal (an 50 Ω DC-frei)

mit Frequenz 2 kHz und damit ein rechteckfoumlrmig moduliertes FM- Signal (Frequency Shift Keying FSK) Betrachten Sie es im Zeit- und im Frequenzbereich Welche Unterschiede gibt es zum sinusfoumlrmig modulierten FM-Signal Wo liegen spektral Schwerpunkte Messen Sie die 20 dB Bandbreite und approximieren sie sie rechnerisch mit der Carson-Formel

f) Stellen sie die FM Deviation auf 75 kHz ein Generieren Sie mit dem Funktionsgenerator (Amplitude 1Vpeak) und dem RF-Signalgenerator ein sinusfoumlrmig moduliertes UKW-Signal und empfangen Sie es mit einem FM-Radio Bitte halten Sie die Stoumlrungen anderer Houmlrer minimal (max 10 dBm Sendeleistung) und waumlhlen einen unbelegten FM-Kanal

Teil B Digitale Luftschnittstelle

1 Einleitung und Zielsetzung

bdquoAls Luftschnittstelle bezeichnet man im Mobilfunk die Gesamtheit aller uumlbertragungs-relevanten Parameter auf physikalischer Ebene dh die Standard-Schnittstelle fuumlr die Uumlber-tragung uumlber das Medium Luft Sie entspricht damit der Bituumlbertragungsschicht (engl Physical Layer) im OSI-Modell drahtgebundener Netzwerke Uumlbertragungsrelevante

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Parameter sind die verwendeten Frequenzbaumlnder Modulations- und Multiplexing- und Zugriffsverfahrenldquo [1] In diesem Praktikumsteil lernen wir einige Elemente am Beispiel einer aumllteren einfachen Luftschnittstelle kennen Mehr erfahren sie dann in NTM2 Die POCSAG-Luftschnittstelle wurde in den fruumlhen 80er Jahren von einem Industriekonsortium unter der Federfuumlhrung des britischen Post-Office als Standard fuumlr digitales Paging vorgeschlagen POCSAG steht fuumlr Post Office Code Standardization Advisory Group Die POCSAG-Luftschnittstelle ist vom CCIR (heute ITU-R) als Empfehlung anerkannt worden [2] Die POCSAG-Luftschnittstelle ist um Groumlssenordnungen weniger komplex als die Luftschnitt-stellen modernerer Mobilfunksysteme wie zB GSM und eignet sich deshalb gut fuumlr einen bdquopraktischenldquo Einstieg in die digitale Mobilkommunikation Paging [4] wird heute nur noch fuumlr die Alarmierung von Feuerwehren und anderen Rettungs-organisationen und von Amateuren eingesetzt Die deutschen Feuerwehren zum Beispiel verwenden ca 05 Mio Meldeempfaumlnger (Pager) In der digitalen Alarmierung wird heute fast ausschliesslich POCSAG eingesetzt In diesem Praktikumsversuch sollen mit Matlab alphanumerische Meldungen auf dem PC generiert und via (NF-) Soundkarte und (HF-) Signalgenerator auf einen POCSAG-Pager gesendet werden In Abbildung 1 ist der entsprechende Sendepfad detailliert dargestellt Siehe dazu Matlab Code pocsagm und Anhang POCSAG Details

Signalgenerator

FM FSKf0 = 440050 MHz

0 =gt +3 kHz1 =gt -3 kHz

PC-Soundkartefs = 48 kHz

POCSAG

SAKO

Quelle Kanalencoder

Mux

Praumlambel Sync-Idle-Adr-CW

Pager

(-1)x[n]

Praumlmod-Filter(Bessel 4 Ord)

fg=2middotR

ASCII (7 Bit) BCH (31215) even parity

x[n]

xBB[n]

Tb

fsR

R=1200 bs

binaumlr bipolar

48 kSs

xBB(t)

Up-sampling

Rechteck-Puls

DAC

PC

y(t)

Abb1 Sendepfad mit Digitalteil (PCMatlab) und HF-Teil (Signalgenerator)

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2 Aufgabenstellung bdquoModulationldquo

a) Generieren Sie mit Matlab ein symmetrisches periodisches bipolares (dh DC-freies) Rechtecksignal xBB(t) mit Bitperiode Tb = 11200 s und Amplitude A = 02 Vp Dazu sollten sie in Vorlage pocsagm das Filter premodfil() ausschalten und zB die Praumlambel auf Np = 20middot1200 Bits setzen Generieren Sie nun mit dem RF-Signalgenerator ein rechteckfoumlrmig moduliertes FM-Signal bzw ein periodisch umgetastetes FSK-Signal y(t) mit Mittenfrequenz f0 entsprechend der Angabe auf dem Pager Der Hub fuumlr die 400 MHz Geraumlte (mit 125 kHz Kanalraster) ist ∆f = plusmn 3 kHz (Ablagefrequenzen f0 plusmn 3 kHz Fuumlr die 160 MHz Geraumlte (mit Kanalraster 20 kHz) soll der Hub 45 kHz betragen Sendeleistung 0 dBm

