Prosjekt Inf 4460, Akustisk Dataoverføring 2. milepæl: Presentasjon av oppgavens bakgrunn og status på feltet Av Kristian B. Ellingsberg.

Presentasjon om: "Prosjekt Inf 4460, Akustisk Dataoverføring 2. milepæl: Presentasjon av oppgavens bakgrunn og status på feltet Av Kristian B. Ellingsberg."— Utskrift av presentasjonen:

1 Prosjekt Inf 4460, Akustisk Dataoverføring 2. milepæl: Presentasjon av oppgavens bakgrunn og status på feltet Av Kristian B. Ellingsberg

2 Akustisk Dataoverføring Noen eksempler på akustisk dataoverføring i praksis Akustisk modem, Commodore 64 over: Akustisk modem, 110 Baud Polar S Series fitnes monitor ”To transfer settings via Polar UpLink, you need a sound card and dynamic loudspeakers/headphones.” Nummersending i telefoni ”Touch-tone” Biologiske systemer:

3 Tidligere og andre prosjekter. Tidligere prosjekt i INF 4460: Baber A. Nisar – Ifi,UiO, Oppnådde stabile overføring med FSK, på rundt 5-8 bps Jon Wickmann - Kommunikasjon skjult i lyd: http://folk.uio.no/jmwickma/ high-speed underwater acoustic communication http://www.mrc.uidaho.edu/cisr/labs/acoustics/CloseComms.htm Lignende prosjekt: Audio Encoding and Protection, Acoustic Echo Cancellation – AEC, uses a modified LMS algorithm: http://www.icsi.berkeley.edu/raudio/

4 Litt om koding av data Data ”abcdef…” ” 0110010101101010010……..” 1 og 0 som signal i tidsdomene ___/---\___/--\__/------\___ I den fysiske verden vil signalet bli degnerert pga luftas og rommets akustiske egenskaper. –Støy (hvitstøy, sporadiske forstyrrelser som tale) –Rommklang, demping og resonans –Refleksjon og Ekko: Direkte + étt ekko Kombinert:: degradert signal. Eks: effekt av ekko

5 Litt om koding av data (forts) Som vi ser: ikke særlig lurt å overføre data direkte. Dataene trenger å bli kodet slik at de drar best mulig nytte av mediet, og undertrykker negative egenskaper. Tiltak: Modulasjon. (Flere typer) Feilkorrigering.

6 Modulasjon Felles for disse er at man koder dataverdier til forandringer i en ”carrier”- frekvens. Data kan være både analog og digital, men for dette prosjektet er det digitale data vi skal overføre. Det kan likevel være interessant å merke seg den analoge biten, for mulig å utnytte den til støybekjemping. Vanlige MODULASJONSTYPER: AMPLITUDE modulasjon (fig:) FASE(shift) modulasjon (fig) FREKVENS modulasjon (fig)

7 Modulasjon (forts.) Quadrature amplitude modulation (QAM) (analog/digital) Baserer seg på å ha to carrier signal 90  forskjøvet. Disse blir amplitudemodulert og blandet. Dekodingen skjer ved å blande carrier med signalet, og få ut x og y- signal som gir data. I tilleg er det modulasjonsformer spesielt for digital communikasjon. Viktig er Ortogonal Frekvensdivision Multipleksing (OFDM) Detter er en multi-carrier basert koding, med bruk av en mengde tett ”spæisa” bærebølger, som hver seg er modulert på klassisk vis med en av de overstående modulasjonsformene (som QAM).

8 Error correction Forward error correction Virker ved ”å spre risikoen” for at støy skal ødelegge dataene, ved å spre verdien av bittet utover flere sendte koder(symboler). Og ved ”redundansy”. To hovedgrupper: –Blokk koding, og –Konvolusjonskoding Blokkoding virker over en blokk av fast størelse. Det fins alternative algoritmer, men absolutt mest vanlig er Reed-Solomon kodings baserte algoritmer, som bruker i CD, DVD, og harddisker. Alternativer er bl.a. Hamming kode. Konvolusjonskoding kjøres over bits eller symboler av ulik lengde. Mest vanlige algoritme er Viterbi algoritmen. Denne baserer seg på sansynlighet av visse skjulte sekvenser i datastrømmen. Brukes ofte i moderne radiokomulikasjon som WLAN og GSM.

9 END (Takk for oppmerksomheten)