ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ HỆ THỐNG ĐIỀU CHẾ SỐ KẾT HỢP VỚI MÃ HÓA KÊNH

LờI NóI Đầu
Chúng ta bớc vào thế kỷ 21, thời đại của khoa học và công nghệ.
Trong cuộc sống cũng nh trong công việc, con ngời luôn có nhu cầu trao
đổi thông tin với nhau, nghĩa là có nhu cầu truyền tin. Cùng với sự phát
triển của xã hội loài ngời, hệ thống viễn thông không ngừng phát triển theo
xu hớng phục vụ con ngời những thông tin đầy đủ và kịp thời nhất. Ngày
nay công nghệ thông tin đang phát triển theo xu hớng máy tính - truyền
thông. Tất cả các dạng thông tin âm thanh, hình ảnh, số liệu đều đợc
chuyển thành dạng số và tập trung vào một mạng thông tin số đa dịch vụ,
đa phơng tiện. Một trong những giải pháp đợc áp dụng để truyền thông tin
tin cậy tới ngời dùng đảm bảo ở một mức độ lỗi cho phép là thực hiện điều
chế số và mã hóa kênh. Có nghĩa là thông tin số sinh ra từ nguồn không đợc
phát đi ngay trực tiếp trên kênh, mà nó đợc xử lý trớc bằng cách điều chế và
đợc thêm vào một lợng thông tin nhất định nào đó, và ở phía đầu thu nhờ
vào lợng thông tin d này khôi phục lại nguồn tin có thể bị sai lỗi do các tác
động của đờng truyền gây ra.
Quá trình điều chế và giải điều chế cộng với phơng pháp mã hoá là
bộ não, không thể thiếu trong các hệ thống thông tin, để đảm bảo tín hiệu
truyền đi mà không bị ảnh hởng của môi trờng truyền nh nhiễu, tạp âm,
điều kiện môi trờng Vì vậy việc nghiên cứu đánh giá hiệu quả các phơng
pháp điều chế và các phơng pháp mã hoá là rất cần thiết giúp ta có một cách
nhìn tổng quát về sự tác động của môi trờng đến chất lợng của tín hiệu và
hiệu quả tính chống nhiễu của các phơng pháp điều chế khác nhau. Để từ
đó cho ta có các lựa chọn thích hợp trong việc sử dụng các phơng pháp điều
chế và mã hoá khác nhau trong các đờng truyền, tín hiệu khác nhau để ta có
thể áp dụng một cách thích hợp để cho hiệu quả sử dụng tài nguyên một
cách thích hợp và hiệu quả nhất. Đợc sự định hớng của thầy giáo em đã
1
chọn nguyên cứu đề tài: "Đánh giá hiệu quả hệ thống điều chế số kết
hợp với mã hoá kênh". Đề tài này nhằm mục đích đánh giá so sánh hiệu
quả của các phơng pháp mã hoá kết hợp với các phơng pháp điều chế khác

nhau. Nội dung đề tài gồm có 3 chơng:
Chơng 1 Tổng quan hệ thống thông tin số
Chơng 2 Các phơng pháp điều chế số và các phơng pháp mã
hoá kênh
Chơng 3 các kết quả mô phỏng và đánh giá bằng matlab
Mặc dù bản thân nỗ lực rất nhiều nhng do hạn chế về điều kiện thời
gian và kiến thức và tài liệu thu thập nên đồ án này không tránh khỏi những
mặt hạn chế và thiếu sót. Em rất mong đợc sự đóng góp ý kiến, nhận xét,
của các thầy cô giáo v cỏc bn để đề tài của em đợc hoàn thiện hơn.
2
CHƯƠNG 1
TổNG QUAN Hệ THốNG THÔNG TIN Số
1.1. Giới thiệu chung
1.1.1. Sơ lựơc về lịch sử thông tin
Lịch sử phát tiển của thông tin bao gồm các sự kiện, những phát
minh quan trọng sau:
Năm 3000 trớc công nguyên ngời Ai Cập cổ phát hiện hệ thông chữ
viết tợng hình.
Năm 1500 trớc công nguyên ngời Do Thái và ngời A rập phát minh
ký tự alphabet.
Năm 800 ngời A Rập hoàn thành hệ thông số viết.
Năm 1440 Johannes Gutenberg chế tạo máy đánh chữ.
Năm 1622 " bản tin Châu Âu" phát hành dới hình thức bản tin
Năm 1831 Michael Faraday khám phá ra rằng sự thay đổi từ trờng
tạo ra điện trờng.
Năm 1838 William F.Côke và Sir Charles Wheatstone chế tạo máy
điện báo.
Năm 1839 Joseph Niepace và Louis Daguerre phát minh ra kỹ thuật
chụm ảnh.
Năm 1872 công ty Western Electric đợc thành lập. Alexander Grahm

Bell làm việc tại công ty này khi nghiên cứu phát minh ra chiếc máy điện
thoại.
Năm 1885 Edward Branly phát minh sự tách sóng radio kết hợp.
Năm 1915 Bell System hoàn thành hệ thống điện thoại xuyên lục địa
ở Hoa Kỳ.
Năm 1920 J.R.Carson ứng dụng lấy mẫu trong thông tin.
3
Năm 1928 Philo t. Fansworth đa ra hệ thống truyền hình điện tử đầu
tiên.
Năm 1933 Edwin h. Amstrong phát minh ra kỹ thuật điều tần FM.
Năm 1937 Alex Reeves đề xuất kỹ thuật điều chế xung mã PCM.
Năm 1941 John V . Atanasoff phát minh ra máy tính tại trờng đại
học bang Lowa.
Năm 1948 Claudc E . Shannon xuất bản " lý thuyết thông tin".
Năm 1950 áp dụng kỹ thuật ghép kênh phân thời gian TDM vào điện
thoại.
Năm 1953 thiết lập cáp điện thoại xuyên Đại Tây Dơng đầu tiên 36
kênh.
Năm 1957 Liên xô phóng thành công vệ tinh đầu tiên Sputnik I.
Năm 1958 A. L. Schawlow và C. H. Townes đa ra nguyên lý laser.
Năm 1961 Hoa Kỳ bắt đầu truyền thanh FM stereo.
Năm 1962 Vệ tinh Telstar I chuyển tiếp tín hiệu truyền hình giữ Hoa
Kỳ và Châu Âu.
Năm 1963 - 1966 ứng dụng mã sửa lỗi và lợng tử hoá thích nghi cho
thông tin số không lỗi tốc độ cao.
Năm 1966 K. C. Hoa và G. A. Hockham xuất bản " Nguyên lý thông
tin quang"
Năm 1971 tập đoàn Intel đa ra chip vi xử lý đầu tiên.
Năm 1980 Bell System phát triển thông tin quang.
Năm 1989 Motorola giới thiệu điện thoại tế bào bỏ túi.

