Analysis of baseline wander and BER performance in transmission links with low - frequency removal

• Autorzy: Śliwczyński Ł.

Warianty tytułu

PL

Analiza błądzenia progu komparacji oraz bitowej stopy błędów w łączach transmisyjnych z odcięciem składowej stałej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the study of the statistical properties of baseline wander appearing when transmitting digital data through transmission links with low frequency removal. The model of the links is considered where received signal is compared with the threshold obtained by low-pass filtering the non-return to zero digital data signal. Probability density of the signal at the output of different order low-pass is investigated. Beta distribution is proposed as the approximation of true probability density function of such signal. Next, the BER performance of transmission link with baseline wander and additive Gaussian noise is analysed. Some practical remarks concerning the localisation of the low frequency poles are also given.

PL

Artykuł dotyczy analizy zjawiska błądzenia progu komparacji występującego w cyfrowych łączach transmisyjnych z odciętą składową stałą. W przedstawionym modelu zastępczym łącza w zakresie małych częstotliwości odbierany sygnał NRZ jest porównywany z progiem komparacji, otrzymywanym poprzez dolnoprzepustową filtrację sygnału danych. Transmitancja filtru na wyjściu którego otrzymujemy próg komparacji uwzględnia ograniczenia dolnopasmowe, wnoszone do łącza przez układy nadajnika oraz wzmacniacza odbiorczego. Na podstawie przeprowadzonych rozważań teoretycznych zaproponowano aproksymację funkcji gęstości prawdopodobieństwa sygnału na wyjściu filtru w postaci rozkładu beta. Poprawność zaproponowanego rozkładu sprawdzono w przypadku transmitancji 1 rzędu przy użyciu metody odwzorowania zwężającego. W przypadku łączy o transmitancji II i III rzędu celem sprawdzenia poprawności aproksymacji posłużono się metodami Monte Carlo ( w wersji standardowej oraz importance sampling). Następnie, wykorzystując zaproponowaną aproksymację dokonano analizy wpływu fluktuacji progu komparacji na bitową stopę błędów oraz wyznaczono redukcję czułości łącza transmisyjnego. Na zakończenie zostały podane praktyczne uwagi odnośnie sposobu doboru stałych czasowych związanych z ograniczeniami dolnopasmowymi w łączu transmisyjnym.

Słowa kluczowe

EN

baseline wander; BER estimation; sensitivity penalty; random geometric series; digital transmission links

PL

błądzenie progu komparacji; stopa błędów; redukcja czułości łącza; losowe szeregi metryczne; cyfrowe łącza transmisyjne

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN SA
• Czasopismo: Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 52, z. 3
• Strony: 309--322
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., wykr.

Twórcy

autor

Śliwczyński Ł.

• Institute of Electronics, AGH University of Science and Technology, Poland

Bibliografia

• 1. R.D. Gillin, J. F. Hayes, S. B. Weinstein: Data Communications principles, Plennum Press, 1992.
• 2. V.K. Prabhu: Interference analysis and performance of linear digital communication systems, chapter 9 in: K. Feher (ed.): Advanced digital Communications, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1987.
• 3. P. Krehlik, L. Śliwczyński: A new approach to BER estimation for ISI corrupted base-band transmission systems, International Journal of Communication Systems, 2001, no. 14, pp. 513-520
• 4. L. Śliwczyński, M. Lipiński, P. Krehlik, A. Wolczko: Performance Analysis of CW Laser Driving Circuits, Opto-Electronics Review, 1998, vol. 6, no. 2, pp. 131-139
• 5. H. Meyr, M. Moeneclaey, S.A. Fechtel: Digital communication receivers, New York, Wiley, 1998
• 6. L. Śliwczyński: Fibre optic transmission of signals with fluctuating local digital sum, (in polish), PhD thesis at the AGH University of Science and Technology, Cracow, Poland, 2001
• 7. A. Papoulis: Probability, random variables and stochastic processes, New York, McGraw-Hill, 1991
• 8. F.S. Hill, M.A. Blanco: Random geometric series and intersymbol interference, IEEE Trans. Inf. Theory, 1973, vol. 19, no. 3, pp. 326-335
• 9. P.J. Smith: The distribution functions of certain random geometric series concerning intersymbol interference, IEEE Trans. Inf. Theory, 1991, vol. 37, no. 6, pp. 1657-1662
• 10. J.G. Hahn, S.S. Shapiro: Statistical models in engineering, New York, Wiley, 1994
• 11. R.F. Pawula, S.O. Rice: On filtered binary processes, IEEE Trans. on Inf. Theory, 1986, vol. 32, no. 1, pp. 64-72
• 12. A.M. Street, K. Samaras, D.C. O'brien, D.J. Edards: Closed form expression for baseline wander effects in wireless IR applications, Electron. Lett., 1997, vol. 33, no 2, pp. 1060-1062
• 13. D. Lu, K. Yao: Improved importance sampling technique for efficient simulation of digital communication systems, IEEE J. on Select. Areas in Commun., 1988, vol. 6, no. 1, pp. 67-75