Slide bài giảng môn Kỹ thuật truyền thông nội dung bài 3: Các hệ thống truyền thông kỹ thuật số

Slide bài giảng môn Kỹ thuật truyền thông nội dung bài 3: Các hệ thống truyền thông kỹ thuật số của Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh với những kiến thức và thông tin bổ ích giúp sinh viên tham khảo, ôn luyện và phục vụ nhu cầu học tập của mình cụ thể là có định hướng ôn tập, nắm vững kiến thức môn học và làm bài tốt trong những bài kiểm tra, bài tiểu luận, bài tập kết thúc học phần, từ đó học tập tốt và có kết quả cao cũng như có thể vận dụng tốt những kiến thức mình đã học vào thực tiễn cuộc sống. Mời bạn đọc đón xem!

96 48 lượt tải Tải xuống
Chia sẻ Báo cáo tài liệu

Môn: Kỹ thuật truyền thông

Trường: Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh

Thông tin:

47 trang 9 tháng trước

Tác giả:

Profile Tiến Dũng
lOMoARcPSD|36991220
Nhập môn Kỹ thuật Truyền thông
Bài 3: Các hệ thống truyền thông
kỹ thuật số
PGS. Tạ Hải Tùng
1. Các khái niệm cơ bản về các hệ
thống truyền thông kỹ thuật số
Giới thiệu các hệ thống truyền thông kỹ
thuật số
Hệ thống truyền thông kỹ thuật số:
Truyền các chuỗi ký hiệu thuộc về một «bảng
chữ cái» rời rạc.
lOMoARcPSD|36991220
Ví dụ:
- Chữ viếtHuman writing
- Mã điện báo Morse
- GSM
- CD/DVD
Introduction to digital transmission systems
Chúng ta sẽ tập trung vào các hệ thống được đặc
trung bởi 2 tính chất sau:
1. Bảng chữ cái rời rạc = Bảng chữ cái nhị phân
{0,1}
Các chuỗi dữ liệu nhị phân
lOMoARcPSD|36991220
2. Kênh truyền = kênh không dây hoặc có dây
Introduction to digital transmission systems
Nếu các thông tin tương tự cần truyền (ví
dụ: voice, video)
Lấy mẫu và lượng tử hóa (mã hóa nguồn)
Các chuỗi dữ liệu nhị phân
Introduction to digital transmission systems
Các hệ thống truyền thông kỹ thuật số:
lOMoARcPSD|36991220
GSM/UMTS
Telephone Modem
Optical Fibers
Wired and Wireless LAN
GPS/Galileo ...
Một số đại lượng chính đặc trưng các
hệ thống truyền thông kỹ thuật số
Tốc độ truyền bit (bit-rate)
Băng thông (bandwidth)
lOMoARcPSD|36991220
Công suất (power)
Xác suất lỗi (error probability)
Đô phức tạp (complexity)
Tốc độ truyền dòng bit (bit-rate)
Các chuỗi dữ liệu nhị phân được đặc trưng bởi
“tốc độ” của nó
BIT-RATE R
b
[bps]
= số bit được truyền trong 1 giây
lOMoARcPSD|36991220
Băng thông (bandwidth)
Các chuỗi dữ liệu nhị phân
Muốn được truyền qua một kênh có dây hay
không dây thì đều phải được chuyển sang
một dạng sóng s(t)
lOMoARcPSD|36991220
Băng thông
Dạng sóng s(t) được đặc trưng bởi
phổ mật độ công suất của nó G
s
(f)
BANDWIDTH B [Hz] = Khoảng tần số chứa
“phần có ý nghĩa quan trọng” của G
s
(f)
lOMoARcPSD|36991220
Công suất
Công suất tín hiệu nhận được S [W] [dBm]
Phụ thuộc vào công suất truyền tín hiệu
