Bài giảng Bài 1: Tổng quan hệ thống thông tin số

Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số Bài 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN SỐ Nội dung: 1. Quá trình phát triển 2. Hệ thống thông tin số 3. Tín hiệu và phân tích tín hiệu 4. Tín hiệu ngẫu nhiên 1 1. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN Sơ lược quá trình phát triển các hệ thống thông tin số: - Năm 1837: Samuel Morse (1791-1872, American): phát triển hệ thống điện báo Hệ thống này sử dụng các chấm (dot) và gạch (dash) để biểu diển các ký tự. Đây được xem là hệ thống liên lạc số ra đời sớm nhất. - Năm 1875: Emile Baudot (1845 -1903, French): đưa ra hệ thống mã mới, mã Baudot, sử dụng các từ mã có chiều dài bằng 5 để mã hóa các ký tự. - Năm 1940 -> nay: Nền tảng bắt đầu hệ thống thông tin số hiện đại khi Nyquist xác định tốc độ tín hiệu tối đa khi truyền qua kênh truyền. Sau đó, Nyquist & Hartley đưa ra kết luận: tồn tại tốc độ dữ liệu tối đa để truyền thông qua kênh có độ tin cậy xác định. Shannon đưa ra những giới hạn cơ bản của hệ thống và công thức về dung lượng kênh truyền. Shannon & Hamming xây dựng các mã phát hiện lỗi và sửa lỗi -> kích thích việc nghiên cứu và có rất nhiều phương pháp mã hóa ra đời, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 2 2. HỆ THỐNG THÔNG TIN SỐ Sơ đồ khối chức năng của một hệ thống thông tin tổng quát: Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 3 Sơ đồ khối tổng quát của một hệ thống thông tin số: Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 2. HỆ THỐNG THÔNG TIN SỐ 4 3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆU Định nghĩa tín hiệu: Tín hiệu là một biểu diễn vật lý của thông tin, biến thiên theo thời gian, không gian hay các biến độc lập khác. Ví dụ: Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 5 2 ( ) 10 ( , ) 3 2 5 s t t s x y x xy y     3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆU Phân loại tín hiệu: - Tín hiệu đa kênh: được tạo từ nhiều nguồn tin khác nhau - Tín hiệu một chiều: tín hiệu là hàm theo một biến đơn - Tín hiệu M chiều: tín hiệu là hàm theo M biến - Tín hiệu thực hay phức Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 6 3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆU Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số Tín hiệu xác định - Biết rõ sự biến thiên của tín hiệu theo thời gian - Biết rõ giá trị của tín hiệu tại tất cả các thời điểm - Mô hình toán học: biểu diễn bằng hàm theo biến t hoặc đồ thị Tín hiệu ngẫu nhiên - Không biết chắc chắn về sự biến thiên của tín hiệu - Không biết chắc giá trị của tín hiệu trước khi nó xuất hiện - Mô hình toán học: biểu diễn bằng xác suất hoặc các trị trung bình thống kê 7 3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆU Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số • Tín hiệu tuần hoàn: - Lặp lại theo một chu kỳ nào đó • Tín hiệu không tuần hoàn: - Không có sự lặp lại 0s(t) = s(t + T ) for - < t <  8 3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆU Tín hiệu vật lý và tín hiệu toán học: Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 9 3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆU Tín hiệu liên tục, rời rạc, lượng tử và số Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 10 3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆU Các đại lượng đặc trưng: - Độ dài - Trị trung bình của một tín hiệu: - Trị trung bình của tín hiệu tuần hoàn: - Trị trung bình của một tín hiệu vật lý: - Thành phần DC Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 