Die Verzögerung auf dem Nebenpfad sei $τ = 1 \ \rm µ s$. Darunter gezeichnet ist die Struktur eines RAKE–Empfängers (grüne Hinterlegung) mit den allgemeinen Koeffizienten $K$, $h_0$, $h_1$, $τ_0$ und $τ_1$.
Let the delay on the secondary path be $τ = 1 \ \rm µ s$.
Der RAKE–Empfänger hat die Aufgabe, die Energie der beiden Signalpfade zu bündeln und dadurch die Entscheidung sicherer zu machen.
Drawn below is the structure of a rake receiver (green background) with general coefficients $K$, $h_0$, $h_1$, $τ_0$ and $τ_1$.
Die gemeinsame Impulsantwort von Kanal und RAKE–Empfänger kann in der Form
*The purpose of the rake receiver is to combine the energy of the two signal paths, making the decision more reliable.
*The combined impulse response of the channel (German: "Kanal" ⇒ subscript "K") and the rake receiver can be expressed in the form
angegeben werden, allerdings nur dann, wenn die RAKE–Koeffizienten $h_0$, $h_1$, $τ_0$ und $τ_1$ geeignet gewählt werden. Der Hauptanteil von $h_{\rm KR}(t)$ soll bei $t = τ$ liegen.
:but only if the rake coefficients $h_0$, $h_1$, $τ_0$ and $τ_1$ are appropriately chosen.
*The main part of $h_{\rm KR}(t)$ is supposed to be at $t = τ$.
Die Konstante $K$ ist so zu wählen, dass die Amplitude des Hauptpfads $A_1 = 1$ ist:
*The constant $K$ is to be chosen so that the amplitude of the main path $A_1 = 1$ :
:$$K= \frac{1}{h_0^2 + h_1^2}.$$
:$$K= \frac{1}{h_0^2 + h_1^2}.$$
Gesucht sind außer den RAKE–Parametern die Signale $r(t)$ und $b(t)$, wenn $s(t)$ ein Rechteck der Höhe $s_0 = 1$ und der Breite $T = \ \rm 5 µ s$ ist.
Apart from the rake parameters, the signals $r(t)$ and $b(t)$ are sought when $s(t)$ is a rectangle of height $s_0 = 1$ and width $T = \ \rm 5 µ s$.
Notes:
*The exercise belongs to the chapter [[Modulation_Methods/Error_Probability_of_Direct-Sequence_Spread_Spectrum_Modulation|Error Probability of Direct-Sequence Spread Spectrum Modulation]].
*Reference is made in particular to the section [[Modulation_Methods/Error_Probability_of_Direct-Sequence_Spread_Spectrum_Modulation#Principle_of_the_rake_receiver |Principle of the rake receiver]].
''Hinweise:''
*Die Aufgabe gehört zum Kapitel [[Modulationsverfahren/Fehlerwahrscheinlichkeit_der_PN%E2%80%93Modulation|Fehlerwahrscheinlichkeit der PN-Modulation]].
*Bezug genommen wird insbesondere auf den Abschnitt [[Modulationsverfahren/Fehlerwahrscheinlichkeit_der_PN–Modulation#Prinzip_des_RAKE.E2.80.93Empf.C3.A4ngers |Prinzip des RAKE-Empfängers]].
===Fragebogen===
===Questions===
<quiz display=simple>
<quiz display=simple>
{Welche Aussagen gelten für die Kanalimpulsantwort $h_{\rm K}(t)$?
{Which statements are valid for the channel impulse response $h_{\rm K}(t)$?
|type="[]"}
|type="[]"}
+ $h_{\rm K}(t)$ besteht aus zwei Diracfunktionen.
+ $h_{\rm K}(t)$ consists of two Dirac delta functions.
- $h_{\rm K}(t)$ ist komplexwertig.
- $h_{\rm K}(t)$ is complex-valued.
- $h_{\rm K}(t)$ ist eine mit der Verzögerungszeit $\tau$ periodische Funktion.
- $h_{\rm K}(t)$ is a function periodic with delay time $\tau$.
{Welche Aussagen gelten für den Kanalfrequenzgang $H_{\rm K}(f)$?
{Which statements are true for the channel frequency response $H_{\rm K}(f)$?
|type="[]"}
|type="[]"}
- Es gilt $H_{\rm K}(f = 0) = 2$.
- $H_{\rm K}(f = 0) = 2$ is true.
+ $H_{\rm K}(f)$ ist komplexwertig.
+ $H_{\rm K}(f)$ is complex-valued.
+ $|H_{\rm K}(f)|$ ist eine mit der Frequenz $1/τ$ periodische Funktion.
+ $|H_{\rm K}(f)|$ is a function periodic with frequency $1/τ$.