Và được đặc trưng bởi tỷ số công suất tín hiệu
/ công suất tạp âm (signal-to-noise ratio) tại
phía bộ thu
lOMoARcPSD|36991220
Xác suất xảy ra lỗi
Các chuỗi dữ liệu nhị phân u
T
=(u
T
[i])
Dạng sóng truyền s(t)
Dạng sóng nhận r(t) s(t) (trong các kênh thực tế,
không lý tưởng)
Các chuỗi dữ liệu nhị phân nhận được u
R
=(u
R
[i])
lOMoARcPSD|36991220
Xác suất xảy ra lỗi
Các chuỗi dữ liệu nhị phân truyền u
T
=(u
T
[i])
Các chuỗi dữ liệu nhị phân nhận được u
R
=(u
R
[i])
Xác xuất xảy ra lỗi bit
P(u
R
[i] u
T
[i])
Độ phức tạp (complexity)
COMPLEXITY = Độ phức tạp về mặt kỹ thuật
của một phương án thực hiện cụ thể
lOMoARcPSD|36991220
Các đại lượng khác
Độ trễ D [s]
Sự khác nhau giữa các thời điểm
truyền và nhận
Vào (bộ phát, transmitter - TX) Ra (bộ thu, receiver, RX)
Ví dụ thực tế
Xây dựng một hệ thống truyền thông kỹ thuật số
với các điều kiện:
lOMoARcPSD|36991220
• tốc độ truyền BIT-RATE R
b
=34 Mbps
• trên vùng tần số có độ rộng BANDWIDTH B=20
MHz, có tần số trung tâm f
0
=18 GHz
• đảm bảo tối thiểu BER = 10
-7
trong điều kiện công
suất tín hiệu nhận được POWER S=-40 dBm
• với độ trễ tối đa DELAY D=500 ms
• với tối thiểu độ phức tạp COMPLEXITY (chi phí)
2. Chùm tín hiệu, gán nhãn,
và dạng sóng truyền
Các chuỗi dữ liệu nhị phân: khái niệm
lOMoARcPSD|36991220
Bảng chữ cái nhị phân Z
2
= {0,1} Các
chuỗi dữ liệu nhị phân:
u
T
(u
T
[0],u
T
[1],...,u i
T
[ ],...) i N u i
T
[ ] Z
2
Ví dụ:
u
T
(1101001...)
u
T
(u
T
[0],u
T
[1],...,u i
T
[ ],...)
Tốc độ dòng bit R
b
[bps]
lOMoARcPSD|36991220
Mỗi bit u
T
[i] sẽ tồn tại trong khoảng T
b
=1/R
b
giây
( iT
b
t < (i+1)T
b
)
Một chuỗi dữ liệu nhị phân u được đặc trưng như sau:
T
• Các bit dữ liệu của nó u i
T
[ ]
• Xung đồng hồ truyền, với tần số R
b
Ví dụ
Ví dụ:
b
T
2
b
T
3
b
T
4
b
T
5
b
T
6
b
T
7
b
T
T
u
0
T
u
(1101001...)
lOMoARcPSD|36991220
u
T
(u
T
[0],u
T
[1],...,u i
T
[ ],...)
T
u
(1101001...)
b
T
2
b
T
3
b
T
4
b
T
5
b
T
6
b
T
7
b
T
T
u
CLOCK
t
t
b
T
2
b
T
3
b
T
4
b
T
5
b
T
6
b
T
7
b
T
lOMoARcPSD|36991220
Các chuỗi dữ liệu nhị phân ngẫu nhiên lý tưởng
• Các bit của nó độc lập thống kê với nhau P(u
T
[i] |(u
T
[j] )=P(u
T
[i])
• Xác suất bit 0 và bit 1 là tương đồng P(u
T
[i] = 0) = P(u
T
[i] = 1) i
Các dạng sóng truyền (transmitted waveforms)
Chuỗi dữ liệu nhị phân: u
T
Dạng sóng truyền thực sự s(t)
lOMoARcPSD|36991220
= hàm thực theo thời gian
Ví dụ
Biểu diễn NRZ lưỡng cực
bit '1’
tín hiệu +V
bit ‘0’
tín hiệu-V
b
T
2
b
T
3
b
T
4
b
T
5
b
T
6
b
T
7
b
T
b
T
2
b
T
3
b
T
4
b
T
5
b
T
6
b
T
7
b
T
T
u
()
st
1
1
0
1
0
0
1
V
V
T
u
(1101001...)
lOMoARcPSD|36991220
Ví dụ
Chùm tín hiệu
Hai tín hiệu tồn tại
)
1
[ ]
(
)
(
0
[ ]
b
b
b
T
T
T
b
T
iT
u i
VP t
iT
VP t
u i
Hình chữ nhật trong
khoảng thời gian T
b
b
T
2
b
T
3
b
T
4
b
T
5
b
T
6
b
T
7
b
T
()
st
V
V
T
u
(1101001...)