11 3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆU Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số Tín hiệu năng lượng: năng lượng dương hữu hạn, công suất TB=0 Tín hiệu công suất: năng lượng vô hạn và công suất dương hữu hạn Trị hiệu dụng RMS (root mean square):    x 2 x 0,|)(|lim EdttsE T T T    x 2/ 2/ 2 x 0,|)(|1lim PdttsTP T T T 12 xrms PV  3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆU Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số Phổ của tín hiệu tuần hoàn – Chuỗi Fourier: Tín hiệu tuần hoàn s(t) chu kỳ T0: nAj n T T Ttnj n Ttnj n n eAdtets T A eAts          2/ 2/ /2 0 /2 0 0 0 0 )(1 )(   13 )(2 )()()( fSjftj efSdtetsfS       Phổ biên độ: chẵn Phổ pha: lẻ 3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆU Mật độ phổ: Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số Mật độ phổ năng lượng ESD (Energy Spectral Density): )/()()( 2 HzJfXfG  dffGdffGdttxEx       0 2 )(2)()( Mật độ phổ công suất PSD (Power Spectral Density): 14   000 2 2/ 2/ /1)()()( )/()()(1lim)()( fTperiodwithsignalperiodicaistsifnffAfS HzWdttsts T FTRFTfS n n T T T                    0 2/ 2/ 2 )(2)()(1lim dffSdffSdtts T P T T Ts 3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆU Băng thông của tín hiệu: Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số - 5 0 - 4 0 - 3 0 - 2 0 - 1 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 00 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 PSD Băng thông -3dB Băng thông null-to-null Băng thông -35dB 15 f0 Băng thông -50dB 3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆU Tự tương quan (Autocorrelation): Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số    dt)t(x)t(x)(R • Tín hiệu năng lượng & thực: 16       )t(x)0(R.4 )f(G)(R.3 )0(R)(R.2 )(R)(R.1 2 F 3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆU Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số Tự tương quan (Autocorrelation):    2/T 2/T T dt)t(x)t(x T 1lim)(R Tín hiệu thực tuần hoàn: Tín hiệu công suất: 17    2/T 2/T0 0 0 dt)t(x)t(x T 1)(R 4. TÍN HiỆU NGẪU NHIÊN (RANDOM SIGNAL) Các hàm phân bố và mật độ xác suất: Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số Tại thời điểm t1, các giá trị của tín hiệu ngẫu nhiên là các biến ngẫu nhiên có thể lấy một trong các giá trị sau: Hàm phân bố xác suất CDF (cumulative distribution func.) cấp 1: )t(),...,t(),t( 1i1211  )t( 1  18  x)t(p)t,x(F 111  Hàm mật độ xác suất PDF (probability density func.) cấp 1: x )t,x(F)t,x(f 11 11   4. TÍN HiỆU NGẪU NHIÊN (RANDOM SIGNAL) Trị trung bình theo tập hợp: Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số • Giá trị kỳ vọng: • Trị trung bình bình phương: • Phương sai: • Độ lệch chuẩn: căn bậc 2 của phương sai • Moment hỗn hợp cấp 2:     dx)t,x(xf)t(m 11     dx)t,x(fx)t(m 1 2 2 19   )t(m)t(mdx)t,x(f)t(mx)t( 2 121 2 1 2     212211221212 dxdx)t,x,t,x(fxx)t,t(m       4. TÍN HiỆU NGẪU NHIÊN (RANDOM SIGNAL) Nhiễu trong hệ thống thông tin : Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số • Nhiễu: tín hiệu không mong muốn có mặt trong hệ thống • Nguyên nhân sinh ra nhiễu: nhân tạo và tự nhiên • Nhiễu nhiệt: do chuyển động hỗn loạn của các e- trong các vật dẫn • Mô tả nhiễu nhiệt: 20         2 x 2 1 exp 2 1)x(f Phân bố Gausse 4. TÍN HiỆU NGẪU NHIÊN (RANDOM SIGNAL) Nhiễu trắng & AWGN: Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số • Nhiễu trắng: nhiễu nhiệt có PSD như nhau tại tất cả các tần số (khoảng từ DC đến 1012 Hz) Sn(f) )(R n  21 2 N)f(S 0 n  f  • Nhiễu Gauss