Mục Đích của hệ thống:
phát các bản tin từ Đầu ra của nguồn (các chuỗi ký hiệu –
Symbol) tới Đích
Qua kênh truyền vô tuyến
Với tốc Độ cao và Độ chính xác tới mức có thể
120 trang |
Chia sẻ: nyanko | Lượt xem: 1870 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Chương 3: Kỹ thuật cơ bản trong truyền dẫn vô tuyến số, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TS.Võ Trường Sơn
Bài giảng môn Truyền dẫn vô
tuyến số 1
CHƯƠNG 3
Kỹ thuật cơ bản trong truyền dẫn vô tuyến số
(9 tiết LT + 1 tiết BT)
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 2
Nội dung chương 3 (10 tiết)
1
So sánh, ñánh giá các phương
pháp ñiều chế.3.5
2
ðiều chế và giải ñiều chế trong hệ
thống truyền dẫn số3.4
3Mã hóa 3.3
2
Ngẫu nhiên hóa và giải ngẫu nhiên
hóa3.2
1
Tổng quan hệ thống truyền dẫn vô
tuyến số3.1
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 3
Nội dung chương 3 (10 tiết)
1
So sánh, ñánh giá các phương
pháp ñiều chế.3.5
2
ðiều chế và giải ñiều chế trong hệ
thống truyền dẫn số3.4
3Mã hóa 3.3
2
Ngẫu nhiên hóa và giải ngẫu nhiên
hóa3.2
1
Tổng quan hệ thống truyền dẫn vô
tuyến số3.1
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 4
Tổng quan hệ thống truyền
dẫn vô tuyến số
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 5
Tổng quan hệ thống truyền
dẫn vô tuyến số
Mục ñích của hệ thống:
phát các bản tin từ ñầu ra của nguồn (các chuỗi ký hiệu –
Symbol) tới ñích
Qua kênh truyền vô tuyến
Với tốc ñộ cao và ñộ chính xác tới mức có thể
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 6
Tổng quan hệ thống truyền
dẫn vô tuyến số
Nguồn tin: có hai loại nguồn cơ bản, dựa vào ñầu ra
của chúng
Nguồn tin tương tự: tiếng nói, tín hiệu hình từ camera
Nguồn tin rời rạc: ñiện báo, dữ liệu máy tính
Nguồn tin tương tự có thể ñược chuyển thành nguồn tin rời
rạc thông quá trình lấy mẫu và lượng tử hóa
Nguồn tin rời rạc ñược ñặc trưng bằng các thông số:
Các ký hiệu nguồn
Tốc ñộ ký hiệu
Xác suất xuất hiện của từng ký hiệu
Sự phụ thuộc vào xác suất của các ký hiệu trong một chuỗi
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 7
Mã hóa / giải mã nguồn
Bộ mã hóa nguồn biến ñổi chuỗi ký hiệu
thành chuỗi bit nhị phân (0 và 1)
bằng cách gán các từ mã cho các từ mã trong chuỗi ñầu vào
Bộ giải mã hóa nguồn: biến ñổi luồng bit nhị phân
từ ñầu ra bộ giải mã hóa kênh
thành chuỗi ký hiệu
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 8
Mã hóa / giải mã nguồn
Mã hóa kênh: thực hiện mã hóa ñiều khiển lỗi cho
luồng bit cần truyền ñi.
Có hai phương pháp thực hiên mã hóa kênh:
Phương thức mã hóa khối
Phương thức mã hóa xoắn
Giải mã kênh: khôi phục các bit mang thông tin từ
luồng bit nhị phân ñã mã hóa ñiều khiển lỗi.
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 9
Mã hóa / giải mã nguồn
Bộ ñiều chế: biến ñổi luồng bit ñầu vào thành dạng
sóng ñiện ñể có thể truyền dẫn qua kênh truyền vô
tuyến
Bộ giải ñiều chế: thực hiện biến ñổi ngược với Bộ
ñiều chế.
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 10
Nội dung chương 3 (10 tiết)
1
So sánh, ñánh giá các phương
pháp ñiều chế.3.5
2
ðiều chế và giải ñiều chế trong hệ
thống truyền dẫn số3.4
3Mã hóa 3.3
2
Ngẫu nhiên hóa và giải ngẫu nhiên
hóa3.2
1
Tổng quan hệ thống truyền dẫn vô
tuyến số3.1
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 11
Nội dung chương 3 (10 tiết)
1
So sánh, ñánh giá các phương
pháp ñiều chế.3.5
2
ðiều chế và giải ñiều chế trong hệ
thống truyền dẫn số3.4
3Mã hóa 3.3
2
Ngẫu nhiên hóa và giải ngẫu nhiên
hóa3.2
1
Tổng quan hệ thống truyền dẫn vô
tuyến số3.1
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 12
Phân tập là sử dụng dự phòng trong ñiều kiện tín
hiệu ña ñường nhằm nâng cao chất lượng tín hiệu.
Mã hóa ñiều khiển lỗi (Error control coding-ECC) là
sử dụng các bit thêm vào nhằm phát hiện và sửa các
lỗi bit.
Có hai kiểu mã hóa trong truyền dẫn vô tuyến số:
Mã hóa nguồn – nén nguồn dữ liệu sủ dụng mã hóa thông
tin (ñã học trong môn lý thuyết thông tin)
Mã hóa kênh – nhằm chống lại lỗi bit
Nội dung này ñề cập ñến mã hóa kênh, còn ñược gọi
là mã hóa ñiều khiển lỗi.
Giới thiệu
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 13
Giới thiệu
Mã hóa ñiều khiển lỗi
Một số bit ñược thêm vào dữ liệu tại máy phát (các bit dư)
ñể cho phép phát hiện (và có thể sửa) lỗi tại máy thu.
Nhằm ngăn chặn lỗi bit tại ñầu ra cho dù có tạp âm hay
kênh truyền không hoàn hảo
Vị trí của mã hóa và giải mã ñiều khiển lỗi ñã ñược chỉ ra
trong mô hình tổng quan hệ thống truyền dẫn vô tuyến số
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 14
Các mô hình lỗi
Kênh không nhớ cân bằng nhị phân
Giả thiết các ký hiệu ñược phát là nhị phân
Các lỗi tác ñộng lên các bit ‘0’ và ‘1’ với xác suất bằng nhau
(cân bằng)
Các lỗi xuất hiện nghẫu nhiên và ñộc lập giữa các bit (không
nhớ)
p là xác suất lỗi bit
(BER) của kênh
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 15
Các mô hình lỗi
Có nhiều dạng
Lỗi cụm, tức là một cụm liên tiếp các bit lỗi
Do truyền dẫn
ðặc tính chung của các kênh vô tuyến
Các lỗi chèn, xóa, dịch chuyển
Chúng ta sẽ quan tâm ñến các lỗi ngẫu nhiên là
chính
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 16
Các kỹ thuật ñiều khiển lỗi
Phát hiện lỗi trong một khối dữ liệu
Có thể yêu cầu phát lại (automatic repeat request – ARQ)
ñối với dữ liệu nhậy cảm với lỗi
Phù hợp với
Các kênh có ñộ trễ thấp
Các kênh có ñường ngược lại
Không phù hợp với dữ liệu nhậy cảm với trễ:
Tiếng nói
Dữ liệu thời gian thực
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 17
Các kỹ thuật ñiều khiển lỗi
Sửa lỗi Forward Error Correction (FEC)
Mã ñược thiết kế ñể có thể sửa lỗi tại ñầu thu
Phù hợp với dữ liệu nhậy cảm với trễ và truyền dẫn một
hướng (ví dụ TV quản bá)
Có hai dạng chính:
Mã hóa khối (block codes)
Mã hóa xoắn (convolutional codes)
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 18
Mã hóa khối
Chỉ xét mã nhị phân
Dữ liệu ñược nhóm thành các khối có ñộ dài k bits
(khối tin - dataword)
Mỗi khối tin ñược mã hóa thành các khối dài n bits
(từ mã), n>k
ðược gọi là một mã khối (n,k)
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 19
Mã hóa khối
Một ký hiệu vector ñược sử dụng cho các khối tin và
các từ mã,
Khối tin d = (d1 d2.dk)
Từ mã c = (c1 c2..cn)
Mức ñộ dư thừa của bộ mã ñược ñịnh lượng bởi tỷ lê
mã,
Tỷ lệ mã = k/n
ðộ dư thừa cao hơn, tỷ lệ mã thấp hơn
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 20
Mã hóa khối – Ví dụ
ðộ dài khối tin k = 4
ðộ dài từ mã n = 7
ðây là một mã khối (7,4) với tỷ lệ mã = 4/7
Ví dụ, d = (1101), c = (1101001)
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 21
Xử lý ñiều khiển mã
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 22
Xử lý ñiều khiển mã
Bộ giải mã cho ra dữ liệu ñã ñược sửa lỗi
Cũng có thể cho ra các cờ lỗi ñể
Chỉ thị ñộ tin cậy của dữ liệu ñược giải mã
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 23
Mã kiểm tra chẵn lẻ
Ví dụ ñơn giản về mã khối – Mã kiểm tra chãn lẻ ñơn
n = k+1, tức là từ mã là khối tin cộng thêm một bit
Với kiểm tra chẵn lẻ ‘chẵn’, bit ñược thêm vào là:
∑ ==
k
i i
dq
1
2) (mod
– Với kiểm tra chẵn lẻ ‘lẻ’, bit ñược thêm vào là 1-q
– Bit thêm vào phải ñảm bảo rằng có số chẵn hoặc lẻ bit ‘1’ trong
mỗi từ mã
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 24
Mã kiểm tra chẵn lẻ – Ví dụ 1
Chẵn lẻ ‘chẵn’,
(i) d=(10110), do ñó
c=(101101)
(ii) d=(11011) , do ñó
c=(110110)
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 25
Mã kiểm tra chẵn lẻ – Ví dụ 2
Bảng mã cho mã kiểm tra chẵn lẻ ‘chẵn’ (4,3)
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 26
Mã kiểm tra chẵn lẻ
Giải mã
Tính tổng các bit thu ñược của khối (mod 2)
Nếu tổng là 0 (1) với parity chẵn (lẻ) thì khối tin là k bits ñầu tiên của từ
mã thu ñược
Các trường hợp còn lại: có lỗi
Mã co thể phát hiên ñược lỗi ñơn (SED)
Nhưng không thể sửa ñược lỗi ñơn (SEC) vì lỗi có thể xảy ra ở bất
kỳ bit nào.
Ví dụ, nếu từ mã thu ñược là (100000) khối tin có thể là (000000)
hay (110000) với lỗi có thể xảy ra ở bit thứ nhất hoặc thứ hai.
Chú ý: lỗi cũng có thể xảy ra ở bit parity
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 27
Khoảng cách Hamming
Khả năng phat hiện lỗi ñược xác ñịnh bởi khoảng
cách Hamming
Khoảng cách Hamming giữa hai từ mã bằng số lượng
bit khác nhau giữa chúng
Ví dụ: 10011011
11010010 có khoảng cách Hamming = 3
Ta cũng có thể tính toán khoảng cách Hamming bằng
cách cộng mod 2 hai từ mã
=01001001 (ñếm số lượng số 1)
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 28
Khoảng cách Hamming
Khoảng cách Hamming của một bộ mã bằng khoảng
cách Hamming cực tiểu giữa hai từ mã
Nếu khoảng cách Hamming là:
1 – không có khả năng ñiều khiển lỗi;
Tức là một lỗi ñơn ở từ mã thu ñược sẽ chuyển thành một
từ mã hợp lệ khác.
XXXXXX X một từ mã hợp lệ
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 29
Khoảng cách Hamming
Nếu khoảng cách Hamming là:
2 – có thể SED;
Tức là một lỗi ñơn ở từ mã thu ñược sẽ chuyển thành một
từ mã không hợp lệ khác
XOXOXO X một từ mã hợp lệ
O một từ mã không hợp lệ
Có thể thấy rằng lỗi 2 bit sẽ cho một từ mã hợp lệ (nhưng
không ñúng)
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 30
Khoảng cách Hamming
Nếu khoảng cách Hamming là:
3 – có thể SEC
hay có thể phát hiện lỗi kép (DED)
XOOXOOX X một từ mã hợp lệ
O một từ mã không hợp lệ
Có thể thấy rằng lỗi 3 bit sẽ cho một từ mã hợp lệ (nhưng
không ñúng)
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 31
Khoảng cách Hamming – Ví dụ
Mã có khoảng cách Hamming là 3: SEC/DED
• X một từ mã hợp lệ
• O một từ mã không hợp lệ
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 32
Khoảng cách Hamming
Số lượng lỗi tối ña có thể phát hiện: dmin -1
Số lượng lỗi tối ña có thể sửa: (dmin -1)/2
Trong ñó: dmin là khoảng cách Hamming của một bộ
mã
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 33
Mã khối tuyến tính (LBC)
Như trong ví dụ về mã kiểm tra chẵn lẻ,
có thể sử dụng một bảng ñể lưu trữ các từ mã của một bộ
mã
Và tìm kiếm từ mã phù hợp dựa vào khối tin
Ngoài ra, có thể ñể tạo ra các từ mã bằng cách cộng
các từ mã.
ðiều này ưu ñiểm là không còn cần phải lưu trữ tất cả các
từ mã có thể trong bảng.
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 34
Mã khối tuyến tính (LBC)
Nếu có k bit dữ liệu, chỉ cần lưu trữ k từ mã ñộc lập
tuyến tính,
tức là, một tập hợp k từ mã trong ñó không có từ mã nào là
tổ hợp tuyến tính của 2 hoặc nhiều từ mã khác trong tập
hợp ñó
Cách dễ nhất ñể tìm k từ mã ñộc lập tuyến tính là:
Chọn những từ mã có chỉ có một bit '1 ‘ trong k vị trí ñầu
tiên
và "0" ở k-1 vị trí k ñầu tiên còn lại.
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 35
Mã khối tuyến tính
Ví dụ một mã (7,4), chỉ yêu cầu 4 từ mã, tức là:
Vì vậy, ñể có ñược từ mã cho khối tin 1011:
các từ mã ñầu tiên, thứ ba và thứ tư trong danh sách ñược cộng với
nhau,
Cho: 1011010
Quá trình này sẽ ñược mô tả chi tiết
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 36
Mã khối tuyến tính
Một mã khối (n,k) có các vector mã
d=(d1 d2.dk) và
c=(c1 c2..cn)
Quá trình mã hóa khối có thể ñược viết:
c=dG
Trong ñó G là Ma trận sinh
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 37
Mã khối tuyến tính
Vì vậy,
• aiphải ñộc lập tuyến tính,
• Các từ mã ñược tạo ra bằng cách tổng của các vectơ ai, vì vậy
ñể tránh 2 khối tin có cùng một từ mã, các vectơ ai phải ñộc lập
tuyến tính
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 38
Mã khối tuyến tính
Tổng (mod 2) của 2 từ mã bất kỳ cũng là một từ mã:
Cho hai khối tin d1 và d2
Ta có: d3 = d1 + d2
Áp dụng biểu thức trên, ta có:
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 39
Mã khối tuyến tính (LBC)
0 luôn là một từ mã,
Cho một khối tin toàn ‘0’
Khi ñó
0a 0c
1
== ∑
=
k
i
i
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 40
Khả năng sửa lỗi của LBC
Khoảng cách Hamming một LBC là trọng số Hamming
cực tiểu
(số lượng bit ‘1’ hay khoảng cách từ từ mã 0) của các từ mã
khác ‘0’
Chú ý d(c1,c2) = w(c1+ c2) như chỉ ra ở trên
Cho một LBC, c1+ c2=c3
Ta có min (d(c1,c2)) = min (w(c1+ c2)) = min (w(c3))
Vì vậy, ñể tìm khoảng cách Hamming chỉ cần tìm kiếm
trong số 2k từ mã ñể tìm trọng số Hamming cực tiểu
ðơn giản hơn làm kiểm tra từng cặp cho tất cả các từ mã có thể.
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 41
Mã khối tuyến tính– Ví dụ 1
Cho một mã (4,2), giả thiết:
• Cho d = [1 1], khi ñó;
a1 = [1011]
a2 = [0101]
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 42
Mã khối tuyến tính– Ví dụ 2
Một mã (6,5) với
• Là một mã chẵn lẻ ñơn chẵn
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 43
Mã khối tuyến tính– Ví dụ 3
Một mã (7,4) với
• Cho d = [110 1], tìm từ mã
• ðáp số: 1101000
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 44
Mã hệ thống (Systematic Codes)
Mã khối hệ thống: khối tin xuất hiện nguyên vẹn
trong từ mã – thường là phần ñầu
Ma trận sinh có cấu trúc,
• P như các bit kiểm tra chẵn lẻ
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 45
Mã hệ thống
I là ma trận ñơn vị k*k.
ðảm bảo khối tin xuất hiện ñầu của từ mã
P là ma trận k*R.
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 46
Giải mã các mã tuyến tính
Sử dụng một bảng tra cứu trong ROM
Từ mã thu ñược ñược sử dụng như một ñịa chỉ
Ví dụ – mã kiểm tra chẵn lẻ ñơn kiểu chẵn:
ðịa chỉ Data
000000 0
000001 1
000010 1
000011 0
.
ðầu ra dữ liệu là cờ lỗi, VD: 0 – từ mã ok,
Nếu không có lỗi, khối tin là k bits ñầu tiên của từ mã
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 47
Mã vòng (Cyclic codes)
Mã vòng rất quan trọng và thú vị bởi vì:
Có cấu trúc ñại số phong phú có thể ñược sử dụng theo
nhiều cách khác nhau.
Có ñặc ñiểm cực kỳ ngắn gọn.
Có thể ñược tạo ra một cách ñơn giản bằng cách sử dụng
các thanh ghi dịch.
Nhiều mã quan trọng trong thực tế là mã vòng
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 48
Mã vòng: chú ý quan trọng
ðể mô tả một mã nhị phân với 2k từ mã có ñộ dài n
cần phải viết 2k từ mã có ñộ dài n .
ðể mô tả một mã nhị phân tuyến tính với 2k từ mã có
ñộ dài n
cần phải viết ñủ k từ mã có ñộ dài n .
ðể mô tả một mã nhị phân vòng với 2k từ mã có ñộ
dài n
Chỉ cần phải viết 1 từ mã có ñộ dài n .
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 49
Mã vòng
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 50
Mã vòng
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 51
Mã vòng
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 52
Mã vòng
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 53
Mã vòng: các tính chất
ða thức mã khác 0 có bậc nhỏ nhất là duy nhất. Nói
cách khác, không cùng tồn tại hai ña thức mã khác
0, khác nhau và cùng có bậc nhỏ nhất.
Hệ số tự do g0 của g(x) phải bằng 1.
ða thức sinh của một mã vòng C(n,k) có bậc r=n-k
ða thức sinh của mã vòng C(n,k) là một ước số của
xn+1.
Nếu g(x) là một ña thức có bậc (n-k) và là ước số
của xn+1 thì g(x) sinh ra mã vòng C(n,k)
Nói cách khác: g(x) là ña thức sinh của một mã vòng C(n,k)
nào ñó
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 54
Mã vòng: Ma trận sinh
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 55
Mã vòng: Ma trận sinh
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 56
Mã xoắn
(Convolution codes)
Convolution codes cho phép mã hóa luồng dữ liệu
(bits).
Còn gọi là:
Mã chập
Sinh viên tự nghiên cứu
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 57
Nội dung chương 3 (10 tiết)
1
So sánh, ñánh giá các phương
pháp ñiều chế.3.5
2
ðiều chế và giải ñiều chế trong hệ
thống truyền dẫn số3.4
3Mã hóa 3.3
2
Ngẫu nhiên hóa và giải ngẫu nhiên
hóa3.2
1
Tổng quan hệ thống truyền dẫn vô
tuyến số3.1
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 58
ðiều chế số
ðể có thể truyền dẫn các thông tin số bằng sóng
ñiện từ, cần phải tiến hành ñiều chế số.
ðiều chế số là kỹ thuật gắn thông tin số vào dao
ñộng hình sine (sóng mang), làm cho sóng mang có
thể mang thông tin cần truyền ñi.
Ta cũng có thể hiểu: ñiều chế số là sử dụng thông tin
số tác ñộng lê các thông số của sóng mang, làm cho
các thông số của sóng mang biến thiên theo quy luật
của thông tin.
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 59
ðiều chế số
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 60
ðiều chế số
Sóng mang hình sine có dạng:
x(t) = A cos(2πfct + φ)
Có ba thông số của sóng mang có thể mang tin:là biên
ñộ (A), tần số (fc) và góc pha (φ).
Do ñó, ta có thể tác ñộng lên một trong 3 thông số của
sóng mang ñể có các phương pháp ñiều chế tương ứng.
Ngoài ra, ta cũng có thể tác ñộng lên một lúc 2 thông
số của sóng mang ñể có phương pháp ñiều chế kết hợp.
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 61
Có các phương pháp ñiều chế sau:
Amplitude-shift keying (ASK): ñiều chế khoá – dịch biên ñộ.
Frequency-shift keying (FSK) : ñiều chế khoá – dịch tần số.
Phase-shift keying (PSK) : ñiều chế khoá – dịch pha.
Quadrature Amplitude Modulation (QAM): ðiều chế biên ñộ cầu
phương.
ðây là phương pháp kết hợp giữa ASK và PSK.
Các phương pháp ñiều chế số
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 62
Các phương pháp ñiều chế số
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 63
Tốc ñộ Bit là số lượng bit trong mỗi một
giây. Tốc ñộ Baud là số lượng ñơn vị tín
hiệu trong mỗi một giây. Tốc ñộ Baud
nhỏ hơn hoặc bằng Tốc ñộ Bit .
Chú ý :
Các phương pháp ñiều chế số
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 64
Ví dụ 1
Một tín hiệu analog mang 4 bits trong mỗi ñơn vị tín hiệu.
Nếu 1000 ñơn vị tín hiệu ñược phát ñi mỗi giây, tìm tốc
ñộ baud và tốc ñộ bit.
Các phương pháp ñiều chế số
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 65
Ví dụ 1
Một tín hiệu analog mang 4 bits trong mỗi ñơn vị tín hiệu.
Nếu 1000 ñơn vị tín hiệu ñược phát ñi mỗi giây, tìm tốc
ñộ baud và tốc ñộ bit.
Các phương pháp ñiều chế số
Giải
Baud rate = 1000 bauds per second (baud/s)
Bit rate = 1000 x 4 = 4000 bps
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 66
Example 2
The bit rate of a signal is 3000. If each signal unit carries
6 bits, what is the baud rate?
Các phương pháp ñiều chế số
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 67
ðiều chế ASK (2 ASK)
Mức thấp nhất là ASK hai mức (2 ASK)
Bit 1 nhị phân ñược biểu diễn bằng một sóng mang
có biên ñộ là hằng số.
Bit 0 nhị phân: không xuất hiện sóng mang.
Với tín hiệu sóng mang là Acos(2πfct)
( )
=ts
( )tfA cπ2cos
0
1bit
0bit
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 68
Dạng tín hiệu 2-ASK
Ta coù theå taïo ra ñöôïc 4ASK, 16 ASK Tuy nhieân caùc
loaïi ñieàu cheá naøy coù khaù naêng choáng nhieãu keùm.
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 69
Dạng tín hiệu 2-ASK
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 70
Tốc ñộ Baud và bit trong ASK
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 71
Example 3
Find the minimum bandwidth for an 2 ASK signal
transmitting at 2000 bps. The transmission mode is half-
duplex.
ASK
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 72
Example 4
Given a bandwidth of 5000 Hz for an ASK signal, what
are the baud rate and bit rate?
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 73
Example 5
Given a bandwidth of 10,000 Hz (1000 to 11,000 Hz),
draw the full-duplex ASK diagram of the system. Find
the carriers and the bandwidths in each direction. Assume
there is no gap between the bands in the two directions.
ASK
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 74
ASK
Example 5
TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 75
Example 5b
Given a bandwidth of 10,000 Hz (1000 to 11,000 Hz),
draw the full-duplex ASK diagram of the sys