lOMoARcPSD|36991220
Chùm tín hiệu M
M = { s
1
(t) , … , s
i
(t), …, s
m
(t) }
Số phần tử: |M|=m=2
k
tín hiệu
lOMoARcPSD|36991220
M = { s
1
(t) , … , s
i
(t), …, s
m
(t) }
Giả thiết: tất cả tín hiệu s
i
(t) có miền thời gian hữu hạn
0 t < T = kT
b
Ví dụ
lOMoARcPSD|36991220
M { ( )s t
1
VP t s t
T
( ),
2
( ) VP t
T
( )} m 2
M { ( )s t
1
VP t
T
( )cos(2 f t s t
0
),
2
( ) VP t
T
(
)sin(2 f t
0
), s t
3
( ) VP t
T
( )cos(2 f t s t
0
),
4
( )
VP t
T
( )sin(2 f t
0
)}
m 4
lOMoARcPSD|36991220
Không gian Hamming
Vector nhị phân k-bit v
(u
0
,...,u
i
,...u
k 1
) u
i
Z
2
Không gian Hamming
H
k
{v (u
0
,...,u
i
,...,u
k 1
) u
i
Z
2
}
Số phần tử: |H
k
|=2
k
vectors
lOMoARcPSD|36991220
Ví dụ
H
1
= { (0) (1) } = Z
2
H
2
= { (00) (01) (10) (11) }
H
3
= { (000) (001) (010) (011) (100) (101) (110) (111) }
Gán nhãn nhị phân
Chùm tín hiệu M: số tín hiệu thuộc chùm là: 2
k
lOMoARcPSD|36991220
Không gian Hamming H
k
: số phần tử 2
k
Ánh xạ 1-1
Gán nhãn nhị phân
e:
H
k
M
v H
k
s t( ) e( )v M
Ví dụ
lOMoARcPSD|36991220
M { ( )s t
1
VP t s t
T
( ),
2
( ) VP t
T
( )}
m=2 k=1
H
1
= { (0) , (1) }
e H:
1
M
(0) s t
1
( )
(1) s t
2
( )
Ví dụ
lOMoARcPSD|36991220
M { ( )s t
1
VP t
T
( )cos(2 f t s t
0
),
2
( ) VP t
T
( )sin(2 f
t
0
), s t
3
( ) VP t
T
( )cos(2 f t s t
0
),
4
( ) VP t
T
(
)sin(2 f t
0
)}
m=4 k=2
H
2
= { (00) , (01) , (11) , (10) }
e H:
2
M
(00) s t
1
( )
(01) s t
2
( )
(10) s t
3
( )
(11) s t
4
( )
Dạng sóng truyền
Giả thiết:
lOMoARcPSD|36991220
Chuỗi nhị phân u
T
Chùm tín hiệu M
Gán nhãn nhị phân e
Xây dựng dạng sóng truyền s(t)
là một nhiệm vụ khá đơn giản M
có số phần tử 2
k
e H:
k
M
chia u
T
thành các vector k-bit
u
T
(u
T
[0],u
T
[1],...,u i
T
[ ],...)
lOMoARcPSD|36991220
uT vT [0],vT [1],...,v nT [ ],...
Vector [0] v
T
[0]=(u
T
[0],…, u
T
[k-1])
Vector [n] v
T
[n]=(u
T
[nk],…, u
T
[(n+1)k-1])
Mỗi bit tồn tại trong T
b
giây
Mỗi vector k-bit tồn tại trong kT
b
=T giây u
T
(v
T
[0] ,v
T
[1] ,..., v n
T
[ ] ,...)
lOMoARcPSD|36991220
T T T
Mỗi tín hiệu s
i
(t) M tồn tại trong T giây
0 t < T = kT
b
Transmitted waveform
Gán nhãn nhị phân
e H: k M
u
T
( v
T
[0] , v
T
[1] , ... , v n
T
[ ] , ... )
e e e
T
T
T
lOMoARcPSD|36991220
st() ( s[0]()t , s t[1]() , ... , sn t[ ]() , ... )
Dóng hàng đúng(Correct alignment): s n t[ ]( ) e( [ ])vT n ???