Achtung RF Generator Einstellung FM Deviation entspricht HubVolt 15 kHz einstellen Messen Sie das Spektrum des FSK-Signals y(t) und die Bandbreite B

Vergleichen Sie B mit der Carson-Bandbreite Wieviele dBc kleiner ist das Sendespektrum IY(f)I in der Mitte des Nachbarkanals bei f1 = f0

+ 125 kHz und an den Raumlndern bei f1 plusmn 625 kHz im Vergleich zu maxIY(f)I

Hinweise - Sie koumlnnen xBB(t) auch mit dem Funktionsgenerator erzeugen die Messungen

machen und anschliessend mit Matlab zu arbeiten beginnen - Sie koumlnnen die Vorlage pocsagm (Funktion premodfil() einausschalten) verwenden - Waumlhlen Sie als Abtastfrequenz fs = 48 kHz dh 40 Samples pro Bit-Periode Tb - Waumlhlen Sie eine Signaldauer von 10 bis 30s dh senden Sie 10 bis 30middot1200 Bits - sound(yfs) sendet das Signal im Vektor y mit der Abtastfrequenz fs auf die

Soundkarte Die y-Werte muumlssen im Bereich -10 le y le 10 liegen - Konfiguration der Soundkarte via Systemsteuerung Sounds und Audiogeraumlte - Verwenden Sie die AC-Kopplung am Eingang des Signalgenerators b) Filtern Sie das Rechtecksignal mit dem Praumlmodulations-Filter (Pulse Shaping) Kopieren

Sie dazu die Funktion premodfil() in Ihr Arbeitsverzeichnis und aktivieren es in pocsagm Senden Sie erneut von der Soundkarte und uumlberpruumlfen Sie das Resultat am Oszilloskop Beschreiben Sie den Einfluss des Praumlmodulationsfilters auf das Spektrum und

insbesondere auf die Bandbreite B sowie die Nachbarkanaumlle Wie gross ist die Sendeamplitude noch im Nachbarkanal bei f = f0 plusmn 125 kHz im Vergleich zur maximalen Sendeamplitude

3 Messung der Empfindlichkeit

Uumlberpruumlfen sie die Empfindlichkeit des Pagers durch Reduktion der Sendeleistung des RF Generators Optional Kalibrierung mit dem Narda Feldstaumlrkemeter Fuumlhren sie mehrere Testuumlbertragungen an der vermuteten Grenze (50 Erfolg) durch Dazu darf kein anderer Generator im Labor auf derselben Frequenz Traumlger oder Signal senden Vermutete Grenze berechnen Die statische Empfindlichkeit des Pagers im Freifeld betraumlgt im 2m-Band 23 dBmicroVm (-102 dBm) gemessen mit einem Dipol (typischer Mittelwert uumlber 8 Empfangsrichtungen) Gute 70 cm Empfaumlnger haben eine Empfindlichkeit von -115 dBm

2rt

22minr

t

22

FMsig GG

d)4(P

G30

d)d(EP

λ

π== aus

Dipole Gt = Gr = 21 dB Wellenlaumlnge λ = cf

22

2rtFMsign

2r

2

r d)4(

GGP

4

G

120

)d(E)d(P

π

λ=

π

λ

π=

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4 Optional Aufgabenstellung bdquoPOCSAG-Telegrammldquo

a) Studieren Sie mit Hilfe des Anhangs und [3] oder der Abbildung 1 und der Unterlagen [2] oder [3] das POCSAG- Telegramm

b) Stellen Sie eine einfache Nachricht bestehend aus dem vorgegebenen Adress-Codewort

(500D) und dem vorgegebenen Nachrichten-Codewort (ok oder hi oder ja) zusammen und senden Sie die Nachricht auf den Pager Error Correction Berechnung mit Hilfe des Anhangs BCH(3121) oder Vorlage bchm Betrachten Sie das Basisbandsignal auf dem Oszilloskop und kontrollieren Sie das Spektrum

Was geschieht wenn Sie die Praumlambel nur 100 Bit lang machen

Hinweis Wiederholen Sie die Uumlbertragung mehrmals c) Simulieren Sie einen Uumlbertragungsfehler indem Sie ein oder mehrere Bit im Adress-

undoder Nachrichten-Codewort der Nachricht vor der Aussendung invertieren Was stellen Sie beim Empfang der Meldung fest Spielt es eine Rolle ob sich ein Fehler im Info- oder im Parity-Teil eines Codeworts befindet Wieviele Burst- und wieviele Random- Fehler kann der Dekoder des Herstellers im verwendeten Pager korrigieren Der BCH(3121) Code selber erlaubt die Korrektur von 2 Fehlern

d) das Synchronisationswort ist ein m-Sequenz und besitzt gute Autokorrelations-

eigenschaften auch gegen die Praumlambel [5] Wie viele Uumlbertragungsfehler duumlrfen im Synch-Wort auftreten ohne dass die Synchronisation verloren geht