trắng cộng - AWGN: nhiễu phân bố Gauss, nhiễu ảnh hưởng đến mỗi ký tự truyền một cách độc lập nhau, nhiễu ảnh hưởng đến tín hiệu bằng cách cộng vào tín hiệu 2/0N Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số Bài 1 SỐ HÓA VÀ ĐỊNH DẠNG Nội dung: 1. Giới thiệu 2. Kỹ thuật điều chế xung mã PCM 3. Đặc điểm tín hiệu PCM 4. Lượng tử hóa và mã hóa không đều 5. Định dạng tín hiệu số 1 1. GiỚI THIỆU -Số hóa tín hiệu tương tự (Digitalize) - Định dạng tín hiệu số (Format) Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 2  Tín hiệu điều chế biên độ xung PAM (Pulse Amplitude Modulation) có dạng đỉnh phẳng (flat top) Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số KHỐI LẤY MẪU (SAMPLER) 2. KỸ THUẬT ĐiỀU CHẾ XUNG MÃ PCM 3  Định lý lấy mẫu: Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số KHỐI LƯỢNG TỬ HÓA (QUANTIZER) Minh họa hoạt động lượng tử hóa 4 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số KHỐI LƯỢNG TỬ HÓA (QUANTIZER) Khả năng hạn chế nhiễu của tín hiệu lượng tử hóa Gọi là sai khác giữa tín hiệu gốc và tín hiệu lượng tử: Giả sử phân bố đều, hàm PDF là: Công suất trung bình của nhiễu lượng tử hóa là: / 2 / 2S e S   e e 5 /2 2 2 2 /2 ( ) 12 S q S SP e e f e de     1/S / 2 / 2( ) 0 S e Sf e e      Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số KHỐI MÃ HÓA (ENCODER) - Hoạt động lấy mẫu và lượng tử hóa tạo ra tín hiệu PAM lượng tử hóa là dãy xung rời rạc cách nhau Ts và có biên độ rời rạcvới M mức biên độ. - Mỗi mẫu PAM lượng tử hóa được mã hóa thành một từ mã PCM. - Gọi n là số bits cần thiết để mã hóa mỗi từ mã PCM, được chọc sao cho: 6 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 3. ĐẶC ĐiỂM TÍN HiỆU PCM Băng thông của tín hiệu PCM 7 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số Ảnh hưởng nhiễu lên tín hiệu PCM : Hai loại nhiễu chính ảnh hưởng lên tín hiệu PCM: - Nhiễu lượng tử hóa gây bởi bộ lượng tử hóa M mức - Lỗi bit Pe gây bởi nhiễi kênh truyền AWGN 3. ĐẶC ĐiỂM TÍN HiỆU PCM 8 2 2 3( / ) 1 4( 1)pk out e MS N M P    2 2 1( / ) ( / ) 3 1 4( 1)out pk out e MS N S N M P     Tỉ số công suất đỉnh & trung bình của tín hiệu khôi phục trên công suất trung bình của nhiễu: Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 4. LƯỢNG TỬ HÓA VÀ MÃ HÓA KHÔNG ĐỀU * Khuếch đại nén phi tuyến gọi là bộ nén (compressor) tại đầu phát * Quá trình giải nén hay giãn (expandor) tại máy thu 9 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số * Điện áp truyền dẫn và thành phần một chiều Các loại mã đường truyền 5. MÃ HÓA ĐƯỜNG TRUYỀN (LINE CODE) 10 Đơn cực (Unipolar) Cực (Polar) Lưỡng cực (Bipolar) Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số Các loại mã đường dây Đơn cực (Unipolar) Cực (Polar) Lưỡng cực (Bipolar) 5. MÃ HÓA ĐƯỜNG TRUYỀN (LINE CODE) * Chu kỳ tác động và các dạng mã đường dây 11 NRZ: Non Return to Zore RZ: Return to Zero HDB3: High Density Bipolar 3 CMI: Coded Mark Inversion AMI: Alternate Mark Inversion CMIRZ (AMI) HDB3ManchesterRZNRZ NRZNRZ RZ Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số * Chu kỳ tác động và các dạng mã đường dây Các loại mã đường dây Đơn cực (Unipolar) Cực (Polar) Lưỡng cực (Bipolar) 5. MÃ HÓA ĐƯỜNG TRUYỀN (LINE CODE) 12 CMIRZ HDB3ManchesterRZNRZ NRZNRZ RZ Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số * Mã AMI (Alternative Mark Inversion) – Bipolar RZ 5. MÃ HÓA ĐƯỜNG TRUYỀN (LINE CODE) 13 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số * Mã AMI (Alternative Mark Inversion) – Bipolar RZ 5. MÃ HÓA ĐƯỜNG TRUYỀN (LINE CODE) 14 