Vấn đề: chùm tín hiệu
M = { s
1
(t) , … , s
i
(t), …, s
m
(t) }
Được định nghĩa trong
0 t < T = kT
b
Nhưng chỉ có vector nhị phân đầu tiên được biểu diễn
u
T
( v
T
[0] , v
T
[1] , ... , v n
T
[ ] , ... )
lOMoARcPSD|36991220
st() ( s[0]()t , s t[1]() , ... , sn t[ ]() , ... )
Dóng hàng chính xác đạt được s n t[ ]( ) T e
n
( (v
T
[
])n
Nếu
T y t
n
( ( )) y t(nT)
Gán nhãn nhị phân
e H: k M
T
T
T
e
e
e
lOMoARcPSD|36991220
u
T
( v
T
[0] , v
T
[1] , ... , v n
T
[ ] , ... )
e e e
st() ( s[0]()t , s t[1]() , ... , sn t[ ]() , ... )
Dóng hàng đúng
s n t[ ]( ) T e
n
( (v
T
[
])n
T
T
T
lOMoARcPSD|36991220
Ví dụ:
u
T
=(0110011…)
R
b
=1
Mbps
2
1
( )
{ ( )
( )
( )}
,
T
T
VP t
s t
M
VP t
s t
1
b
s
T T
T
2
T
3
T
4
T
5
T
6
T
7
T
()
st
V
V
lOMoARcPSD|36991220
Bài tập
u
T
=(10011100…) R
b
=1 Mbps
M { ( )s t
1
VP t
T
( )cos(2 f t s t
0
),
2
( ) VP t
T
( )sin(2 f
t
0
), s t
3
( ) VP t
T
( )cos(2 f t s t
0
),
4
( ) VP t
T
(
)sin(2 f t
0
)}
( f
0
=1MHz )
Ví dụ các chùm tín hiệu trong thực tế
lOMoARcPSD|36991220
NRZ lưỡng cực (Non Return to Zero)
M { ( )s t
1
VP t s t
T
( ),
2
( ) VP t
T
( )}
t t
m 2k 1 T T
b
NRZ đơn cực (Non Return to Zero)
M { ( )s t
1
VP t s t
T
( ),
2
( ) 0}
T
1
()
s
t
V
T
2
()
s
t
V
lOMoARcPSD|36991220
t t
m 2k 1 T T
b
RZ lưỡng cực (Return to Zero)
M { ( )s t
1
VP
T /2
( )t s t,
2
( ) VP
T /2
( )}t
T
1
()
s
t
V
T
2
()
s
t
T
2
()
s
t
V
t
T
1
()
s
t
V
t
2
T
2
T
lOMoARcPSD|36991220
m 2k 1 T T
b
RZ đơn cực (Return to Zero)
M { ( )s t
1
VP
T /2
( )t s t,
2
( ) 0}
m 2k 1 T T
b
m-PAM (Pulse Amplitude Modulation)
điều chế biên độ xung
Ví dụ: 4-PAM
T
2
()
s
t
V
t
T
1
()
s
t
V
t
2
T
2
T
lOMoARcPSD|36991220
M { ( )s t
1
3VP t s t
T
( ),
2
( ) VP t s t
T
( ),
3
( ) VP t s t
T
( ),
4
( )
3VP t
T
( )}
t t t t
m 4k 2 T 2T
b
m-ASK (Amplitude Shift Keying)
Điều chế dịch biên độ
Ví dụ: 4-ASK
T
1
()
st
3
V
T
2
()
st
V
T
3
()
st
V
T
4
()
st
3
V
lOMoARcPSD|36991220
M { ( )s t
1
3VP t
T
( )cos 2 f t
0
,s t
2
( ) VP t
T
(
)cos 2 f t
0
, s t
3
( ) VP t
T
( )cos 2 f t
0
,s t
4
( )
3VP t
T
( )cos 2 f t
0
}
m 4k 2 T 2T
b
4-ASK f0 2Rb
lOMoARcPSD|36991220
m-PSK (Phase Shift Keying)
Example: 2-PSK
lOMoARcPSD|36991220
M { ( )s t
1
VP t
T
( )cos 2 f t
0
,s t
2
( ) VP t
T
( )cos 2 f t
0
}
{ ( )s t
1
VP t
T
( )cos 2 f t
0
,s t
2
( ) VP t
T
( )cos 2 f t
0
}
m 2k 1 T T
b
2-PSK f
0
2R
b
lOMoARcPSD|36991220
Example: 4-PSK
M
s t
1
( ) VP t
T
( )cos 2 f t
0
,s t
2
( ) VP t
T
( )sin 2 f t
0
,
lOMoARcPSD|36991220
s t
3
( ) VP t
T