Referenzen

[1] httpwwwit-administratordelexikonluftschnittstellehtml

[2] CCIR Recommendation 584 Annex 1 - Radiopaging Code No 1 Exemplar Labor

[3] httpwwwsxlistcomtechrefpagerpocsaghtmlkey=pagerampfrom

[4] httpdewikipediaorgwikiPOCSAG

[5] wwweceumdedu~leandrospaperspagsyspdf

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Anhang Besselfunktionen fuumlr die Bestimmung des FM Spektrum

)ff(2f)1(2B mmFM +∆sdot=sdot+βsdotasymp

∆ω = kFMSpeak

βFM = ∆ωωm = ∆ffm

Frequenzhub (Deviation) Modulationsindex Bandbreite

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Anhang POCSAG Details

Fig Pocsag Telegramm Struktur

Fig Batch (Adress Position entspr 3 letzten Adressbits

Fig Frame Inhalt

FigAlpha-numerische Codierung

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Anhang BCH(3121) Fehlerkorrektur Code

Fuumlr den Fehlerschutz wird bei POCSAG ein BCH-Blockencoder verwendet der 21 Info-Bits in 31 Codebits encodiert siehe [2] Der Encoder kann mit dem in Abbildung 2 dargestellten ruumlckgekoppelten Schieberegister realisiert werden Das in [2] gegebene Generator-Polynom bestimmt die Ruumlckfuumlhrungen Der Fehlerschutz kann 2 Fehler an beliebiger Position korrigieren Beispiel eines Adress-Codeworts (Flag-Bit ganz links Even-Parity-Bit ganz rechts) [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1]

X10 +X9 +X8 +X6 +X5 +X3 +1

p1

S

[ Info-Bits 1-21]S

Modulo 2 Addition (XOR)

p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10

S Schalterstellung fuumlr Info-Bits 1-21 eines CodewortsAndere Schalterstellung fuumlr Parity-Bits 22-31 eines Codeworts

c

c = [ Info-Bits 1-21 Parity-Bits p1 hellip p10 ] even-Parity-Bit fehlt noch

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Parameter sind die verwendeten Frequenzbaumlnder Modulations- und Multiplexing- und Zugriffsverfahrenldquo [1] In diesem Praktikumsteil lernen wir einige Elemente am Beispiel einer aumllteren einfachen Luftschnittstelle kennen Mehr erfahren sie dann in NTM2 Die POCSAG-Luftschnittstelle wurde in den fruumlhen 80er Jahren von einem Industriekonsortium unter der Federfuumlhrung des britischen Post-Office als Standard fuumlr digitales Paging vorgeschlagen POCSAG steht fuumlr Post Office Code Standardization Advisory Group Die POCSAG-Luftschnittstelle ist vom CCIR (heute ITU-R) als Empfehlung anerkannt worden [2] Die POCSAG-Luftschnittstelle ist um Groumlssenordnungen weniger komplex als die Luftschnitt-stellen modernerer Mobilfunksysteme wie zB GSM und eignet sich deshalb gut fuumlr einen bdquopraktischenldquo Einstieg in die digitale Mobilkommunikation Paging [4] wird heute nur noch fuumlr die Alarmierung von Feuerwehren und anderen Rettungs-organisationen und von Amateuren eingesetzt Die deutschen Feuerwehren zum Beispiel verwenden ca 05 Mio Meldeempfaumlnger (Pager) In der digitalen Alarmierung wird heute fast ausschliesslich POCSAG eingesetzt In diesem Praktikumsversuch sollen mit Matlab alphanumerische Meldungen auf dem PC generiert und via (NF-) Soundkarte und (HF-) Signalgenerator auf einen POCSAG-Pager gesendet werden In Abbildung 1 ist der entsprechende Sendepfad detailliert dargestellt Siehe dazu Matlab Code pocsagm und Anhang POCSAG Details

Signalgenerator

FM FSKf0 = 440050 MHz

0 =gt +3 kHz1 =gt -3 kHz

PC-Soundkartefs = 48 kHz

POCSAG

SAKO

Quelle Kanalencoder

Mux

Praumlambel Sync-Idle-Adr-CW

Pager

(-1)x[n]

Praumlmod-Filter(Bessel 4 Ord)

fg=2middotR

ASCII (7 Bit) BCH (31215) even parity

x[n]

xBB[n]

Tb

fsR

R=1200 bs

binaumlr bipolar

48 kSs

xBB(t)

Up-sampling

Rechteck-Puls

DAC

PC

y(t)