Năm 1990 đến nay là kỷ nguyên của xử lý tín hiệu số vi xử lý, máy
hiện sóng số, trải phổ, mạng số liệu kết đa dịch vụ ISDN, truyền hình phân
giải cao HDTV, ghép kênh quang
1.1.2. Các đặc điểm của hệ thống thông tin số
Các hệ thống thông tin đợc sử dụng để truyền thông tin từ nơi này
đến nơi khác. Tin tức đợc truyền từ nguồn tin tới bộ phận nhận tin dới dạng
4
các bản tin. Bản tin là dạng hình thức chứa đựng một lợng thông tin nào đó.
Các bản tin đợc tạo ra từ nguồn có thể ở dạng liên tục hay rời rạc, tơng ứng
chúng ta có nguồn liên tục hay rời rạc. Đối với nguồn tin liên tục, tập tin là
một tập vô hạn, còn đối với nguồn tin rời rạc bản tin có thể là một tập hữu
hạn.
Biểu diễn vật lý của một bản tin đợc gọi là tín hiệu. Có rất nhiều loại
tín hiệu khác nhau tuỳ thuộc theo đại lợng vật lý đợc sử dụng để biểu diễn
tín hiệu. Tuỳ theo dạng của các tín hiệu đợc sử dụng để truyền tải tin tức
trong các hệ thống là các tín hiệu tơng tự hay tín hiệu số và tơng ứng sẽ là
hệ thống thông tin tơng tự hay hệ thống thông tin số.
Đặc điểm căn bản của một tín hiệu tơng tự là tín hiệu có thể nhận vô
số các giá trị, lấp đầy một dải nào đó. Thêm vào đó thời gian tồn tại tín hiệu
tơng tự là không xác định, nó phụ thuộc vào thời gian tồn tại của bản tin do
nguồn sinh ra. Tín hiệu tơng tự có thể là tín hiệu liên tục hay rời rạc tuỳ
theo tín hiệu là một hàm liên tục hay rời rạc của biến thời gian. Trong trờng
hợp nguồn tin chỉ gồm một số hữu hạn thì các tin tức này có thể đánh số đ-
ợc và do vậy thay vì truyền đi các bản tin ta chỉ cần truyền đi các ký hiệu là
các con số tơng ứng với các bản tin đó. Tín hiệu khi đó chỉ biểu diễn các
con số và đợc gọi là tín hiệu số. Đặc trng cơ bản của tín hiệu số là:
- Tín hiệu chỉ nhận một số hữu hạn các giá trị.
- Tín hiệu số có thời gian tồn tại xác định, thờng là một hằng số ký
hiệu là
Ts

.
Tín hiệu số có thể nhận M giá trị khác nhau. Trong trờng hợp M=2,
chúng ta có hệ thống thông tin số nhị phân còn trong trờng hợp M > 2 ta có
hệ thống M mức.
*So sánh thông tin số và thông tin tơng tự:
Khi tín hiệu truyền trên đờng truyền (cả tín hiệu analog lẫn tín hiệu
digital) luôn xảy ra hiện tợng suy giảm tín hiệu, méo tín hiệu do suy giảm
5
và hiện tợng nhiễu tạp, hiện tợng méo do giữ chậm (vì tốc độ truyền tín
hiệu qua đờng truyền bị biến đổi theo tần số).
Hiện tợng nhiễu tạp là hiện tợng mà sau khoảng cách truyền tín hiệu
định thì tín hiệu thu đợc là tổ hợp của tín hiệu phát và thành phần không
mong muốn do hệ thống truyền gây ra. Đây là nhân tố chính hạn chế chất l-
ợng hệ thống thông tin. Đáng kể nhất là tạp âm nhiệt vì nó tồn tại trong mọi
thiết bị điện tử và môi trờng truyền. Gọi là tạp âm nhiệt vì nó là một hàm
của nhiệt độ. ảnh hởng của tạp âm nhiệt và hiện tợng suy giảm cờng độ tín
hiệu theo khoảng cách đợc đặc biệt chú ý với tín hiệu analog. Trong các hệ
thống tơng tự, tỷ số tín hiệu trên tạp âm (SNR: Signal Noise Ratio) là một
trong những tham số chủ yếu. Trong các hệ thống số, tỷ số này cũng giữ vai
trò quan trọng nh vậy, nhng nó quan hệ trực tiếp tới tỷ lệ lỗi bít. Trong hệ
thống tơng tự thì tạp âm đợc đa vào tầng trớc của hệ thống và đợc tích luỹ.
Vấn đề này không còn xuất hiện trong hệ thống số có cùng quy mô, cho
phép truyền dẫn số tốt hơn truyền dẫn tơng tự, vì tín hiệu số có quá trình tái
sinh tín hiệu theo ngỡng sau từng cự ly nhất định (tái sinh là quá trình trong
đó một tín hiệu số đã bị méo và bị tiêu hao đợc tái tạo lại để có biên độ và
dạng sóng nh ban đầu) nên suy giảm tín hiệu đợc khắc phục, tạp âm tích
luỹ có thể loại trừ đợc tức là tín hiệu số khoẻ hơn đối với tạp âm so với tín
hiệu analog. Ngoài ra, với tín hiệu số có thể sử dụng mã kênh để sửa lỗi trên
kênh. Việc khai thác, quản trị và bảo trì hệ thống thông tin số có thể thực
hiện một cách tự động cao độ. Cuối cùng, tín hiệu số có thể truyền đa khá