( )cos 2 f t
0
,s t
4
( ) VP t
T
( )sin 2 f t
0
s t1( ) VP tT ( )cos 2 f t0 ,s t2( ) VP tT (
)cos 2 f t0 2 ,
s t
3
( ) VP t
T
( )cos 2
f t
0
,s t
4
( ) VP t
T
( )cos 2 f t
0
3
2
lOMoARcPSD|36991220
m 4k 2 T 2T
b
4-PSK f
0
2R
b
lOMoARcPSD|36991220
m-FSK (Frequency Shift Keying)
Điều chế dịch tần số
Ví dụ: 2-FSK
M { ( )s t
1
VP t
T
( )cos 2 f t
1
,s t
2
( ) VP t
T
( )cos 2 f t
2
}
m 2k 1 T T
b
lOMoARcPSD|36991220
1
2
b
f
R
2
3
b
f
R
2-
FSK
lOMoARcPSD|36991220
Bài tập
u
T
=(10011100…) R
b
=1 Mbps
Vẽ dạng sóng của tất cả các chùm tín hiệu đã liệt kê vừa rồi
| 1/47
| | Tải xuống

Có thể bạn quan tâm:

Preview text:

lOMoARcPSD| 36991220
Nhập môn Kỹ thuật Truyền thông
Bài 3: Các hệ thống truyền thông
kỹ thuật số PGS. Tạ Hải Tùng
1. Các khái niệm cơ bản về các hệ
thống truyền thông kỹ thuật số
Giới thiệu các hệ thống truyền thông kỹ thuật số
Hệ thống truyền thông kỹ thuật số:
Truyền các chuỗi ký hiệu thuộc về một «bảng
chữ cái» rời rạc. lOMoARcPSD| 36991220 Ví dụ:
- Chữ viếtHuman writing
- Mã điện báo Morse - GSM - CD/DVD
Introduction to digital transmission systems
Chúng ta sẽ tập trung vào các hệ thống được đặc
trung bởi 2 tính chất sau:
1. Bảng chữ cái rời rạc = Bảng chữ cái nhị phân {0,1}
Các chuỗi dữ liệu nhị phân lOMoARcPSD| 36991220
2. Kênh truyền = kênh không dây hoặc có dây
Introduction to digital transmission systems
Nếu các thông tin tương tự cần truyền (ví dụ: voice, video)
Lấy mẫu và lượng tử hóa (mã hóa nguồn)
Các chuỗi dữ liệu nhị phân
Introduction to digital transmission systems
Các hệ thống truyền thông kỹ thuật số: lOMoARcPSD| 36991220  GSM/UMTS  Telephone Modem  Optical Fibers  Wired and Wireless LAN  GPS/Galileo ...
Một số đại lượng chính đặc trưng các
hệ thống truyền thông kỹ thuật số
Tốc độ truyền bit (bit-rate)
Băng thông (bandwidth) lOMoARcPSD| 36991220
Công suất (power)
Xác suất lỗi (error probability)
Đô phức tạp (complexity)
Tốc độ truyền dòng bit (bit-rate)
Các chuỗi dữ liệu nhị phân được đặc trưng bởi
“tốc độ” của nó
BIT-RATE Rb [bps]
= số bit được truyền trong 1 giây lOMoARcPSD| 36991220
Băng thông (bandwidth)
Các chuỗi dữ liệu nhị phân
Muốn được truyền qua một kênh có dây hay
không dây thì đều phải được chuyển sang
một dạng sóng s(t) lOMoARcPSD| 36991220 Băng thông
Dạng sóng s(t) được đặc trưng bởi
phổ mật độ công suất của nó Gs(f)
BANDWIDTH B [Hz] = Khoảng tần số chứa
“phần có ý nghĩa quan trọng” của Gs(f) lOMoARcPSD| 36991220 Công suất
Công suất tín hiệu nhận được S [W] [dBm]