Abb1 Sendepfad mit Digitalteil (PCMatlab) und HF-Teil (Signalgenerator)

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2 Aufgabenstellung bdquoModulationldquo

a) Generieren Sie mit Matlab ein symmetrisches periodisches bipolares (dh DC-freies) Rechtecksignal xBB(t) mit Bitperiode Tb = 11200 s und Amplitude A = 02 Vp Dazu sollten sie in Vorlage pocsagm das Filter premodfil() ausschalten und zB die Praumlambel auf Np = 20middot1200 Bits setzen Generieren Sie nun mit dem RF-Signalgenerator ein rechteckfoumlrmig moduliertes FM-Signal bzw ein periodisch umgetastetes FSK-Signal y(t) mit Mittenfrequenz f0 entsprechend der Angabe auf dem Pager Der Hub fuumlr die 400 MHz Geraumlte (mit 125 kHz Kanalraster) ist ∆f = plusmn 3 kHz (Ablagefrequenzen f0 plusmn 3 kHz Fuumlr die 160 MHz Geraumlte (mit Kanalraster 20 kHz) soll der Hub 45 kHz betragen Sendeleistung 0 dBm

Achtung RF Generator Einstellung FM Deviation entspricht HubVolt 15 kHz einstellen Messen Sie das Spektrum des FSK-Signals y(t) und die Bandbreite B

Vergleichen Sie B mit der Carson-Bandbreite Wieviele dBc kleiner ist das Sendespektrum IY(f)I in der Mitte des Nachbarkanals bei f1 = f0

+ 125 kHz und an den Raumlndern bei f1 plusmn 625 kHz im Vergleich zu maxIY(f)I

Hinweise - Sie koumlnnen xBB(t) auch mit dem Funktionsgenerator erzeugen die Messungen

machen und anschliessend mit Matlab zu arbeiten beginnen - Sie koumlnnen die Vorlage pocsagm (Funktion premodfil() einausschalten) verwenden - Waumlhlen Sie als Abtastfrequenz fs = 48 kHz dh 40 Samples pro Bit-Periode Tb - Waumlhlen Sie eine Signaldauer von 10 bis 30s dh senden Sie 10 bis 30middot1200 Bits - sound(yfs) sendet das Signal im Vektor y mit der Abtastfrequenz fs auf die

Soundkarte Die y-Werte muumlssen im Bereich -10 le y le 10 liegen - Konfiguration der Soundkarte via Systemsteuerung Sounds und Audiogeraumlte - Verwenden Sie die AC-Kopplung am Eingang des Signalgenerators b) Filtern Sie das Rechtecksignal mit dem Praumlmodulations-Filter (Pulse Shaping) Kopieren

Sie dazu die Funktion premodfil() in Ihr Arbeitsverzeichnis und aktivieren es in pocsagm Senden Sie erneut von der Soundkarte und uumlberpruumlfen Sie das Resultat am Oszilloskop Beschreiben Sie den Einfluss des Praumlmodulationsfilters auf das Spektrum und

insbesondere auf die Bandbreite B sowie die Nachbarkanaumlle Wie gross ist die Sendeamplitude noch im Nachbarkanal bei f = f0 plusmn 125 kHz im Vergleich zur maximalen Sendeamplitude

3 Messung der Empfindlichkeit

Uumlberpruumlfen sie die Empfindlichkeit des Pagers durch Reduktion der Sendeleistung des RF Generators Optional Kalibrierung mit dem Narda Feldstaumlrkemeter Fuumlhren sie mehrere Testuumlbertragungen an der vermuteten Grenze (50 Erfolg) durch Dazu darf kein anderer Generator im Labor auf derselben Frequenz Traumlger oder Signal senden Vermutete Grenze berechnen Die statische Empfindlichkeit des Pagers im Freifeld betraumlgt im 2m-Band 23 dBmicroVm (-102 dBm) gemessen mit einem Dipol (typischer Mittelwert uumlber 8 Empfangsrichtungen) Gute 70 cm Empfaumlnger haben eine Empfindlichkeit von -115 dBm

2rt

22minr

t

22

FMsig GG

d)4(P

G30

d)d(EP

λ

π== aus

Dipole Gt = Gr = 21 dB Wellenlaumlnge λ = cf

22

2rtFMsign

2r

2

r d)4(

GGP

4

G

120

)d(E)d(P

π

λ=

π

λ

π=

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4 Optional Aufgabenstellung bdquoPOCSAG-Telegrammldquo

a) Studieren Sie mit Hilfe des Anhangs und [3] oder der Abbildung 1 und der Unterlagen [2] oder [3] das POCSAG- Telegramm

b) Stellen Sie eine einfache Nachricht bestehend aus dem vorgegebenen Adress-Codewort