dễ dàng mọi loại bản tin rời rạc hay liên tục, tạo tiền đề cho việc hợp nhất
các mạng thông tin truyền đa các loại dịch vụ thoại hay số liệu thành một
mạng duy nhất.
Do tín hiệu số có độ dài hữu hạn nên phổ của chúng nhận qua biến đổi
Fourrier sẽ trải ra vô hạn trên miền tần số. Nhợc điểm căn bản của hệ thống
thông tin số so với hệ thống thông tin tơng tự trớc đây là phổ chiếm của tín
hiệu số khi truyền các bản tin liên tục tơng đối lớn hơn so với phổ của tín
6
hiệu analog. Sẽ không nảy sinh vấn đề gì trong việc truyền các tín hiệu có
dạng sóng có phổ rộng nh vậy trên kênh liên tục nếu băng tần truyền dẫn
của hệ thống không bị hạn chế, đặc tính biên độ hoàn toàn bằng phẳng còn
đặc tuyến pha thì hoàn toàn tuyến tính. Trên thực tế băng tần truyền dẫn
không phải là vô hạn do con ngời cha tận dụng đợc hết trục tần số để truyền
tín hiệu sóng điện từ. Băng tần truyền dẫn do vậy là một tài nguyên quý và
hiếm cần phải sẻ chia cho nhiều đối tợng cùng sử dụng. Để hạn chế phổ
nhằm tăng số hệ thống có thể cùng công tác trên một băng sóng cho trớc,
ngời ta sử dụng các mạch lọc. Do vậy, hàm truyền tổng cộng của cả hệ
thống truyền dẫn số sẽ có đặc tính của một mạch lọc. ở đầu ra, phổ của tín
hiệu thu đợc bị hạn chế bởi đặc tính lọc của hệ thống nên tín hiệu thu đợc
của một symbol sẽ trải ra vô hạn về mặt thời gian (đó là cha kể đến tạp âm).
Điều đó dẫn tới việc tại đầu thu các symbol truyền kế tiếp nhau sẽ chồng
lấn lên nhau về thời gian gây nhiễu lẫn nhau, hiện tợng này trong kỹ thuật
truyền dẫn gọi là xuyên nhiễu giữa các dấu (ISI: Intersymbol Interference).
Sự tồn tại của ISI dẫn đến tín hiệu thu đợc bị méo lớn và do đó tin tức có thể
nhận sai, tại thời điểm lấy mẫu giá trị của tín hiệu thu đợc ở lối ra mạch lấy
mẫu của máy thu theo sơ đồ máy thu lọc phối hợp có thể vợt ngỡng quyết
định và tín hiệu có thể quyết định nhầm. Đây là nguyên nhân chủ yếu gây
hạn chế tốc độ truyền cực đại của tín hiệu. Cần lu ý rằng nhợc điểm về phổ
tần tơng đối lớn của tín hiệu số có thể hạn chế đợc, trong tơng lai khi kỹ
thuật số hoá tín hiệu liên tục phát triển hơn thì khả năng phổ của tín hiệu số

có thể so sánh đợc với tín hiệu analog.
1.2. Sơ đồ tổng quát của hệ thống thông tin.
7
Sơ đồ tổng quát đơn giản của hệ thống thông tin đợc trình bày nh hình vẽ:
Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống thông tin
Sơ đồ mô tả lu đồ xử lý tín hiệu, các thuật toán cơ bản xử lý tín hiệu,
đối với hệ thống thông tin khác nhau thì không nhất thiết phải có đầy đủ
các khối đó, nó bao gồm các khối:
- Tạo khuôn dạng tín hiệu, thực hiện biến đổi tin tức cần truyền thể
hiện ở dạng tín hiệu liên tục hay số thành chuỗi bít nhị phân.
- Mã hoá nguồn và giải mã nguồn tín hiệu, thực hiện nén và giải nén
tin nhằm giảm tốc độ bít để giảm phổ của tín hiệu.
- Mã và giải mã mật, thực hiện mã và giải mã chuỗi bít để bảo mật
tin tức.
- Giải và giải mã kênh nhằm chống nhiễu và tác động của môi trờng
truyền dẫn.
- Ghép và phân kênh, nhằm thực hiện việc truyền tin từ nhiều nguồn
tin khác nhau tới các đích tin trên cùng một hệ thống truyền dẫn.
- Điều chế và giải điều chế số.
- Trải và giải trải phổ nhằm chống nhiễu và bảo mật tin tức.
TO
KHUÔN
M HOá ã
MậT
M HOá ã
KÊNH
GHéP
KÊNH
ĐIềU
CHế

TRảI
PHổ
ĐA
TRUY
NHậP
MáY
PHáT
M HOá ã
NGUồN
MáY
THU
KÊNH
TRUYềN
ĐA
TRUY
NHậP
GIảI
TRảI
PHổ
GIảI
ĐIềU
CHế
PHÂN
KÊNH
GIảI M ã
KÊNH
GIảI M ã
MậT
GIảI M ã
NGUồN

