Hệ thống VIBA số hiện nay


Ưu điểm của hệ thống truyền dẫn vô tuyến

Linh hoạt: có thể triển khai hệ thống truyền dẫn số rất
nhanh và khi không cần thiết có thể tháo gỡ và nhanh
chóng chuyển sang lắp đặt ở vị trí khác của mạng viễn
thông. Ưu điểm này cho phép các nhà khai thác phát triển
mạng viễn thông nhanh chóng ở các vùng cơ sở hạ tầng
viễn thông chưa phát triển với vốn đầu tư thấp nhất.

Di động: chỉ có truyền dẫn vô tuyến mới đáp ứng được
thông tin mọi nơi mọi thời điểm của các khách hàng viễn
thông. Nhu cầu này không ngừng tăng ở thế kỷ 21 khi nhu
cầu đi lại của con người ngày càng tăng.
Ngoài các ưu điểm trên thông tin vô tuyến là phương
tiện thông tin duy nhất cho các chuyến bay vào các
hành tinh khác, thông tin hàng hải, định vị
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG VIBA
SỐ

Nhược điểm của hệ thống truyền dẫn vô tuyến

Chịu ảnh hưởng rất lớn vào môi trường truyền dẫn : khí
hậu thời tiết.

Chịu ảnh hưởng rất lớn vào địa hình: mặt đất, đồi núi,
nhà cửa cây cối

Suy hao trong môi trường lớn


Chịu ảnh hưởng của các nguồn nhiễu trong thiên nhiên:
phóng điện trong khí quyển, phát xạ của các hành tinh
khác (khi thông tin vệ tinh)

Chịu ảnh hưởng nhiễu công nghiệp từ các động cơ đánh
lửa bằng tia lửa điện

Chịu ảnh hưởng nhiễu từ các thiết bị vô tuyến khác.

Dễ bị nghe trộm và sử dụng trái phép đường truyền thông
tin
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG VIBA
SỐ

Sơ đồ khối của thiết bị

Sơ đồ khối máy phát

Sơ đồ khối máy thu

Xử lý baseband

ISI. Mẫu mắt (eye pattern)

Đổi mã

Mã hóa kênh truyền (channel coding)

Scrambler


Chuyển đổi từ nối tiếp ra song song

Điều chế

Khôi phục sóng mang
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG VIBA
SỐ

Tuyến truyền dẫn viba và các thành phần trong hệ thống
viba:

Một số thông số ảnh hưởng đến tuyến truyền dẫn line of sight

Antenna

Suy hao trong không gian tự do

Các ảnh hưởng của khí quyển: Hấp thu, khúc xạ, ống dẫn

Các ảnh hưởng của địa hình: Phản xạ, vùng Fresnel, tán xạ

Kỹ thuật phân tập

Tính toán tuyến truyền dẫn

Hệ thống bảo vệ (tăng độ tin cậy của tuyến truyền dẫn)

Phân bố (sắp xếp) kênh truyền vô tuyến

Đo kiểm chất lượng

I. Sơ đồ khối thiết bị
Splitter
SOH
Insert
Scram
Encoder Modulation
Up-MixerHPABPF
Synthesister
Service Channel
Stand-by Modulator Stand-by Transmitter
To
Duplexer
To
Duplexer
Baseband Processing
Sơ đồ khối máy phát DMR có dự phòng
RF
AMP
Mixer
IF
COM
Diversity Rx
DRO
Demod
Adaptive Time
domain Eq
Decoder and
Descrambler
SOH
Extract

Service Channel
Stand-by Receiver Stand-by Demod
BB
Baseband Rx
II. XỬ LÝ BASEBAND
1. Hiện tượng ISI và eye pattern

Đáp ứng xung của kênh truyền có băng thông bị hạn chế
)(
)()(
fj
cc
c
efHfH
θ
=
Non-constant amplitude
Amplitude distortion
Non-linear phase
Phase distortion
Inter-symbol interference (ISI):
Model

Baseband system model

Equivalent model
Tx filter
Channel
)(tn
)(tr

Rx. filter
Detector
k
z
kTt
=
{ }
k
x
ˆ
{ }
k
x
1
x
2
x
3
x
T
T
)(
)(
fH
th
t
t
)(
)(
fH

th
r
r
)(
)(
fH
th
c
c
Equivalent system
)(
ˆ
tn
)(tz
Detector
k
z
kTt
=
{ }
k
x
ˆ
{ }
k
x
1
x
2
x

3
x
T
T
)(
)(
fH
th
filtered noise
)()()()( fHfHfHfH
rct
=

Theo lý thuyết băng thông của hệ thống cần tối thiểu để
không xãy ra ISI là R
s
/2 [Hz] hay ngược lại tốc độ truyền
tối đa để không xãy ra ISI đối với kênh truyền có băng
thông là W sẽ là R
s
=2W. Do đó tín hiệu đi qua kênh
truyền xem như bộ lọc có đáp ứng xung thỏa yêu cầu trên
gọi là bộ lọc Nyquist lý tưởng
Ideal Nyquist pulse (filter)
T2
1
T2
1−
T
)( fH

f
t
)/sinc()( Ttth =
1
0
T
T2
T−
T2
−
0
T
W
2
1
=
Ideal Nyquist filter Ideal Nyquist pulse