(500D) und dem vorgegebenen Nachrichten-Codewort (ok oder hi oder ja) zusammen und senden Sie die Nachricht auf den Pager Error Correction Berechnung mit Hilfe des Anhangs BCH(3121) oder Vorlage bchm Betrachten Sie das Basisbandsignal auf dem Oszilloskop und kontrollieren Sie das Spektrum

Was geschieht wenn Sie die Praumlambel nur 100 Bit lang machen

Hinweis Wiederholen Sie die Uumlbertragung mehrmals c) Simulieren Sie einen Uumlbertragungsfehler indem Sie ein oder mehrere Bit im Adress-

undoder Nachrichten-Codewort der Nachricht vor der Aussendung invertieren Was stellen Sie beim Empfang der Meldung fest Spielt es eine Rolle ob sich ein Fehler im Info- oder im Parity-Teil eines Codeworts befindet Wieviele Burst- und wieviele Random- Fehler kann der Dekoder des Herstellers im verwendeten Pager korrigieren Der BCH(3121) Code selber erlaubt die Korrektur von 2 Fehlern

d) das Synchronisationswort ist ein m-Sequenz und besitzt gute Autokorrelations-

eigenschaften auch gegen die Praumlambel [5] Wie viele Uumlbertragungsfehler duumlrfen im Synch-Wort auftreten ohne dass die Synchronisation verloren geht

Referenzen

[1] httpwwwit-administratordelexikonluftschnittstellehtml

[2] CCIR Recommendation 584 Annex 1 - Radiopaging Code No 1 Exemplar Labor

[3] httpwwwsxlistcomtechrefpagerpocsaghtmlkey=pagerampfrom

[4] httpdewikipediaorgwikiPOCSAG

[5] wwweceumdedu~leandrospaperspagsyspdf

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Anhang Besselfunktionen fuumlr die Bestimmung des FM Spektrum

)ff(2f)1(2B mmFM +∆sdot=sdot+βsdotasymp

∆ω = kFMSpeak

βFM = ∆ωωm = ∆ffm

Frequenzhub (Deviation) Modulationsindex Bandbreite

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Anhang POCSAG Details

Fig Pocsag Telegramm Struktur

Fig Batch (Adress Position entspr 3 letzten Adressbits

Fig Frame Inhalt

FigAlpha-numerische Codierung

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Anhang BCH(3121) Fehlerkorrektur Code

Fuumlr den Fehlerschutz wird bei POCSAG ein BCH-Blockencoder verwendet der 21 Info-Bits in 31 Codebits encodiert siehe [2] Der Encoder kann mit dem in Abbildung 2 dargestellten ruumlckgekoppelten Schieberegister realisiert werden Das in [2] gegebene Generator-Polynom bestimmt die Ruumlckfuumlhrungen Der Fehlerschutz kann 2 Fehler an beliebiger Position korrigieren Beispiel eines Adress-Codeworts (Flag-Bit ganz links Even-Parity-Bit ganz rechts) [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1]

X10 +X9 +X8 +X6 +X5 +X3 +1

p1

S

[ Info-Bits 1-21]S

Modulo 2 Addition (XOR)

p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10

S Schalterstellung fuumlr Info-Bits 1-21 eines CodewortsAndere Schalterstellung fuumlr Parity-Bits 22-31 eines Codeworts

c

c = [ Info-Bits 1-21 Parity-Bits p1 hellip p10 ] even-Parity-Bit fehlt noch

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2 Aufgabenstellung bdquoModulationldquo

a) Generieren Sie mit Matlab ein symmetrisches periodisches bipolares (dh DC-freies) Rechtecksignal xBB(t) mit Bitperiode Tb = 11200 s und Amplitude A = 02 Vp Dazu sollten sie in Vorlage pocsagm das Filter premodfil() ausschalten und zB die Praumlambel auf Np = 20middot1200 Bits setzen Generieren Sie nun mit dem RF-Signalgenerator ein rechteckfoumlrmig moduliertes FM-Signal bzw ein periodisch umgetastetes FSK-Signal y(t) mit Mittenfrequenz f0 entsprechend der Angabe auf dem Pager Der Hub fuumlr die 400 MHz Geraumlte (mit 125 kHz Kanalraster) ist ∆f = plusmn 3 kHz (Ablagefrequenzen f0 plusmn 3 kHz Fuumlr die 160 MHz Geraumlte (mit Kanalraster 20 kHz) soll der Hub 45 kHz betragen Sendeleistung 0 dBm

Achtung RF Generator Einstellung FM Deviation entspricht HubVolt 15 kHz einstellen Messen Sie das Spektrum des FSK-Signals y(t) und die Bandbreite B

Vergleichen Sie B mit der Carson-Bandbreite Wieviele dBc kleiner ist das Sendespektrum IY(f)I in der Mitte des Nachbarkanals bei f1 = f0