TạO
KHUÔN
8
- Đa truy nhập để cho phép nhiều đối tợng có thể truy nhập mạng
thông tin để sử dụng hệ thống truyền đẫn theo nhu cầu.
- Đồng bộ bao gồm đồng bộ pha sóng và đồng bộ nhịp đối với hệ
thống thông tin liên kết.
- Lọc bao gồm lọc cố định nhằm hạn chế phổ tần, chống tạp nhiễu và
lọc thích nghi nhằm sửa méo tín hiệu gây bởi đờng truyền.
Trong hệ thống thông tin trên thì khối: Tạo khuôn tín hiệu số, điều
chế và giải điều chế là không thể thiếu đợc đối với mọi loại hệ thống thông
tin số.
Trong sơ đồ khối thì ta có thể phân thành hai nhóm chính:
- Các thuật toán xử lý băng gốc bao gồm các thuật toán: Tạo khuôn,
mã hoá nguồn, mã hoá mật, mã hoá kênh, ghép kênh, điều chế số và các
khối ngợc lại ở phần thu.
- Các thuật toán xử lý tín hiệu ở tần số cao hay tín hiệu thông giải
bao gốm: bao gồm các thuật toán liên quan đến đa truy nhập, trải phổ và
thuật toán trộn tần nhằm đa tín hiệu lên tần số cao.
1.3. Chức năng cơ bản của hệ thống thông tin liên lạc
- Các tiện ích hệ thống truyền tin.
- Phối ghép giao diện.
- Tạo tín hiệu.
- Đồng bộ.
- Quản lý trao đổi.
- Phát hiện và điều chỉnh lỗi.
- Điều khiển luồng.
- Địa chỉ.
- Tìm đờng.
- Hồi phục.

- Tạo dạng thông báo.
- Bảo vệ.
9
- Quản lý hệ thống.
* Các tiện ích truyền tin của hệ thống nhằm sử dụng một cách hiệu
quả các phơng tiện truyền tin, bằng cách cho phép nhiều ngời truy nhập,
nhiều thiết bị thông tin sử dụng môi trờng truyền. Chức năng này bao gồm
các kỹ thuật ghép kênh, điều khiển tắc nghẽn
Để thông tin, các thiết bị buộc phải phối ghép với hệ thống truyền.
Toàn bộ các dạng thông tin đều phải thông việc dùng tín hiệu điện từ lan
truyền qua môi trờng truyền. Bởi vậy việc tạo tín hiệu là một yêu cầu tất
yếu của thông tin.
Hệ thống thông tin còn đòi hỏi sự đồng bộ giữa máy phát và máy thu.
Máy thu cần phải biết thời gian tồn tại của phần tử tín hiệu.
* Hai chức năng tiếp theo là: Phát hiện, chỉnh lỗi và điều khiển luồng
cũng có thể nhóm vào chức năng quản lý trao đổi, song do chức năng quan
trọng của chúng nên chúng đựơc tách ra thành các chức năng riêng biệt.
- Phát hiện và chỉnh lỗi là đòi hỏi trong những trờng hợp không cho
phép thông tin sai lạc, thờng là trong các hệ thống xử lý dữ liệu.
- Điều khiển luồng nhằm đảm bảo cho trạm gửi không làm cho trạm
nhận khi gửi dữ liệu quá nhanh mà trạm nhận không xử lý kịp, dẫn đến việc
bỏ qua, mất tin.
* Việc các phơng tiện truyền đợc dùng bởi nhiều đối tợng, nhiều ngời
dùng, việc đánh địa chỉ cần thiết để trạm gửi có thể thông tin đúng với trạm
nhận mà mình mong muốn.
* Hồi phục là một kỹ thuật khác so với phát hiện và chỉnh lỗi. Nh
trong trờng hợp quá trình truyền file bị ngắt do một sự cố nào đó của hệ
thống. Các đối tợng phải có khả năng kích hoạt lại tại điểm bị ngắt hoặc ít
nhất cũng phải hồi phục lại trạng thái của hệ thống về trạng thái khởi thuỷ
để bắt đầu trao đổi.

10
* Hai đối tợng liên lạc với nhau phải có cùng dạng dữ liệu cần trao
đổi. Thoả thuận về điều này đợc hiểu nh định dạng bản tin. Ví dụ hai bên
phải dùng cùng một mã mô tả ký tự.
* Các chức năng bảo vệ cũng rất cần cho hệ thống thông tin liên lạc.
* Quản lý hệ thống là cần thiết để cấu hình hệ thống, giám sát trạng
thái cuả nó, phản ứng với các h hỏng hay quá tải, lập kế hoạch cho phát
triển trong tơng lai.
1.4. ảnh hởng của môi trờng truyền đến chất lợng tín hiệu
1.4.1. Môi trờng truyền
Dữ liệu đợc truyền từ đầu phát tới đầu thu thông qua môi trờng
truyền. Môi trờng truyền có thể là môi trờng định tuyến hay không định
tuyến. Trong cả hai trờng hợp thông tin đều đợc thực hiện thông qua sự
truyền lan của sóng điện từ. Với môi trờng định tuyến đờng đi của sóng
điện từ đợc định sẵn theo một đờng vật lý nh: cáp đôi xoắn, cáp đồng trục,
cáp quang. Môi trờng không định tuyến là môi trờng chỉ cung cấp một ph-
ơng tiện truyền lan sóng điện từ, mà không ràng buộc chúng theo một đờng,
một tuyến nhất định nh truyền lan sóng điện từ trong không khí, qua nớc
Khái niệm đờng truyền trực tiếp dùng để mô tả đờng truyền giũa hai
thiết bị mà trong đó tín hiệu đợc truyền từ đầu phát tới đầu thu không qua
thiết bị trung gian nào ngoại trừ các bộ khuyếch đại hay bộ lặp. Khái niệm
đờng truyền trực tiếp dùng cho cả môi trờng định tuyến và không định
tuyến.
Truyền tin có thể là đơn công, bán song công hay song công hoàn
toàn. Trong truyền đơn công, việc truyền chỉ đuợc truyền một chiều từ trạm
phát tới trạm thu. Truyền bán song công, việc truyền có thể thực hiện theo
hai chiều song công không đồng thời, khi trạm này phát thì trạm kia thu và
ngợc lại. Trong truyền song công, cả hai trạm đều có thể đồng thời thu và
phát, thông tin có thể thực hiện theo cả hai chiều một cách đồng thời.
11