Phụ thuộc vào công suất truyền tín hiệu
Và được đặc trưng bởi tỷ số công suất tín hiệu
/ công suất tạp âm (signal-to-noise ratio) tại phía bộ thu lOMoARcPSD| 36991220
Xác suất xảy ra lỗi
Các chuỗi dữ liệu nhị phân uT=(uT[i])
Dạng sóng truyền s(t)
Dạng sóng nhận r(t) s(t) (trong các kênh thực tế, không lý tưởng)
Các chuỗi dữ liệu nhị phân nhận được uR=(uR[i]) lOMoARcPSD| 36991220
Xác suất xảy ra lỗi
Các chuỗi dữ liệu nhị phân truyền uT=(uT[i])
Các chuỗi dữ liệu nhị phân nhận được uR=(uR[i])
Xác xuất xảy ra lỗi bit P(uR[i] uT[i])
Độ phức tạp (complexity)
COMPLEXITY = Độ phức tạp về mặt kỹ thuật
của một phương án thực hiện cụ thể lOMoARcPSD| 36991220
Các đại lượng khác
Độ trễ D [s]
Sự khác nhau giữa các thời điểm truyền và nhận
Vào (bộ phát, transmitter - TX) Ra (bộ thu, receiver, RX)
Ví dụ thực tế
Xây dựng một hệ thống truyền thông kỹ thuật số
với các điều kiện: lOMoARcPSD| 36991220
• tốc độ truyền BIT-RATE Rb=34 Mbps
• trên vùng tần số có độ rộng BANDWIDTH B=20
MHz, có tần số trung tâm f0=18 GHz
• đảm bảo tối thiểu BER = 10-7 trong điều kiện công
suất tín hiệu nhận được POWER S=-40 dBm
• với độ trễ tối đa DELAY D=500 ms
• với tối thiểu độ phức tạp COMPLEXITY (chi phí)
2. Chùm tín hiệu, gán nhãn,
và dạng sóng truyền
Các chuỗi dữ liệu nhị phân: khái niệm lOMoARcPSD| 36991220
Bảng chữ cái nhị phân Z2 = {0,1} Các
chuỗi dữ liệu nhị phân: uT
(uT [0],uT [1],...,u iT [ ],...) i N u iT [ ] Z2 u T (1101001...) Ví dụ: u T
(uT [0],uT [1],...,u iT [ ],...)
Tốc độ dòng bit Rb [bps] lOMoARcPSD| 36991220
Mỗi bit uT[i] sẽ tồn tại trong khoảng Tb=1/Rb giây ( iT b
t < (i+1)Tb) u T Ví dụ: u (1101001...) T 1 1 0 1 0 0 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 6 T 7 T b b b b b b b
Một chuỗi dữ liệu nhị phân u được đặc trưng như sau:T
• Các bit dữ liệu của nó u iT [ ]
• Xung đồng hồ truyền, với tần số Rb Ví dụ lOMoARcPSD| 36991220 u (1101001...) T uT 1 1 0 1 0 0 1 T T T 7T t b 2 T 3 T 4T 6 b b 5 b b b b CLOCK t T T T 7T b 2 T 3 T 4 T 5 6 b b b b b b u T
(uT [0],uT [1],...,u iT [ ],...) lOMoARcPSD| 36991220
Các chuỗi dữ liệu nhị phân ngẫu nhiên lý tưởng
• Các bit của nó độc lập thống kê với nhau P(uT[i] |(uT[j] )=P(uT[i])
• Xác suất bit 0 và bit 1 là tương đồng P(uT[i] = 0) = P(uT[i] = 1) i
Các dạng sóng truyền (transmitted waveforms)
Chuỗi dữ liệu nhị phân: uT
Dạng sóng truyền thực sự s(t) lOMoARcPSD| 36991220
= hàm thực theo thời gian Ví dụ
Biểu diễn NRZ lưỡng cực uT (1101001...)