+ 125 kHz und an den Raumlndern bei f1 plusmn 625 kHz im Vergleich zu maxIY(f)I

Hinweise - Sie koumlnnen xBB(t) auch mit dem Funktionsgenerator erzeugen die Messungen

machen und anschliessend mit Matlab zu arbeiten beginnen - Sie koumlnnen die Vorlage pocsagm (Funktion premodfil() einausschalten) verwenden - Waumlhlen Sie als Abtastfrequenz fs = 48 kHz dh 40 Samples pro Bit-Periode Tb - Waumlhlen Sie eine Signaldauer von 10 bis 30s dh senden Sie 10 bis 30middot1200 Bits - sound(yfs) sendet das Signal im Vektor y mit der Abtastfrequenz fs auf die

Soundkarte Die y-Werte muumlssen im Bereich -10 le y le 10 liegen - Konfiguration der Soundkarte via Systemsteuerung Sounds und Audiogeraumlte - Verwenden Sie die AC-Kopplung am Eingang des Signalgenerators b) Filtern Sie das Rechtecksignal mit dem Praumlmodulations-Filter (Pulse Shaping) Kopieren

Sie dazu die Funktion premodfil() in Ihr Arbeitsverzeichnis und aktivieren es in pocsagm Senden Sie erneut von der Soundkarte und uumlberpruumlfen Sie das Resultat am Oszilloskop Beschreiben Sie den Einfluss des Praumlmodulationsfilters auf das Spektrum und

insbesondere auf die Bandbreite B sowie die Nachbarkanaumlle Wie gross ist die Sendeamplitude noch im Nachbarkanal bei f = f0 plusmn 125 kHz im Vergleich zur maximalen Sendeamplitude

3 Messung der Empfindlichkeit

Uumlberpruumlfen sie die Empfindlichkeit des Pagers durch Reduktion der Sendeleistung des RF Generators Optional Kalibrierung mit dem Narda Feldstaumlrkemeter Fuumlhren sie mehrere Testuumlbertragungen an der vermuteten Grenze (50 Erfolg) durch Dazu darf kein anderer Generator im Labor auf derselben Frequenz Traumlger oder Signal senden Vermutete Grenze berechnen Die statische Empfindlichkeit des Pagers im Freifeld betraumlgt im 2m-Band 23 dBmicroVm (-102 dBm) gemessen mit einem Dipol (typischer Mittelwert uumlber 8 Empfangsrichtungen) Gute 70 cm Empfaumlnger haben eine Empfindlichkeit von -115 dBm

2rt

22minr

t

22

FMsig GG

d)4(P

G30

d)d(EP

λ

π== aus

Dipole Gt = Gr = 21 dB Wellenlaumlnge λ = cf

22

2rtFMsign

2r

2

r d)4(

GGP

4

G

120

)d(E)d(P

π

λ=

π

λ

π=

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4 Optional Aufgabenstellung bdquoPOCSAG-Telegrammldquo

a) Studieren Sie mit Hilfe des Anhangs und [3] oder der Abbildung 1 und der Unterlagen [2] oder [3] das POCSAG- Telegramm

b) Stellen Sie eine einfache Nachricht bestehend aus dem vorgegebenen Adress-Codewort

(500D) und dem vorgegebenen Nachrichten-Codewort (ok oder hi oder ja) zusammen und senden Sie die Nachricht auf den Pager Error Correction Berechnung mit Hilfe des Anhangs BCH(3121) oder Vorlage bchm Betrachten Sie das Basisbandsignal auf dem Oszilloskop und kontrollieren Sie das Spektrum

Was geschieht wenn Sie die Praumlambel nur 100 Bit lang machen

Hinweis Wiederholen Sie die Uumlbertragung mehrmals c) Simulieren Sie einen Uumlbertragungsfehler indem Sie ein oder mehrere Bit im Adress-

undoder Nachrichten-Codewort der Nachricht vor der Aussendung invertieren Was stellen Sie beim Empfang der Meldung fest Spielt es eine Rolle ob sich ein Fehler im Info- oder im Parity-Teil eines Codeworts befindet Wieviele Burst- und wieviele Random- Fehler kann der Dekoder des Herstellers im verwendeten Pager korrigieren Der BCH(3121) Code selber erlaubt die Korrektur von 2 Fehlern

d) das Synchronisationswort ist ein m-Sequenz und besitzt gute Autokorrelations-

eigenschaften auch gegen die Praumlambel [5] Wie viele Uumlbertragungsfehler duumlrfen im Synch-Wort auftreten ohne dass die Synchronisation verloren geht

Referenzen

[1] httpwwwit-administratordelexikonluftschnittstellehtml

[2] CCIR Recommendation 584 Annex 1 - Radiopaging Code No 1 Exemplar Labor

[3] httpwwwsxlistcomtechrefpagerpocsaghtmlkey=pagerampfrom

[4] httpdewikipediaorgwikiPOCSAG

[5] wwweceumdedu~leandrospaperspagsyspdf

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Anhang Besselfunktionen fuumlr die Bestimmung des FM Spektrum