* Truyền thông tin theo kiểu điểm - điểm

Hình 1.2: Mô hình truyền thông tin theo kiểu điểm - điểm
* * Truyền thông tin theo kiểu điểm - đa điểm
Hình1. 3: Mô hình truyền thông tin theo kiểu điểm - đa điểm
1.4.2. Tác động của môi trờng truyền tới tín hiệu
Khi tín hiệu truyền qua môi trờng ít nhiều sẽ bị các tác động làm sai
lạc. Các ảnh hởng chính có thể là:
- Suy giảm và méo tín hiệu do suy giảm.
- Méo do trễ.
- Nhiễu tạp.
1. 4.2.1. Suy giảm
Cờng độ của tín hiệu trên bất cứ một môi trờng nào đều bị suy giảm
theo khoảng cách. Sự suy giảm này thờng theo quy luật hàm logarit trong
các đờng truyền có định tuyến, hay theo một hàm phức tạp trong một môi
bộ thu
phát
môi tr(ờng
Truyền
khuếch
đại hay
bộ lặp
môi tr(ờng
truyền
bộ thu phát
12
bộ thu phát
môi tròng truyền
bộ thu phát
bộ thu phát

khuếch đại
hay bộ lặp
môi trờng truyền
bô thu phát

trờng không định tuyến tuỳ thuộc vào khảng cách và áp suất không khí. Tín
hiệu bị suy giảm tác động đến các yếu tố sau:
- Tín hiệu nhận đợc tại thời điểm thu phải đủ lớn để có thể phát hiện
và khôi phục tín hiệu.
- Tín hiệu nhận đựơc tại điểm thu phải đủ lớn hơn nhiễu một mức
nhất định (đảm bảo tỷ số S/N) để máy thu có thể phát hiện và khôi phục tín
hiệu không bị sai lỗi.
- Độ suy giảm thờng là một hàm tăng theo tần số.
Hai tác động đầu có thể khắc phục khi dùng các bộ khuyếch đại hay
bộ lặp lại.

Hình 1.4
Tác động thứ ba cần đặc biệt chú ý tín hiệu analog. Do vậy suy giảm
thay đổi nh một hàm của tần số nên tín hiệu tại thời điểm thu sẽ bị méo,
khó khôi phục hoàn toàn Để giảm ảnh hởng của vấn đề này ngời ta dùng bộ
san bằng để làm đồng đều độ suy giảm trong toàn dải băng. Điều này thờng
đợc sử dụng trong các đờng điện thoại khi dung các cuộn dây tải để thay
đổi các đặc tính điện cả đờng dây, làm giảm ảnh hởng do suy nhiễu không
Độ suy giảm t
ơng đối(dB)
(so với tần số
1000 HZ)
Tần số
HZ
13

đều. Một phơng thức khác là dùng bộ khuếch đại có độ khuyếch đại ở tần
số cao là lớn hơn so với ở tần thấp.

Hình 1.5: Quan hệ giữa độ suy giảm và giữ chậm theo tần số
trên một kênh thoại
Đây là đồ thị thể hiện dạng đặc tính phổ biến cho đờng thoại đành
riêng. Độ suy giảm đợc biểu diễn dới dạng tơng đối so với độ suy giảm tại
tần số 1000HZ tính theo đơn vị dB . Cụ thể:
N
f
= - 10 log
10
1000
1
p
p
Đờng đứt nét trên hình này mô tả hiệu quả của bộ san bằng. Sự đồng
đều sẽ làm tăng chất liệu tín hiệu thoại cũng nh cho phép tăng tốc độ truyền
dữ liệu số khi truyền qua chúng dùng modem.
1.4.2.2. Méo do giữ chậm
Méo do giữ chậm thờng đáng kể hơn trong môi trờng truyền có định
tuyến. Méo là do tốc độ truyền tín hiệu qua đờng truyền bị biến đổi theo
tần số. Với tín hiệu bị hạn chế băng tần, tốc độ tín hiệu cao nhất thờng ở tần
số trung tâm của giải băng và giảm dần khi tần số dịch ra hai biên. Bởi vậy,
các thành phần tần số khác nhau của tín hiệu sẽ tới đầu thu không cùng
nhau, làm méo tín hiệu tổng cộng.
Tần số
(HZ)
0 500 1500 2000 2500

300
200
100
14
Độ giữ chậm đờng
bao(ms)
Méo do giữ chậm đặc biệt nguy hại đối với tín hiệu số. Trong trờng
hợp này, bản tin đợc phát dới dạng dẫy liên tục các bít, một vài thành phần
tần số của bít này sẽ bị dịch đi trùm lên phần của bít khác, gây nên cái gọi
là méo giao thoa giữa các ký tự, đây là nguyên nhân chủ yếu hạn chế tốc độ
cực đại trên một đờng truyền.
Kỹ thuật san bằng cũng đợc sử dụng để hạn chế méo do giữ chậm.
Trên đồ thị hình 1.4 đờng nét đứt thể hiện hiệu quả của bộ lọc san bằng.
1.4.2.3. Nhiễu tạp
Với môi trờng bất kỳ, tín hiệu thu đợc là tổ hợp của tín hiệu phát và
một thành phần không mong muốn gây ra do hệ thống truyền. Thành phần
này ta gọi là nhiễu tạp, một nhân tố chính hạn chế chất lợng hệ thống thông
tin.
Nhiễu tạp đợc chia thành 4 thành phần chính:
- Tạp âm nhiệt.
- Tạp âm điều chế chéo.
- Xuyên âm.
- Nhiễu xung.
* Tạp âm nhiệt tạo ra do sự chuyển động của electron trong vật dẫn.
Nó tồn tại trong mọi thiết bị điện tử và môi trờng truyền đẫn, nó là một hàm
của nhiệt độ. Tạp âm nhiệt có phân bố đều trong toàn bộ phổ tần và đợc
xem nh tạp âm trắng. Tạp âm nhiệt không thể loại bỏ đợc và vì vậy nó xác
định một giới hạn trên cho đặc tính của hệ thống thông tin. Tạp âm nhiệt
trong giải băng 1 HZ đợc tính:
N