bit '1’ tín hiệu +V u T
bit ‘0’ tín hiệu-V 1 1 0 1 0 0 1 T T 6 T 7 T b 2 T 3 T 4 T 5 b b b b b b () st V T T 6 T 7 T b 2 T 3 T 4 T 5 b b b b b b V lOMoARcPSD| 36991220 Ví dụ () st V u (1101001...) T T T 6 T 7 T b 2 T 3 4 T 5 b b b b b b T V
Hình chữ nhật trong
Hai tín hiệu tồn tại
khoảng thời gian T b [ ] u i 1 ( VP t iT ) T b T b [ ] u i 0 ( VP t iT ) T b T b
Chùm tín hiệu lOMoARcPSD| 36991220
Chùm tín hiệu M
M = { s1(t) , … , si(t), …, sm(t) }
Số phần tử: |M|=m=2k tín hiệu lOMoARcPSD| 36991220
M = { s1(t) , … , si(t), …, sm(t) }
Giả thiết: tất cả tín hiệu si(t) có miền thời gian hữu hạn
0 t < T = kTb Ví dụ lOMoARcPSD| 36991220 M { ( )s t1 VP t s tT ( ), 2( ) VP tT ( )} m 2 M { ( )s t1
VP tT ( )cos(2 f t s t0 ), 2( ) VP tT (
)sin(2 f t0 ), s t3( )
VP tT ( )cos(2 f t s t0 ), 4( )
VP tT ( )sin(2 f t0 )} m 4 lOMoARcPSD| 36991220
Không gian Hamming
Vector nhị phân k-bit v
(u0,...,ui ,...uk 1) ui Z2 Không gian Hamming Hk
{v (u0,...,ui ,...,uk 1) ui Z2}
Số phần tử: |Hk|=2k vectors lOMoARcPSD| 36991220 Ví dụ H1 = { (0) (1) } = Z2
H2 = { (00) (01) (10) (11) }
H3 = { (000) (001) (010) (011) (100) (101) (110) (111) }
Gán nhãn nhị phân
Chùm tín hiệu M: số tín hiệu thuộc chùm là: 2k lOMoARcPSD| 36991220
Không gian Hamming Hk: số phần tử 2k Ánh xạ 1-1 Gán nhãn nhị phân e: H k M
v Hk s t( ) e( )v M Ví dụ lOMoARcPSD| 36991220 M { ( )s t1 VP t s tT ( ), 2( ) VP tT ( )} m=2 k=1 H1 = { (0) , (1) } e H: 1 M (0) s t1( ) (1) s t2( ) Ví dụ lOMoARcPSD| 36991220
M { ( )s t1 VP tT ( )cos(2 f t s t0 ), 2( ) VP tT ( )sin(2 f t0 ), s t3( )
VP tT ( )cos(2 f t s t0 ), 4( ) VP tT ( )sin(2 f t0 )} m=4 k=2 e H: 2 M H (00) s t1( )
2 = { (00) , (01) , (11) , (10) } (01) s t2( ) (10) s t3( ) (11) s t4( )
Dạng sóng truyền Giả thiết: lOMoARcPSD| 36991220  Chuỗi nhị phân uT
 Chùm tín hiệu M
 Gán nhãn nhị phân e
Xây dựng dạng sóng truyền s(t)
là một nhiệm vụ khá đơn giản M
có số phần tử 2k e H: k M
chia uT thành các vector k-bit u T
(uT [0],uT [1],...,u iT [ ],...) lOMoARcPSD| 36991220 uT
vT [0],vT [1],...,v nT [ ],... Vector [0]
vT[0]=(uT[0],…, uT[k-1]) Vector [n]
vT[n]=(uT[nk],…, uT[(n+1)k-1])
Mỗi bit tồn tại trong Tb giây
Mỗi vector k-bit tồn tại trong kTb=T giây uT
(vT[0] ,vT[1] ,..., v nT[ ] ,...) lOMoARcPSD| 36991220 T T T
Mỗi tín hiệu si(t) M tồn tại trong T giây 0 t < T = kTb
Transmitted waveform
Gán nhãn nhị phân e H: k M u T
( vT[0] , vT[1] , ... , v nT[ ] , ... ) T T T e e e lOMoARcPSD| 36991220
st() ( s[0]()t , s t[1]() , ... , sn t[ ]() , ... )
Dóng hàng đúng(Correct alignment): s n t[ ]( ) e( [ ])vT n ???