)ff(2f)1(2B mmFM +∆sdot=sdot+βsdotasymp

∆ω = kFMSpeak

βFM = ∆ωωm = ∆ffm

Frequenzhub (Deviation) Modulationsindex Bandbreite

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Anhang POCSAG Details

Fig Pocsag Telegramm Struktur

Fig Batch (Adress Position entspr 3 letzten Adressbits

Fig Frame Inhalt

FigAlpha-numerische Codierung

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Anhang BCH(3121) Fehlerkorrektur Code

Fuumlr den Fehlerschutz wird bei POCSAG ein BCH-Blockencoder verwendet der 21 Info-Bits in 31 Codebits encodiert siehe [2] Der Encoder kann mit dem in Abbildung 2 dargestellten ruumlckgekoppelten Schieberegister realisiert werden Das in [2] gegebene Generator-Polynom bestimmt die Ruumlckfuumlhrungen Der Fehlerschutz kann 2 Fehler an beliebiger Position korrigieren Beispiel eines Adress-Codeworts (Flag-Bit ganz links Even-Parity-Bit ganz rechts) [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1]

X10 +X9 +X8 +X6 +X5 +X3 +1

p1

S

[ Info-Bits 1-21]S

Modulo 2 Addition (XOR)

p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10

S Schalterstellung fuumlr Info-Bits 1-21 eines CodewortsAndere Schalterstellung fuumlr Parity-Bits 22-31 eines Codeworts

c

c = [ Info-Bits 1-21 Parity-Bits p1 hellip p10 ] even-Parity-Bit fehlt noch

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4 Optional Aufgabenstellung bdquoPOCSAG-Telegrammldquo

a) Studieren Sie mit Hilfe des Anhangs und [3] oder der Abbildung 1 und der Unterlagen [2] oder [3] das POCSAG- Telegramm

b) Stellen Sie eine einfache Nachricht bestehend aus dem vorgegebenen Adress-Codewort

(500D) und dem vorgegebenen Nachrichten-Codewort (ok oder hi oder ja) zusammen und senden Sie die Nachricht auf den Pager Error Correction Berechnung mit Hilfe des Anhangs BCH(3121) oder Vorlage bchm Betrachten Sie das Basisbandsignal auf dem Oszilloskop und kontrollieren Sie das Spektrum

Was geschieht wenn Sie die Praumlambel nur 100 Bit lang machen

Hinweis Wiederholen Sie die Uumlbertragung mehrmals c) Simulieren Sie einen Uumlbertragungsfehler indem Sie ein oder mehrere Bit im Adress-

undoder Nachrichten-Codewort der Nachricht vor der Aussendung invertieren Was stellen Sie beim Empfang der Meldung fest Spielt es eine Rolle ob sich ein Fehler im Info- oder im Parity-Teil eines Codeworts befindet Wieviele Burst- und wieviele Random- Fehler kann der Dekoder des Herstellers im verwendeten Pager korrigieren Der BCH(3121) Code selber erlaubt die Korrektur von 2 Fehlern

d) das Synchronisationswort ist ein m-Sequenz und besitzt gute Autokorrelations-

eigenschaften auch gegen die Praumlambel [5] Wie viele Uumlbertragungsfehler duumlrfen im Synch-Wort auftreten ohne dass die Synchronisation verloren geht

Referenzen

[1] httpwwwit-administratordelexikonluftschnittstellehtml

[2] CCIR Recommendation 584 Annex 1 - Radiopaging Code No 1 Exemplar Labor

[3] httpwwwsxlistcomtechrefpagerpocsaghtmlkey=pagerampfrom

[4] httpdewikipediaorgwikiPOCSAG

[5] wwweceumdedu~leandrospaperspagsyspdf

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Anhang Besselfunktionen fuumlr die Bestimmung des FM Spektrum

)ff(2f)1(2B mmFM +∆sdot=sdot+βsdotasymp

∆ω = kFMSpeak

βFM = ∆ωωm = ∆ffm

Frequenzhub (Deviation) Modulationsindex Bandbreite

ZHAW NTM1kunr 7

Anhang POCSAG Details

Fig Pocsag Telegramm Struktur

Fig Batch (Adress Position entspr 3 letzten Adressbits

Fig Frame Inhalt

FigAlpha-numerische Codierung

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Anhang BCH(3121) Fehlerkorrektur Code

Fuumlr den Fehlerschutz wird bei POCSAG ein BCH-Blockencoder verwendet der 21 Info-Bits in 31 Codebits encodiert siehe [2] Der Encoder kann mit dem in Abbildung 2 dargestellten ruumlckgekoppelten Schieberegister realisiert werden Das in [2] gegebene Generator-Polynom bestimmt die Ruumlckfuumlhrungen Der Fehlerschutz kann 2 Fehler an beliebiger Position korrigieren Beispiel eines Adress-Codeworts (Flag-Bit ganz links Even-Parity-Bit ganz rechts) [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1]