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số * Mã Manchester 5. MÃ HÓA ĐƯỜNG TRUYỀN (LINE CODE) 15 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số * Mã HDB-3 (High Density Binary) 5. MÃ HÓA ĐƯỜNG TRUYỀN (LINE CODE) 16 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 5. MÃ HÓA ĐƯỜNG TRUYỀN (LINE CODE) * Mã CMI (Coded Mark Inversion) 17 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 5. MÃ HÓA ĐƯỜNG TRUYỀN (LINE CODE) 18 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số * Băng thông: 5. MÃ HÓA ĐƯỜNG TRUYỀN (LINE CODE) 19 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số Bài 3 THÔNG TIN SỐ TRÊN BĂNG CƠ SỞ (BASEBAND) Nội dung: 1. Can nhiễu liên ký hiệu ISI 2. Bộ lọc tạo dạng xung 3. Bộ cân bằng 4. Bộ lọc phối hợp 5. Tỉ lệ lỗi 6. Biểu đồ mẫu mắt 1 Hệ thống truyền thông nhị phân baseband: Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 1. Can nhiễu liên ký hiệu ISI (InterSymbol Interference ) s(t) Nguồn tin Bộ điềuchế xung Bộ lọc phát Bộ quyết Định Kênh truyền Bộ lọc thu Xung đồng hồ bk ak x(t) AWGN w(t) Dữ liệu nhị phân ngõ ra y(ti) Lấy mẫu tại ti = iTbg(t) h(t) c(t) y(t) 23/28/2013 * Nhiệm vụ bộ lọc phát và lọc thu: Giảm thiểu hiệu ứng nhiễu AWGN & ISI.         ki ibki k bki tnTkipaatnTkipaty )(])[(])[()(  Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số * Kênh Nyquist lý tưởng (2): Đáp ứng tần số và dạng xung cơ sở lý tưởng: 2. Lọc tạo dạng xung (pulse shaping): tiêu chuẩn Nyquist )2(sin 2 )2sin()( Wtc Wt Wt tp    33/28/2013 ) 2 ( 2 1 0 2 1 )( W f rect WWf WfW WfP       Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số • Kênh Nyquist thực tế (1): bộ lọc cosine nâng – cuốn ra Dạng tín hiệu thực tế -> dạng hàm phổ cosine tăng:                     WffW fWfffW Wf W ff W fP 2||20 2|| 22 )|(| sin1 4 1 ||0 2 1 )( 1 11 1 1  2. Lọc tạo dạng xung (pulse shaping): tiêu chuẩn Nyquist 43/28/2013 101 1   W f Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số • Bộ cân bằng ép về không (2)(zero Forcing) 3. BỘ CÂN BẰNG (EQUALIZATION) Tb Tb Tb Tb Tb p(t) Trễ một bit Biết được 53/28/2013 W-N W-N+1 Wo WN  input     N Nk bko kTtpWtp )( Cần tìm output     N Nk bk kTtWth )( Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số         N n TknpWnTp N Nk bkbo ,,21,=n0 01)(  • Bộ cân bằng ép về không (6) (zero Forcing) Viết dưới dạng ma trận: 3. BỘ CÂN BẰNG (EQUALIZATION) 63/28/2013  p(0) p(1)  p(2N) p(1) p(0)  p(2N  1)     p(2N) p(2N 1)  p(0)           WN  Wo  WN                0  1  0             Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số p(0) p(1) p(2) p(1) p(0) p(1) p(2) p(1) p(0)         W1 Wo W1          0 1 0         • Giải hệ phương trình, ta tìm được các nghiệm trọng số W: 3. BỘ CÂN BẰNG (EQUALIZATION) 73/28/2013 p(-2) p(-1) p(0) p(1) p(2)                                         31.0 12.1 21.0 0 1 0 13.01.0 2.013.0 05.02.01 1 1 1 W IPW W W W o Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 4. BỘ LỌC PHỐI HỢP (MATCHED FILTER) g(t) Tín hiệu xung x(t) h(t) y(t) t = T y(T) Matched filter T là chu kỳ xung Kênh truyền 83/28/2013 Nhiễu AWGN có trung bình 0 và phương sai N0 /2 (W/Hz) w(t) Tttntg thtwthtgty   0)()( )(*)()(*)()( 0)()(x(t) tntg  Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 4. BỘ LỌC PHỐI HỢP (MATCHED FILTER) • Tìm đáp ứng bộ lọc H(f) để cực đại tỉ số h    2 2 ( )signal power at average noise power og Tt T E n t          dffHN dfefGfH o fTj 2 2 2 )( 2 )()(  93/28/2013 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 4. BỘ LỌC PHỐI HỢP (MATCHED FILTER) Để