Vấn đề: chùm tín hiệu
M = { s1(t) , … , si(t), …, sm(t) } Được định nghĩa trong
0 t < T = kTb
Nhưng chỉ có vector nhị phân đầu tiên được biểu diễn u T
( vT[0] , vT[1] , ... , v nT[ ] , ... ) lOMoARcPSD| 36991220 e T e e T T
st() ( s[0]()t , s t[1]() , ... , sn t[ ]() , ... )
Dóng hàng chính xác đạt đượ c
s n t[ ]( ) T en ( (vT [ ])n Nếu
T y tn ( ( )) y t(nT)
Gán nhãn nhị phân e H: k M lOMoARcPSD| 36991220 u T
( vT[0] , vT[1] , ... , v nT[ ] , ... ) T T T e e e
st() ( s[0]()t , s t[1]() , ... , sn t[ ]() , ... )
s n t[ ]( ) T en ( (vT [ Dóng hàng đúng ])n lOMoARcPSD| 36991220 Ví dụ:
u =(0110011…) R =1 Mbps T b M { ( ) s t VP ( ) t , ( ) s t VP ( )} t 1 T 2 T () st V T T 1 s b T 2 T 3 T 4 T 5 T 6 T 7 T V lOMoARcPSD| 36991220 Bài tập
uT=(10011100…) Rb=1 Mbps
M { ( )s t1 VP tT ( )cos(2 f t s t0 ), 2( ) VP tT ( )sin(2 f t0 ), s t3( )
VP tT ( )cos(2 f t s t0 ), 4( ) VP tT ( )sin(2 f t0 )} ( f0=1MHz )
Ví dụ các chùm tín hiệu trong thực tế lOMoARcPSD| 36991220
NRZ lưỡng cực (Non Return to Zero) M { ( )s t1 VP t s tT ( ), 2( ) VP tT ( )} s t s t 1 () 2 () V T T t V t m 2k 1 T Tb
NRZ đơn cực (Non Return to Zero) M { ( )s t1 VP t s tT ( ), 2( ) 0} lOMoARcPSD| 36991220 s t s t 1 () 2 () V T T t t m 2k 1 T Tb
RZ lưỡng cực (Return to Zero) M { ( )s t1
VPT /2 ( )t s t, 2 ( ) VPT /2( )}t s t s t 1 () 2 () V T T t T T t 2 2 V lOMoARcPSD| 36991220 m 2k 1 T Tb
RZ đơn cực (Return to Zero) M { ( )s t1
VPT /2( )t s t, 2 ( ) 0} s t s t 1 () 2 () V T T t T T t 2 2 V m 2k 1 T Tb
m-PAM (Pulse Amplitude Modulation)
điều chế biên độ xung Ví dụ: 4-PAM lOMoARcPSD| 36991220 M { ( )s t1 3VP t s tT ( ), 2( ) VP t s tT ( ), 3( ) VP t s tT ( ), 4( ) 3VP tT ( )} st st st st 1 () 2 () 3 () 4 () 3 V V T T T T V 3 V t t t t m 4k 2 T 2Tb
m-ASK (Amplitude Shift Keying)
Điều chế dịch biên độ Ví dụ: 4-ASK lOMoARcPSD| 36991220 M { ( )s t1
3VP tT ( )cos 2 f t0 ,s t2( ) VP tT (
)cos 2 f t0 , s t3( )
VP tT ( )cos 2 f t0 ,s t4( )
3VP tT ( )cos 2 f t0 } m 4k 2 T 2Tb 4-ASK f 0 2Rb lOMoARcPSD| 36991220
m-PSK (Phase Shift Keying) Example: 2-PSK lOMoARcPSD| 36991220 M { ( )s t1
VP tT ( )cos 2 f t0 ,s t2( )
VP tT ( )cos 2 f t0 } { ( )s t1
VP tT ( )cos 2 f t0 ,s t2( )
VP tT ( )cos 2 f t0 } m 2k 1 T Tb 2-PSK f 0 2Rb lOMoARcPSD| 36991220 Example: 4-PSK M s t1( )
VP tT ( )cos 2 f t0 ,s t2( )
VP tT ( )sin 2 f t0 , lOMoARcPSD| 36991220 s t 3( )
VP tT ( )cos 2 f t0 ,s t4( )
VP tT ( )sin 2 f t0 s t1( )
VP tT ( )cos 2 f t0 ,s t2( ) VP tT ( )cos 2 f t0 2 , s t3( ) VP tT ( )cos 2 f t 3 0
,s t4( ) VP tT ( )cos 2 f t0 2 lOMoARcPSD| 36991220 m 4k 2 T 2Tb 4-PSK f 0 2Rb lOMoARcPSD| 36991220
m-FSK (Frequency Shift Keying)
Điều chế dịch tần số Ví dụ: 2-FSK M { ( )s t1
VP tT ( )cos 2 f t1 ,s t2( )
VP tT ( )cos 2 f t2 } m 2k 1 T Tb lOMoARcPSD| 36991220 2- FSK f 2R 1 b f 3R 2 b lOMoARcPSD| 36991220 Bài tập
uT=(10011100…) Rb=1 Mbps
Vẽ dạng sóng của tất cả các chùm tín hiệu đã liệt kê vừa rồi