X10 +X9 +X8 +X6 +X5 +X3 +1

p1

S

[ Info-Bits 1-21]S

Modulo 2 Addition (XOR)

p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10

S Schalterstellung fuumlr Info-Bits 1-21 eines CodewortsAndere Schalterstellung fuumlr Parity-Bits 22-31 eines Codeworts

c

c = [ Info-Bits 1-21 Parity-Bits p1 hellip p10 ] even-Parity-Bit fehlt noch

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Anhang Besselfunktionen fuumlr die Bestimmung des FM Spektrum

)ff(2f)1(2B mmFM +∆sdot=sdot+βsdotasymp

∆ω = kFMSpeak

βFM = ∆ωωm = ∆ffm

Frequenzhub (Deviation) Modulationsindex Bandbreite

ZHAW NTM1kunr 7

Anhang POCSAG Details

Fig Pocsag Telegramm Struktur

Fig Batch (Adress Position entspr 3 letzten Adressbits

Fig Frame Inhalt

FigAlpha-numerische Codierung

ZHAW NTM1kunr 8

Anhang BCH(3121) Fehlerkorrektur Code

Fuumlr den Fehlerschutz wird bei POCSAG ein BCH-Blockencoder verwendet der 21 Info-Bits in 31 Codebits encodiert siehe [2] Der Encoder kann mit dem in Abbildung 2 dargestellten ruumlckgekoppelten Schieberegister realisiert werden Das in [2] gegebene Generator-Polynom bestimmt die Ruumlckfuumlhrungen Der Fehlerschutz kann 2 Fehler an beliebiger Position korrigieren Beispiel eines Adress-Codeworts (Flag-Bit ganz links Even-Parity-Bit ganz rechts) [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1]

X10 +X9 +X8 +X6 +X5 +X3 +1

p1

S

[ Info-Bits 1-21]S

Modulo 2 Addition (XOR)

p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10

S Schalterstellung fuumlr Info-Bits 1-21 eines CodewortsAndere Schalterstellung fuumlr Parity-Bits 22-31 eines Codeworts

c

c = [ Info-Bits 1-21 Parity-Bits p1 hellip p10 ] even-Parity-Bit fehlt noch

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Anhang POCSAG Details

Fig Pocsag Telegramm Struktur

Fig Batch (Adress Position entspr 3 letzten Adressbits

Fig Frame Inhalt

FigAlpha-numerische Codierung

ZHAW NTM1kunr 8

Anhang BCH(3121) Fehlerkorrektur Code

Fuumlr den Fehlerschutz wird bei POCSAG ein BCH-Blockencoder verwendet der 21 Info-Bits in 31 Codebits encodiert siehe [2] Der Encoder kann mit dem in Abbildung 2 dargestellten ruumlckgekoppelten Schieberegister realisiert werden Das in [2] gegebene Generator-Polynom bestimmt die Ruumlckfuumlhrungen Der Fehlerschutz kann 2 Fehler an beliebiger Position korrigieren Beispiel eines Adress-Codeworts (Flag-Bit ganz links Even-Parity-Bit ganz rechts) [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1]

X10 +X9 +X8 +X6 +X5 +X3 +1

p1

S

[ Info-Bits 1-21]S

Modulo 2 Addition (XOR)

p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10

S Schalterstellung fuumlr Info-Bits 1-21 eines CodewortsAndere Schalterstellung fuumlr Parity-Bits 22-31 eines Codeworts

c

c = [ Info-Bits 1-21 Parity-Bits p1 hellip p10 ] even-Parity-Bit fehlt noch

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Anhang BCH(3121) Fehlerkorrektur Code

Fuumlr den Fehlerschutz wird bei POCSAG ein BCH-Blockencoder verwendet der 21 Info-Bits in 31 Codebits encodiert siehe [2] Der Encoder kann mit dem in Abbildung 2 dargestellten ruumlckgekoppelten Schieberegister realisiert werden Das in [2] gegebene Generator-Polynom bestimmt die Ruumlckfuumlhrungen Der Fehlerschutz kann 2 Fehler an beliebiger Position korrigieren Beispiel eines Adress-Codeworts (Flag-Bit ganz links Even-Parity-Bit ganz rechts) [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1]

X10 +X9 +X8 +X6 +X5 +X3 +1

p1

S

[ Info-Bits 1-21]S

Modulo 2 Addition (XOR)

p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10

S Schalterstellung fuumlr Info-Bits 1-21 eines CodewortsAndere Schalterstellung fuumlr Parity-Bits 22-31 eines Codeworts

c

c = [ Info-Bits 1-21 Parity-Bits p1 hellip p10 ] even-Parity-Bit fehlt noch