Giáo án điện tử công nghệ: Semina cơ sở viễn thông docx

www.themegallery.com
1
LOGO
CƠ SỞ VIỄN THÔNG
KỸ THUẬT TRẢI PHỔ

www.themegallery
.com
2
LOGO
THUYẾT TRÌNH KỸ THUẬT TRẢI
PHỔ
Vũ Văn Tài1
Phạm Thị Mai2
Nguyễn Duy Thìn
3
Nguyễn Thị Kiều
4
GVHD: NGUYỄN THỊ BẢO THƯ
Nhóm SV thực hiện

www.themegallery
.com
3
LOGO
SEMINA: CƠ SỞ VIỄN THÔNG
TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TRẢI PHỔ
KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRỰC TIẾP DS/SS
KỸ THUẬT TRẢI PHỔ NHẢY TẦN FH/SS
ỨNG DỤNG CỦA KỸ THUẬT TRẢI PHỔ
TRONG THƯƠNG MẠI

CÁC VẤN ĐỀ
CÁC VẤN ĐỀ
CƠ BẢN
CƠ BẢN
CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG

www.themegallery
.com
4
LOGO
Tổng Quan

Kĩ thuật trải phổ là 1 công nghệ được sử
dụng nhiều trong thực tế vì nó có đặc tính
chống nhiều và bảo mật rất cao. Ngày nay
nó là thành phần tất yếu trong các hệ
thống thông tin vô tuyến lớn

CDMA sử dụng trải phổ chuỗi trực
tiếp( DSSS) ,

GPS là hệ thống trải phổ lớn nhất thế giới ,
các Wlan như WIFI hay Bluetooth
CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG

www.themegallery
.com
5
LOGO
Phân Loại

Trải phổ dãy trực tiếp (DS/SS)
Quá trình đạt được bằng cách nhân nguồn tín
hiệu vào với tín hiệu mã giả ngẫu nhiên một
cách trực tiếp tín hiệu trải phổ đưa ra có độ
rộng phổ xấp xỉ tốc độ của mã giả ngẫu nhiên

Trải phổ nhảy tần
Quá trính trải phổ đạt được bằng cách nhảy
tần số sóng mang trên một tập lớn các tần
số.Sự nhảy tần của tần số sóng mang được
quyết định của các mã nhảy tần có dạng giả
ngẫu nhiên được điều khiển bởi các từ mã
trải phổ PN.
CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG

www.themegallery
.com
6
LOGO
Nguyên lý trải phổ

Nguyên lý chung

Nguyên lý trải phổ là cung cấp tất cả các
tiềm năng tần số và thời gian đồng thời
cho mọi thuê bao, khống chế mức công
suất phát từ mỗi thuê bao đủ để duy trì một
tỷ số tín hiệu/tạp âm theo mức chất lượng
yêu cầu. Mỗi thuê bao sử dụng một tín
hiệu băng rộng như tạp âm chiếm toàn bộ
dải tần phân bố. Theo cách đó mỗi thuê
bao tham gia vào tạp âm nền
CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG

www.themegallery
.com
7
LOGO
Nguyên lý trải phổ

CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG

www.themegallery
.com
8

LOGO
Kĩ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp
Hệ thống DS/SS được trải phổ bằng cách
cộng module 2 dữ liệu gốc với mã giả ngẫu
nhiên. Tín hiệu sau khi trộn sẽ điều chế một
sóng mang theo BPSK, QPSK…