Như vậy nếu tại đầu thu ta có bộ lọc có đáp ứng xung
giống như đáp ứng xung của bộ lọc Nyquist trong miền
thời gian thì tín hiệu thu được sẽ không có ISI. Tuy nhiên
bộ lọc Nyquist là lý tưởng ta chỉ có thể có các bộ lọc gần
giống gọi là bộ lọc Rised Cosine
Raised Cosine Filter: Nyquist Pulse Approximation
2
)1( Baseband
sSB
s
R
rW +=

|)(||)(| fHfH
RC
=
0=r
5.0=r
1=r
1
=
r
5.0=r
0
=
r
)()( thth
RC
=
T2
1
T4
3
T
1
T4
3
−
T2
1−
T
1−
1

0.5
0
1
0.5
0
T
T2
T3
T−
T2−
T3
−
s
RrW )1( Passband
DSB
+=
Raised Cosine Filter

Raised-Cosine Filter

A Nyquist pulse (No ISI at the sampling time)







>
<<−







−
−+
−<
=
Wf
WfWW
WW
WWf
WWf
fH
||for 0
||2for
2||
4
cos
2||for 1
)(
0
0
0
2
0
π
Excess bandwidth:

0
WW −
Roll-off factor
0
0
W
WW
r
−
=
10
≤≤
r
2
0
0
00
])(4[1
])(2cos[
))2(sinc(2)(
tWW
tWW
tWWth
−−
−
=
π
Example of pulse shaping
t/T
Amp. [V]

Baseband tr. Waveform
Data symbol
First pulse
Second pulse
Third pulse
Example of pulse shaping …
t/T
Amp. [V]
Baseband received waveform at
the matched filter output
(zero ISI)
Eye pattern

Eye pattern: Dạng tín hiệu hiển thị trên dao động ký khi mà tín hiệu quét đáp
ứng với tín hiệu baseband ở tốc độ 1/T (T symbol duration)
time scale
amplitude scale
Noise margin
Sensitivity to
timing error
Distortion
due to ISI
Timing jitter
Example of eye pattern:
Binary-PAM, SRRC pulse

Perfect channel (no noise and no ISI)
Example of eye pattern:
Binary-PAM, SRRC pulse …


AWGN (Eb/N0=20 dB) and no ISI
Example of eye pattern:
Binary-PAM, SRRC pulse …

AWGN (Eb/N0=1 0 dB) and no ISI
II. Xử lý baseband
2. Đổi mã: Đổi mã từ HDB3 hay CMI sang NRZ
Sơ đồ mạch đổi mã từ CMI sang NRZ
U 1 A
7 4 0 4
1 2
R 1
1 k
C 1
1 n
U 2 A
7 4 1 3 6
1
2
3
U 3 A
7 4 7 4
D
2
C L K
3
Q
5
Q
6

P R
4
C L
1
C k
C M I i n
N R Z o u t
Ví dụ cho chuỗi bit: 110000100111110
II. Xử lý baseband

Dạng mã và dạng tín hiệu ở các vị trí CMI , D, Q như sau:
CMI
CMI
Delayed
CMI
D
1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0
Ck
Out
II. Xử lý baseband
U 1 A
7 4 L S 7 4 A
C L K
3
C L R
1
D
2
P R E
4

Q
5
Q
6
U 1 B
7 4 L S 7 4 A
C L K
1 1
C L R
1 3
D
1 2
P R E
1 0
Q
9
Q
8
U 2 A
7 4 L S 7 4 A
C L K
3
C L R
1
D
2
P R E
4
Q
5

Q
6
U 2 B
7 4 L S 7 4 A
C L K
1 1
C L R
1 3
D
1 2
P R E
1 0
Q
9
Q
8
U 3 A
7 4 L S 3 2
1
2
3
U 4 A
7 4 L S 1 3 6
1
2
3
U 5 A
7 4 L S 2 8
2
3

1
U 5 B
7 4 L S 2 8
5
6
4
N R Z i n
C k
C M I o u t
Mạch đổi mã NRZ sang CMI
II. Xử lý baseband

SV tự vẽ dạng
tín hiệu
II. Xử lý baseband
3. Channel Coding
Nhiệm vụ của mã hóa kênh là để kiểm soát lỗi nhằm tăng
độ tin cậy của hệ thống truyền dẫn. Bộ mã hóa chèn thêm
một số bit theo một nguyên tắc định trước và tại đầu thu bộ
giải mã sử dụng các thông tin của các bit chèn thêm để

Phát hiện lỗi:

Xác đinh đoạn nào của luồng số thu chứa lỗi. Thông báo
cho nơi gửi hay nơi nhận về lỗi.

Giảm thiểu xác suất không phát hiện lỗi.

Sửa lỗi:


Đạt được sự giảm xác suất lỗi (hay tỷ số bit lỗi, BER) cho
tỷ số E
b
/N
0
định trước.

Đối với xác suất lỗi cho trước giảm giá trị E
b
/N
0
. Lượng
giảm được gọi độ lợi của mã hoá đối với xác suất lỗi