0
= k.T
Với :
N
0
= Mật độ công suất tạp âm, Wats/Hertz.
k = Hằng số boltman = 1.3903
ì
10
23
J/K.
T = Nhiệt độ Kelvin.
15
Tạp âm nhiệt không phụ thuộc vào tần số, bởi vậy tạp âm nhiệt trong
toàn giải băng W Hz sẽ là:
N = k.T.W
Hoặc tính theo decibel Watts:
N = 10 lg k + 10lg T + 10 lg W = -228,6 + 10 lgT + 10lgW
* Nhiễu do điều chế tơng hỗ.
Khi các tín hiệu có tần số khác nhau truyền chung trên một môi trờng
truyền sẽ sinh ra nhiễu do điều chế tơng hỗ. Nhiễu này là thành phần có tần
số là tổng hợp (tổng hay hiệu) của các tần số gốc hay hài bậc cao của nó. Ví
dụ việc trộn hai tín hiệu gốc có tần số tơng ứng là f
1
và f
2
sẽ sinh ra các
sản phẩm nhiễu tơng hỗ n.f
1

m.f
2
và sẽ gây nhiễu cho những tín hiệu có
tần số gần các thành phần này.
Nhiễu do điều chế tơng hỗ sinh ra tại các phần tử phi tuyến trong
máy phát, máy thu cung nh trong hệ thống truyền.
* Nhiễu xuyên âm là nhiễu sinh ra do ghép nối không mong muốn
giữa các đờng tín hiệu khác nhau, nh sự ghép điện giữa các đờng dây song
hành kề cạnh, hay giữa các đôi cáp trong cùng mội ruột cáp nhiều lõi, giữa
các cặp anten vi ba Thông thờng, nhiễu xuyên âm cỡ cùng bậc nhỏ hơn so
với tạp âm nhiệt.
Ba loại nhiễu kể trên đều là nhiễu định trớc và có biên độ hầu nh là
hằng số. Vì vậy có thể tăng năng lợng của hệ thống truyền để chế áp chúng.
Nhiễu xung, trái lại là dạng nhiễu không liên tục, chứa các xung nhiễu
không theo quy luật hay các đột biến xung với thời gian tồn tại ngắn song
biên độ thờng khá lớn. Nhiễu xung thờng tạo ra từ nhiều nguyên nhân khác
nhau, trong đó có cả những nguyên nhân bên ngoài nh đột biến điện từ (ví
dụ nh sét), khi tắt bật máy hay sự cố trong hệ thống thông tin.
Nhiễu xung nói chung là ít ảnh hởng tới hệ thống thông tin analog.
Ví dụ nó chỉ gây nên những tiếng sột soạt trong thông tin thoại mà không
16
làm mất tính toàn vẹn của tin tức cần trao đổi. song nó là một trong những
nguyên nhân chính gây ra sai số trong hệ thống thông tin số. Ví dụ một
xung nhiễu có độ dài là 0.01s sẽ không ảnh hởng đáng kể tới tín hiệu thoại,
song đã làm mất 50 bít dữ liệu khi truyền dữ liệu với tốc độ 4800 b/s.
1.5. Các tham số đánh giá chất lợng của một hệ thống thông tin số
Các tham số chất lợng chủ yếu đối với các hệ thống thông tin số là tốc
độ truyền tin và độ chính xác truyền tin. Tuy nhiên, hai yêu cầu này nói
chung luôn mâu thuẫn nhau. Vì vậy, khi lựa chọn hệ thống và phơng thức

điều chế phải dung hoà mâu thuẫn này. Về nguyên tắc muốn truyền tin thật
chính xác thì phải chấp nhận giảm tốc độ truyền và ngợc lại khi càng tăng
tốc độ truyền tin thì phải chấp nhận lỗi xảy ra càng dày hơn.
Tham số đánh giá độ chính xác truyền tin là tỷ số giữa số bít nhận bị
lỗi trên tổng số bít đã truyền đi trong một khoảng thời gian quan sát nào đó.
Tham số này gọi là tỷ lệ lỗi bít, ký hiệu là BER (Bit Error Ratio). Theo toán
học khi thời gian quan sát tiến tới vô hạn thì tỷ lệ này tiến đến xác suất lỗi
bít. Tuy nhiên thời gian quan sát không thể là vô hạn, nên tỷ lệ lỗi bít chỉ
gần bằng xác suất lỗi bít, song do thói quen ngời ta thờng đồng nhất khái
niệm BER là xác suất lỗi bít. Xác suất lỗi bít trong một hệ thống thông tin
số là độ đo chỉ tiêu chất lợng trung bình của mỗi hệ thống nhng không chỉ
ra tần suất xuất hiện lỗi, nói cách khác là không thể chỉ ra đợc là có bao
nhiêu lỗi xuất hiện trong một giây. Trong thực tế sử dụng tỷ lệ lỗi bít cùng
với khoảng thời gian để tạo nên tính khách quan về chỉ tiêu chất lợng lỗi.
Nhiều trờng hợp cụ thể ứng với các loại dịch vụ nhất định một số các tham
số khác cũng đợc dùng để đánh giá độ chính xác truyền tin nh các giây bị
lỗi trầm trọng (SES: Severely Errored Seconds), các phút suy giảm chất l-
ợng (DM: Degraded Minutes). Trong một hệ thống thông tin số sử dụng ph-
ơng pháp mã hoá tiếng nói nh hệ thống thông tin di động thì độ chính xác
truyền tin còn đợc thể hiện qua tham số chất lợng tiếng nói xét về khía cạnh
chất lợng dịch vụ.
17
Khả năng truyền tin nhanh chóng của một hệ thống thông tin số thờng
đợc đánh giá qua dung lợng tổng cộng B của hệ thống, là tốc độ truyền
thông tin (đơn vị là bit/s) tổng cộng của cả hệ thống với độ chính xác cho
trớc. Tham số này phụ thuộc vào băng tần truyền dẫn của hệ thống, sơ đồ
điều chế số, mức độ tạp nhiễu
Ngoài các yêu cầu và các tham số có tính nguyên tắc nói trên, các hệ
thống thông tin số còn có thêm yêu cầu về tính bảo mật và độ tin cậy. Các
yếu tố về kinh tế nh giá thành, tốc độ thu hồi vốn cũng là một trong những