{Setzen Sie $K = 1$, $h_0 = 0.6$ und $h_1 = 0.4$. Bestimmen Sie die Verzögerungen $τ_0$ und $τ_1$, damit die $h_{\rm KR}(t)$–Gleichung mit $A_0 = A_2$ erfüllt wird.
{Set $K = 1$, $h_0 = 0.6$ and $h_1 = 0.4$. Determine the delays $τ_0$ and $τ_1$ so that the $h_{\rm KR}(t)$ equation is satisfied with $A_0 = A_2$.
|type="{}"}
|type="{}"}
$τ_0 \ = \ $ { 1 3% } $\ \rm µ s$
$τ_0 \ = \ $ { 1 3% } $\ \rm µ s$
$τ_1 \ = \ $ { 0. } $\ \rm µ s$
$τ_1 \ = \ $ { 0. } $\ \rm µ s$
{Welcher Wert ist für die Konstante $K$ zu wählen?
{What value should be chosen for the constant $K$?
|type="{}"}
|type="{}"}
$K \ = \ $ { 1.923 3% }
$K \ = \ $ { 1.923 3% }
{Welche Aussagen gelten für die Signale $r(t)$ und $b(t)$?
{Which statements are valid for the signals $r(t)$ and $b(t)$?
|type="[]"}
|type="[]"}
+ Der Maximalwert von $r(t)$ ist $1$.
+ The maximum value of $r(t)$ is $1$.
- Die Breite von $r(t)$ ist $7 \ µ s$.
- The width of $r(t)$ is $7 \ µ s$.
- Der Maximalwert von $b(t)$ ist $1$.
- The maximum value of $b(t)$ is $1$.
+ Die Breite von $b(t)$ ist $7 \ µ s$.
+ The width of $b(t)$ is $7 \ µ s$.
Line 67:
Line 65:
</quiz>
</quiz>
===Musterlösung===
===Solution===
{{ML-Kopf}}
{{ML-Kopf}}
'''(1)''' Richtig ist der <u>Lösungsvorschlag 1</u>:
'''(1)''' <u>Solution 1</u> is correct:
*Die Impulsantwort $h_{\rm K}(t)$ ergibt sich als das Empfangssignal $r(t)$, wenn am Eingang ein Diracimpuls anliegt ⇒ $s(t) = δ(t)$. Daraus folgt:
*The impulse response $h_{\rm K}(t)$ is obtained as the received signal $r(t)$ when there is a Dirac delta pulse at the input ⇒ $s(t) = δ(t)$. It follows that:
'''(2)''' Richtig sind die <u>Lösungsvorschläge 2 und 3</u>:
'''(2)''' <u>Solutions 2 and 3</u> are correct:
*Der Kanalfrequenzgang $H_{\rm K}(f)$ ist definitionsgemäß die Fouriertransformierte der Impulsantwort $h_{\rm K}(t)$. Mit dem Verschiebungssatz ergibt sich hierfür:
*By definition, the channel frequency response $H_{\rm K}(f)$ is the Fourier transform of the impulse response $h_{\rm K}(t)$. With the shift theorem this results in:
*Der erste Lösungsvorschlag ist dementsprechend falsch im Gegensatz zu den beiden anderen: $H_{\rm K}(f)$ ist komplexwertig und der Betrag ist periodisch mit $1/τ$, wie die nachfolgende Rechnung zeigt:
*Accordingly, the first proposed solution is incorrect in contrast to the other two:
*For $f = 0$, $|H_{\rm K}(f)| = 1$. This value is repeated in the respective frequency spacing $1/τ$.
'''(3)''' Wir setzen zunächst vereinbarungsgemäß $K = 1$.
'''(3)''' We first set $K = 1$ as agreed.
*Insgesamt kommt man über vier Wege von $s(t)$ zum Ausgangssignal $b(t)$.
*Altogether we get from $s(t)$ to the output signal $b(t)$ via four paths.
*Um die vorgegebene $h_{\rm KR}(t)$–Gleichung zu erfüllen, muss entweder $τ_0 = 0$ gelten oder $τ_1 = 0$. Mit $τ_0 = 0$ erhält man für die Impulsantwort:
*To satisfy the given $h_{\rm KR}(t)$ equation, either $τ_0 = 0$ must hold or $τ_1 = 0$. With $τ_0 = 0$ we obtain for the impulse response:
The impulse response $h_{\rm K}(t)$ is obtained as the received signal $r(t)$ when there is a Dirac delta pulse at the input ⇒ $s(t) = δ(t)$. It follows that:
By definition, the channel frequency response $H_{\rm K}(f)$ is the Fourier transform of the impulse response $h_{\rm K}(t)$. With the shift theorem this results in: