Bài giảng Chương 4: Thiết bị và hệ thống truyền dẫn vô tuyến số

TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 1 CHƯƠNG 4 Thiết bị và hệ thống truyền dẫn vô tuyến số (4 tiết LT + 2 tiết TL) TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 2 Nội dung chương 4 (6 tiết) 2Thảo luận4.7 0.5Các cấu hình của hệ thống vô tuyến số4.6 0.5 Các phần tử nối ghép máy thu và máy phát với anten 4.5 0.5Xử lý băng tần cơ sở4.4 1Máy thu vô tuyến số4.3 1Máy phát vô tuyến số4.2 0.5Các phần tử của thiết bị vô tuyến số4.1 TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 3 Nội dung chương 4 (6 tiết) 2Thảo luận4.7 0.5Các cấu hình của hệ thống vô tuyến số4.6 0.5 Các phần tử nối ghép máy thu và máy phát với anten 4.5 0.5Xử lý băng tần cơ sở4.4 1Máy thu vô tuyến số4.3 1Máy phát vô tuyến số4.2 0.5Các phần tử của thiết bị vô tuyến số4.1 TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 4 Các phần tử của thiết bị vô tuyến số
Thiết bị phát vô tuyến số
Bao gồm cả xử lý băng tần cơ sở phát
Thiết bị thu vô tuyến số
Bao gồm cả xử lý băng tần cơ sở thu
Mạng lọc phân nhánh
Còn gọi là Các phần tử nối ghép máy thu và máy phát với anten
Các kỹ thuật làm tăng ñộ tin cậy của hệ thống (Các cấu hình của hệ thống vô tuyến số)
Hệ thống dự phòng nóng
Kỹ thuật tổ hợp phân tập
Chuyển mạch bảo vệ TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 5 Nội dung chương 4 (6 tiết) 2Thảo luận4.7 0.5Các cấu hình của hệ thống vô tuyến số4.6 0.5 Các phần tử nối ghép máy thu và máy phát với anten 4.5 0.5Xử lý băng tần cơ sở4.4 1Máy thu vô tuyến số4.3 1Máy phát vô tuyến số4.2 0.5Các phần tử của thiết bị vô tuyến số4.1 TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 6 Máy phát vô tuyến số TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 7 Máy phát vô tuyến số
Nhiệm vụ của máy phát vô tuyến là nhận các luồng số từ thiết bị ghép kênh ñể xử lý và phát ñi ở dạng sóng ñiện từ.
Máy phát có ba chức năng chính:
ðiều chế và xử lý tín hiệu băng gốc,
Trộn nâng tần
Khuếch ñại công suất cao tần. TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 8 Máy phát vô tuyến số
Máy phát có ba phần cơ bản:
Phần băng tần cơ sở (BB): từ ñầu vào ñến trước khối ñiều chế, dạng tín hiệu số.
Phần trung tần (IF): từ khối ñiều chế ñến trước khối trộn nâng tần, dạng tín hiệu tương tự.
Phần cao tần (RF): từ khối trộn nâng tần ñến ñầu ra máy phát. TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 9 Máy phát vô tuyến số
Ở phần IF: tín hiệu ñược xử lý các bước như sau:
Tín hiệu BB ñược ñiều chế số và trở thành tín hiệu IF. Tần số của sóng mang cho bộ ñiều chế tùy thuộc vào loại máy phát và hệ thống.
Tín hiệu IF ñược khuếch ñại trung tần lần thứ nhất ñể làm tăng mức tín hiệu.
Tiếp ñến, tín hiệu IF ñược ñưa qua bộ lọc thông băng (SAW) nhằm loại bỏ các phổ tần không mong muốn sinh ra trong quá trình ñiều chế.
Bộ tiền méo bù khuếch ñại RF nhằm bù cho hiện tượng méo biên ñộ tín hiệu do bộ khuếch ñại công suất gây ra.
Cuối cùng, tín hiệu ñược khuếch ñại IF lần 2. TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 10 Máy phát vô tuyến số
Phần RF: tín hiệu ñược xử lý qua các bước như sau:
Trộn nâng tần nhằm ñưa tín hiệu lên dải tần vô tuyến.
Lọc thông băng nhằm loại bỏ các tần số không mong muốn sinh ra từ bộ trộn.
Bộ khuếch ñại công suất: nhằm khuếch ñại tín hiện lên mức công suất ñủ lớn ñể bức xạ ra không gian.
Yêu cầu có hiệu suất cao nên thường hoạt ñộng ở chế ñộ C. Vì vậy tín hiệu sẽ bị méo biên ñộ khi ñi qua bộ khuếch ñại này.
Mạng lọc phân nhánh, dùng ñể ghép nối nhiều máy phát - thu ñến chung một anten.
Ống dẫn sóng dẫn tín hiệu RF từ máy phát ñến Anten, dùng chung cho các máy thu – phat. TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 11 Nội dung chương 4 (6 tiết) 2Thảo luận4.7 0.5Các cấu hình của hệ thống vô tuyến số4.6 0.5 Các phần tử nối ghép máy thu và máy phát với anten 4.5 0.5Xử lý băng tần cơ sở4.4 1Máy thu vô tuyến số4.3 1Máy phát vô tuyến số4.2 0.5Các phần tử của thiết bị vô tuyến số4.1 TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 12 Máy thu vô tuyến số TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 13 Máy thu vô tuyến số
Nhiệm vụ của máy thu vô tuyến số là nhận tín hiệu RF từ Anten ñể xử lý và trả về các luồng số băng tần gốc.
Máy thu có ba chức năng chính:
Thu tín hiệu RF,
Trộn hạ tần,
Giải ñiều chế và xử lý tín hiệu băng gốc. TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 14 Máy thu vô tuyến số
Máy thu có ba phần cơ bản:
Phần cao tần (RF): từ ñầu vào máy thu ñến hết khối trộn hạ tần, tần số vô tuyến.
Phần trung tần (IF): từ ñầu ra khối trộn hạ tần ñến hết khối giải ñiều chế, dạng tín hiệu tương tự có tần số trung tần.
Phần băng tần cơ sở (BB): từ ñầu ra khối giải ñiều chế ñến ñầu ra máy thu, dạng tín hiệu số băng tần gốc. TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 15 Máy thu vô tuyến số
Phần RF: tín hiệu ñược xử lý qua các bước sau
Tín hiệu thu ñươc từ Anten qua ống dẫn sóng và mạng lọc phân nhánh ñể ñến bộ lọc thông băng.
Tại ñây, các tín hiệu ngoài băng tần cần thu sẽ bị loại bỏ và chỉ có băng tần mong muốn mới ñược ñi qua.
Sau ñó, bộ trộn hạ tần sẽ trộn tín hiệu RF thu ñược với sóng mang ñể ñược tín hiệu IF. Sóng mang do một bộ dao ñộng nội LO cung cấp.
Trong nhiều trường hợp, tín hiệu trước khi trộn hạ tần còn ñược khuếch ñại lên mức ñủ lớn.
Bộ khuếch ñại này thường ñược gọi là LNA. TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 16 Máy thu vô tuyến số
Phần IF: ñược xử lý qua các bước sau:
Sau trộn, tín hiệu ñược khuếch ñại IF lần thứ nhất lên mức ñủ lớn.
Nếu hệ thống sử dụng kỹ thuật phân tập, khối tổ hợp phân tập sẽ lựa chon tín hiệu IF này hoặc tín hiệu IF do một máy thu khác ñưa tới (tín hiệu mạnh).
Sau ñó tín hiệu IF ñược khuếch ñại lần 2.
Khối cân bằng thích nghi ñược sử dụng ñể loại bỏ bớt nhiễu do hiện tượng ña ñường gây ra.
Bộ giải ñiều chế tách tín hiệu số ra khỏi tín hiệu IF. TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 17 Nội dung chương 4 (6 tiết) 2Thảo luận4.7 0.5Các cấu hình của hệ thống vô tuyến số4.6 0.5 Các phần tử nối ghép máy thu và máy phát với anten 4.5 0.5Xử lý băng tần cơ sở4.4 1Máy thu vô tuyến số4.3 1Máy phát vô tuyến số4.2 0.5Các phần tử của thiết bị vô tuyến số4.1 TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 18 Xử lý băng tần cơ sở
Ở phía phát: tín hiệu BB vào ñược xử lý bao gồm các bươs:
Giải mã ñường truyền (CMI, HDB3, AMI -> NRZ ),
Ngẫu nhiên hóa,
Biến ñổi nối tiếp – song song
Mã hóa vi sai (nếu sử dụng kỹ thuật ñiều chế vi sai)
Sinh viên xem chi tiết phần này tại chương 3. TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 19 Xử lý băng tần cơ sở
Ở phía thu: tín hiệu số nhận ñược từ khối giải ñiều chế sẽ ñược xử lý qua các bước:
Cân bằng thích nghi: nhằm loại bỏ nhiễu do hiện tượng ña ñường.
Giải mã vi sai
Biến ñổi P/S
Giải mã ngẫu nhiên
Mã hóa mã ñường truyền.
Sinh viên xem chi tiết phần này tại chương 3. TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 20 Nội dung chương 4 (6 tiết) 2Thảo luận4.7 0.5Các cấu hình của hệ thống vô tuyến số4.6 0.5 Các phần tử nối ghép máy thu và máy phát với anten 4.5 0.5Xử lý băng tần cơ sở4.4 1Máy thu vô tuyến số4.3 1Máy phát vô tuyến số4.2 0.5Các phần tử của thiết bị vô tuyến số4.1 TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 21 Các phần tử nối ghép máy thu và máy phát với anten
ðược gọi là: Mạng lọc phân nhánh TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 22 Nội dung chương 4 (6 tiết) 2Thảo luận4.7 0.5Các cấu hình của hệ thống vô tuyến số4.6 0.5 Các phần tử nối ghép máy thu và máy phát với anten 4.5 0.5Xử lý băng tần cơ sở4.4 1Máy thu vô tuyến số4.3 1Máy phát vô tuyến số4.2 0.5Các phần tử của thiết bị vô tuyến số4.1 TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 23 Các cấu hình: dự phòng nóng TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 24 Các cấu hình: Tổ hợp phân tập IF TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 25 Các cấu hình: Tổ hợp phân tập BB TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 26 Các cấu hình: Chuyển mạch bảo vệ TS.Võ Trường Sơn Bài giảng môn Truyền dẫn vô tuyến số 27 Nội dung chương 4 (6 tiết) 2Thảo luận4.7 0.5Các cấu hình của hệ thống vô tuyến số4.6 0.5 Các phần tử nối ghép máy thu và máy phát với anten 4.5 0.5Xử lý băng tần cơ sở4.4 1Máy thu vô tuyến số4.3 1Máy phát vô tuyến số4.2 0.5Các phần tử của thiết bị vô tuyến số4.1