Máy thu dùng mã giả ngẫu nhiên được tạo ra
giống như bên phát cộng module 2 với tín hiệu
thu được, thực hiện giải trải phổ để lấy tín hiệu
mong muốn. Đây là hệ thống được biết đến
nhiều nhất trong các hệ thống thông tin trải
phổ. Là hệ thống tương đối đơn giản vì nó
không yêu cầu tốc độ tổng hợp tần số cao
dụng mã trải phổ băng rộng để điều chế tín
hiệu sóng mang chứa thông tin.Trong phương
pháp này mã trải phố trực tiếp tham gia vào
quá trình điều chế , còn trong các dạng trải
phổ khác mã trải phổ chỉ dùng để điều khiển
tần số hay thời gian truyền dẫn sóng mang
CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG

www.themegallery
.com
9
LOGO
Hệ thống trải phổ DSSS_BPSK

CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG
Máy phát DSSS_BPSK
( ) ( )
i Tb b
i
d t dp t iT
∞
=−∞
= −
∑
1
( ) ( ) ( )
N
k k Tc c
i
c t c i p t iT
=
= −
∑
1,0
( )
0,
c
Tc
t T
p t
≤ ≤

 
=
 
≠
 

www.themegallery
.com
10
LOGO
Hệ thống trải phổ DSSS_BPSK

CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG
Dạng tín hiệu DSSS_BPSK khi phát

www.themegallery
.com
11
LOGO
Hệ thống trải phổ DSSS_BPSK
CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG
Máy thu DS/SS_BPSK
[ ]
2

( ) ( ) ( ) ( ) ( )cos 2 ( ) ' ( )
br
c
b
E
r t s t n t d t c t f t n t
T
τ τ τ π τ θ
= − + = − − − + +
2
2
( ) ( ) ( )cos(2 ')
2
( )cos(2 ')
br
c
b
br
c
b
E
w t d t c t f t
T
E
d t f t
T
τ τ π θ
τ π θ
= − − +
= − +

www.themegallery
.com
12
LOGO
Hệ thống trải phổ DSSS_BPSK
CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG
Dạng tín hiệu của DSSS_BPSK khi thu

www.themegallery
.com
13
LOGO
Hệ thống trải phổ nhảy tần
CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG
o
Được phát minh bởi nữ diễn viên Hollywood
Hedy Lamarr
o
Là kĩ thuật điều chế trong đó tần số sóng mang
nhảy trên các dải tần khác nhau .
o
Được thiết kế đầu tiên với mục đích quân sự
chia 83,5 Mhz phổ thành 79 kênh , mỗi kênh

1Mhz công tác tại tần số 900Mhz, tốc độ nhảy
tần khoảng 2,5 hops/s (US)
o
Wlan sử dụng băng tần 2.4 Ghz đến 2,4835 Ghz
cũng chia thành 79 kênh mỗi kênh 1Mhz

www.themegallery
.com
14
LOGO
Nguyên lý chung trải phổ nhảy tần
CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG
Kỹ thuật trải phổ nhảy tần FH/SS là sự chuyển
dịch sóng mang có tần số được

chọn theo mã trong một tập hợp các tần số. Độ
rộng toàn bộ băng tần được chia nhỏ thành các
khe tần số không lấn lên nhau. Chuỗi mã PN sẽ
xác định khe tần số nào được dùng để truyền tin
trong một khoảng thời gian nhất định.

Khác với trải phổ chuỗi trực tiếp, ở trải phổ nhảy
tần mã trải phổ không trực tiếp điều chế tín hiệu
mà được dùng để điều khiển bộ tổ hợp tần số
tạo ra các tần số khác nhau.

Tốc độ nhảy tần có thể nhanh hơn hay chậm

hơn tốc độ số liệu. Tương ứng có hai trường
hợp là: nhảy tần nhanh và nhảy tần chậm.

www.themegallery
.com
15
LOGO
Hệ thống trải phổ nhảy tần
CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG

www.themegallery
.com
16
LOGO
Kỹ thuật trải phổ nhảy tần
CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG

www.themegallery
.com
17
LOGO
Phân loại trải phổ nhảy tần
CƠ
SỞ

VIỄN
THÔNG
Phân loại dựa trên tương quan giữa tốc độ
nhảy tần RH và tốc độ điều chế RS