h đạt cực đại, đáp ứng bộ lọc tối ưu là: )()( 2* kefGkfH Tfjopt    • Tìm đáp ứng bộ lọc H(f) để cực đại tỉ số h 103/28/2013 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 4. BỘ LỌC PHỐI HỢP (MATCHED FILTER) Bộ lọc phối hợp trong miền thời gian: Lấy biến đổi Fourier ngược H(f), ta có đáp ứng xung lọc phối hợp h(t):       ,0 0),( TttTkg thopt 113/28/2013 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 5. TỈ LỆ LỖI Xét mã dạng cực NRZ, sau kênh truyền ảnh hưởng bởi nhiễu AWGN:   Tt bittwA bittwA tx      0 0)( 1)( + MF Data=x(t) decision y y> -->1 y0 123/28/2013 W(t)  Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 5. TỈ LỆ LỖI + MF W(t) Data=x(t) decisiony y>-->1 y0  y là giá trị mẫu đo được so với trị ngưỡng của bộ quyết định: Nếu vượt ngưỡng -> bit 1 được phát Nếu dưới ngưỡng -> bit 0 được phát Nếu bằng ngưỡng -> quyết định ngẫu nhiên Như vậy có 2 loại lỗi được xem xét: Lỗi loại 1: quyết định 1 khi 0 được gửi Lỗi loại 2: quyết định 0 khi 1 được gửi 133/28/2013 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 5. TỈ LỆ LỖI Hàm PDF của Y tại ngõ ra MF với ký hiệu 0 được phát: 143/28/2013 Xác suất lỗi khi gửi ký hiệu 0 (lỗi loại 1) : dy TN Ay TN dyyfguiyPP bb Ye / )( exp / 1)0/()0/( 2 00 0           Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 5. TỈ LỆ LỖI Hàm bù lỗi: Xác suất lỗi viết lại theo hàm bù lỗi: Tương tự hàm PDF của Y với ký hiệu 1 được gửi: Đặt ngưỡng = 0, , -> pe1 = pe0 : kênh đối xứng nhị phân    u dzzuerfc 2exp2)(  )( 2 1 0 0 N E erfcP be  153/28/2013 ) / )( exp( / 1)1/( 0 2 0 bb Y TN Ay TN yf   bTN Ay z / )( 0  Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 5. TỈ LỆ LỖI Xác suất lỗi trung bình hay tỉ lệ lỗi bit BER (Bit Error ratio) bộ thu: BER = Pe = p(0)xPe0+ p(1)xPe1 Kênh truyền nhị phân đối xứng: 163/28/2013 1 2 b e o EBER P erfc N        Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 6. GiẢN ĐỒ MẪU MẮT (Eye patterns) Mẫu mắt: - Đưa tín hiệu thu được vào trục đứng, tín hiệu quét răng cưa tốc độ R = 1/T vào trục ngang. - Các dạng sóng nối tiếp hiển thị trên màn hiện sóng -> mẫu mắt -> trực quan trong thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng ISI & AWGN. Thời điểm lấy mẫu tốt nhất Chiều cao mắt mở 173/28/2013 M=2 t - Tsym Độ rộng của mắt mở Độ dốc=độ nhạy với lỗi định thời Méo tại điểm cắt 0 t + Tsymt Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 6. GiẢN ĐỒ MẪU MẮT (Eye patterns) Dạng sóng tín hiệu cực NRZ và mẫu mắt tương ứng Lọc lý tưởng 183/28/2013 Lọc với ISI ISI với AWGN Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số Bài 4 KHÔNG GIAN TÍN HiỆU – BỘ THU TỐI ƯU Nội dung: 1. Giới thiệu 2. Biểu diễn hình học của tín hiệu 3. Bộ thu cực đại khả năng 4. Bộ thu tương quan 5. Xác suất lỗi 1 1. GiỚI THIỆU Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số Sơ đồ khối truyền thông số Si (t) Nguồn tin Bộ mã hóaký hiệu truyền Bộ điều chế Bộ giải mãKênh truyền Bộ giải điều chế Sóng mang mi Si r(t) Z AWGN n(t) Ước lượng thông tin mˆ 2 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số Tổng hợp và phân tách tín hiệu qua các hàm cơ sở: Giả sử một tập tín hiệu có M tín hiệu, si(t) , i = 1,2,..M Mỗi tín hiệu được biểu diễn như một tổ hợp tuyến tính của N hàm trực giao cơ sở: Với điều kiện trực giao và chuẩn hóa (trực chuẩn) : 2. Biểu diễn hình học của tín hiệu     Tt0M1,...,itsts N 1j jiji     34/3/2013         ji1 ji0dttt ji  i k j Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số Sơ đồ điều chế bên phát và giải điều chế bên thu: 2. Biểu diễn