NÕu RH lµ béi cña RS thì ta có nhảy tần nhanh

NÕu RS lµ béi cña RH thì ta có nhảy tần chậm
Phân loại theo kiểu điều chế và giải điều chế ta
có 2 loại :

Hệ thống nhảy tần kết hợp (Coherent FH/SS)

Hệ thống nhảy không tần kết hợp (Non Coherent
FH/SS)

www.themegallery
.com
18
LOGO
Mô hình hệ thống trải phổ nhảy
tần
CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG
Mô hình hệ thống trải phổ nhảy tần

www.themegallery
.com

19
LOGO
Hoạt động của trải phổ nhảy tần
CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG

Ở phía phát dữ liệu d(t) được đưa tới bộ điều
chế MFSK
để điều chế sóng mang sau đó được đưa tới
điều chế nhảy tần với mã nhảy tần giả ngẫu
nhiên

Ở phía thu quá trình diễn ra ngược lại,tín hiệu
đi qua bộ giải điều chế nhảy tần đễ khôi phục lại
sóng mang, sau đó sóng mang này đi qua bộ
giải điều chế MFSK thông thường để khôi phục
lại dữ liệu
Ở cả máy thu và máy phát đều có bộ tạo mã PN
gồm k chíp mã tương ứng với 1 từ tần số

www.themegallery
.com
20
LOGO
Hoạt động của trải phổ nhảy tần
CƠ
SỞ
VIỄN

THÔNG
Sơ đồ khối của hệ thống trải phổ FH

www.themegallery
.com
21
LOGO
Hoạt động của trải phổ nhảy tần
CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG

Khác với trải phổ chuỗi trực tiếp, ở trải phổ nhảy
tần mã trải phổ không trực tiếp điều chế tín hiệu
mà được dùng để điều khiển bộ tổ hợp tần số
tạo ra các tần số khác nhau.

Tại máy thu, sóng mang được nhân với một
sóng mang chưa điều chế được tạo ra giống hệt
bên phát. Sóng mang này được tạo ra nhờ bộ
tạo mã PN giống như bên phát điều khiển bộ tổ
hợp tần số để tạo ra tần một tần số thích hợp.
Như vậy, Sự chuyển dịch tần số giả ngẫu nhiên
ở bên phát sẽ được loại bỏ tại nơi thu.

www.themegallery
.com
22
LOGO

Hệ thống FH/SS nhanh
CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG
Biểu đồ tần số của hệ thống FH/SS nhanh với T=3Th

www.themegallery
.com
23
LOGO
Hệ thống FH/SS nhanh
CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG

Ở hệ thống FH/SS nhanh, có ít nhất một lần
nhảy với một bít số liệu. Với T là chu kỳ của tín
hiệu, Th là thời gian của một đoạn nhảy tần thì
T/Th ≥ 1. Trong khoảng thời gian Th giây của
mỗi lần nhảy tần, một trong số j tần số { f0, f0+∆f
, f0+2∆f , … ,f0+(j-1)∆f } được phát.

Trong đó ∆f là khoảng cách giữa các tần số lân
cận, thường được chọn bằng 1/Th .

Biểu đồ tần số cho hệ thống FH với tốc độ nhảy
tần bằng 3 lần tốc độ số liệu như biểu đồ trên

www.themegallery
.com
24
LOGO
Hệ thống FH/SS chậm
CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG
Biểu đồ tần số của hệ thống FH/SS chậm với T=3Th

www.themegallery
.com
25
LOGO
Hệ thống FH/SS chậm
CƠ
SỞ
VIỄN
THÔNG

Khi tốc độ nhảy tần số của sóng mang trải phổ
nhỏ hơn tốc độ dữ liệu ta có hệ thống trải phổ
nhảy tần chậm (T/TH < 1) . Về cơ bản thì hai hệ
thống trải phổ nhảy tần chậm và nhảy tần nhanh
tương tự nhau. Dưới đây là biểu đồ tần số của
hệ thống trải phổ nhảy tần chậm với T/TH= 1/2