vấn đề quan trọng cần đợc xem xét.
1.6. Hệ thống truyền dẫn số
Hệ thống truyền dẫn số là tập hợp các phơng tiện bao gồm các thiết bị
phần cứng và phần mềm đợc sử dụng để truyền dẫn số từ lối ra của thiết bị
tạo khuôn ở phần phát tới lối vào của thiết bị tạo khuôn thông tin ở phần thu
của hệ thống thông tin số. Có nhiều loại hệ thống truyền dẫn khác nhau tuỳ
thuộc môi trờng truyền dẫn. Môi trờng truyền là đờng vật lý nối thiết bị
phát và thiết bị thu. Chất lợng và đặc tính của việc truyền tin phụ thuộc vào
tính chất của tín hiệu và môi trờng truyền. Có thể kể đến các hệ thống
truyền dẫn số qua vệ tinh viễn thông, các hệ thống vô tuyến chuyển tiếp số
mặt đất và các hệ thống thông tin dùng cáp đồng trục, cáp xoắn hay cáp sợi
quang Kỹ thuật đ ợc sử dụng để truyền dẫn số trong các hệ thống truyền
dẫn khác nhau nh thế cũng tơng đối khác nhau, phản ánh các tính chất đặc
thù của môi trờng truyền dẫn, tần số công tác cũng nh các loại hình dịch vụ.
Các tham số chất lợng của hệ thống truyền dẫn số cũng đợc đánh giá
thông qua tỷ lệ lỗi bít của hệ thống và dung lợng truyền dẫn. Vấn đề tồn tại
trong các hệ thống truyền dẫn số bất kỳ là trị số BER của nó phụ thuộc chủ
yếu vào tuyến có trị số BER xấu nhất. Điều này không giống nh trong hệ
thống FDM tơng tự vì tuyến có tạp âm lớn nhất có thể chỉ ảnh hởng một
phần rất nhỏ đến tạp âm tổng của hệ thống. Một tham số liên quan tới dung
18
lợng tổng cộng của hệ thống thờng dùng để so sánh các hệ thống truyền dẫn
số với nhau là tích số B.L, với L là khoảng cách lặp cần thiết.
Các tín hiệu số nhận các giá trị trong một tập hữu hạn các giá trị có thể
có và thời gian hữu hạn. Khi tập các giá trị có thể có gồm hai phần tử 0 và
1 thì hệ thống đợc gọi là hệ thống nhị phân và tín hiệu khi đó đợc gọi là
một bít. Khi số các giá trị có thể có khác hai, tổng quát là M thì hệ thống đ-
ợc gọi là hệ thống M mức và tín hiệu đợc gọi là ký hiệu (Symbol). Gọi giá
trị của Symbol thứ k là D
k

và thời gian tồn tại của nó là T
k
. ở đầu thu do
ảnh hởng của môi trờng truyền chúng ta thu đợc tín hiệu khác so với đầu
phát. Giả sử chúng ta thu đợc tín hiệu là D
k

và thời gian tồn tại của nó là
T
k

. Nếu D
k

khác D
k
thì tín hiệu thứ k đợc gọi là bị lỗi, nếu T
k

khác T
k
thì
tín hiệu thứ k đợc gọi là có Jitter (sự rung pha). Các tham số kỹ thuật chung
nhất đối với các loại hệ thống truyền dẫn số khác nhau, thể hiện chỉ tiêu
chất lợng cơ bản của hệ thống là tỷ lệ lỗi bít và Jitter. Đối với hệ thống nhị
phân thì xác suất lỗi bít BER đợc định nghĩa là:
BER = P{D
k
D
k

}, với P{.} là xác suất
Khi T
k

= T
k
+ T thì || đợc gọi là Jitter, tính theo phần trăm.
Trong trờng hợp truyền dẫn tín hiệu nhiều mức thì P{D
k
D
k

} đợc gọi
là tỷ lệ lỗi symbol (SER: Symbol Error Ratio). Điều mà ta thực sự quan tâm
là so sánh xác suất lỗi bít của hệ thống với nhau. Tuy nhiên, một symbol
gồm có k = log
2
M bít nên việc thu sai một symbol có thể dẫn đến sai không
chỉ một bít. Vì vậy, làm rõ mối quan hệ giữa SER và BER là thực sự cần
thiết. Dễ dàng suy ra:

SERBER
K
SER


Để tránh việc sai lỗi symbol dẫn đến hiện tợng lỗi bít kép, ngời ta th-
ờng sử dụng mã Gray để thực hiện ánh xạ chuỗi bít thành M mức. Đặc điểm
của mã Gray là các symbol lân cận nhau trên bản đồ sao tín hiệu

19
(Constellation) chỉ khác nhau duy nhất một bít. Nếu nh tỷ số của tín hiệu
trên tạp âm không quá lớn thì khi một symbol bị lỗi thì chỉ dẫn đến một bít
lỗi. Khi đó BER có quan hệ chặt chẽ với SER nh sau:

Mlog
SER
BER
2
=

Thực tế khi
-3
10BER
thì hệ thống truyền dẫn đợc xem là gián đoạn, vì
khi đó ngay cả dịch vụ Telex (điện báo truyền chữ) là loại dịch vụ chịu đợc
chất lợng truyền dẫn kém nhất cũng không thể truyền đợc. Jitter đợc xem là
lớn nếu lớn hơn 5%.
1.7. Lập kế hoạch hệ thống số
Nhiệm vụ của nhà thiết kế hệ thống truyền dẫn số là cung cấp một hệ
thống kinh tế để truyền thông tin từ nơi phát đến nơi thu với tốc độ và độ tin
cậy mà ngời sử dụng chấp nhận. Hai thông số quan trọng mà ngời thiết kế
cần nắm rõ là thông số tín hiệu đợc phát và độ rộng băng tần truyền dẫn.
Chúng cùng với mật độ phổ công suất của tạp âm xác định tỷ số giữa năng
lợng một bít tín hiệu và mật độ công suất tạp âm
o
b
N
E
. Tỷ số này xác định

đơn trị tỷ lệ lỗi bít đối với một sơ đồ điều chế cho trớc. Các thiết kế thực tế
thờng đặt ra giới hạn mà ta có thể phân bổ cho mật độ công suất tạp âm.
Để lập kế hoạch hệ thống số, cần xem xét chất lợng của các bộ phận
thiết bị hoặc phân chia hệ thống nhằm đạt đợc mục tiêu hoạt động truyền
dẫn từ đầu đến cuối khi chúng liên kết thành hệ thống hoàn chỉnh. ở một
địa hạt cha khai thác thì không có các vấn đề tơng thích với các thiết bị
đang có nhng vấn đề tơng thích trở nên cực kỳ phức tạp khi xét với các
mạng lới đã đợc thiết lập. Cần phải xác định đợc cấu trúc mạng sau khi đợc
trang bị mới. Có thể đa chuyển mạch số và truyền dẫn vào theo ba phơng
pháp chính, đó là chồng lấn lên thiết bị hiện có hoặc tiến hành thay thế các
thiết bị hiện có hoặc nâng cấp trang thiết bị tơng tự già cỗi. Về nguyên lý
thì phơng pháp chồng lấn có nghĩa là mạng tơng tự đợc mở rộng với thiết bị
20
số để hình thành một mạng thông tin số liên kết. Trong thực tế, hầu nh
không có phơng pháp nào đợc tiến hành riêng biệt mà thờng dùng kết hợp
các phơng pháp đó ở từng phần khác nhau theo từng giai đoạn phát triển.
Việc trang thiết bị mới và ảnh hởng của nguồn tạp âm khác nhau làm giảm
chất lợng mạng mới và mạng cũ nên cần có kế hoạch phân chia ảnh hởng
của nguồn tạp âm cho mỗi bộ phận riêng biệt của thiết bị hoặc hệ thống đối
với tiêu chuẩn tạp âm chung. Các yếu tố khác đòi hỏi đối với mạng số liên
kết dựa trên cơ sở kinh tế là duy trì giá thành tuyến thấp và lựa chọn các
thiết bị truyền dẫn băng rộng mới hiện có.
Vấn đề rất quan trọng nữa là với nhu cầu thông tin tăng nhanh dẫn đến
quá tải của cáp trung kế và cáp đờng dài. Vì vậy, lập kế hoạch chi tiết của
các mạng truyền dẫn số cho nhu cầu ngắn hạn, trung hạn và dài hạn có ảnh
hởng quyết định đến việc số hoá mạng lới.
Thời gian để chuyển một hệ thống tơng tự sang số là hết sức quan
trọng đối với tuổi thọ của thiết bị hiện có, giá thành chuyển đổi có thể ảnh
hởng tới chuyển đổi của một số vùng trong mạng hoặc hệ thống mạng. Việc
phối hợp tần số, sử dụng băng tần và khả năng đáp ứng hầu hết chức năng

và độ tin cậy cũng nh việc sử dụng thiết bị và số lợng sản xuất phù hợp đều
là những vấn đề hết sức phức tạp. Nếu nh vấn đề này có thể giải quyết đợc
thì yếu tố quyết định là thời gian dự kiến trớc khi bỏ bất kỳ thiết bị nào đã
chọn, thiết kế trang thiết bị và chỉ tiêu hoạt động hiện tại cũng nh tơng lai.
Cần phải xem xét yêu cầu tốc độ bít hiện tại và tơng lai, cũng nh nhu
cầu truyền dẫn thông tin video và truyền hình, truyền thông tin song công
hay đơn công. Vị trí của trạm số hiện nay và trong tơng lai của cáp sợi
quang, sử dụng tuyến của các mạng số riêng, truyền hình, các trạm mặt đất
vệ tinh, thiết bị đầu cuối cáp biển và các mạng giám sát, cùng với tính linh
hoạt trong sử dụng tuyến cũng là một vấn đề quan trọng.
Cuối cùng lập kế hoạch truyền dẫn của mạng mới hoặc mạng hỗn hợp
không chỉ bao gồm việc kết hợp các hệ thống đờng dài, dung lợng trung
21
bình và các hệ thống cự ly ngắn, dung lợng rất lớn trên cáp đồng trục, vi ba
số hoặc cáp sợi quang mà còn phải xem xét cả tính kinh tế thay đổi liên tục
của mỗi loại hệ thống.
Kết luận chơng 1 qua chơng này cho ta biết một cách tổng quan về
hệ thống thông tin. Nghiên cứu tổng quát về sơ đồ khối chức năng của hệ
thống thông tin và các đặc điểm của nó. Đồng thời ta còn nghiên cứu các
yếu tố của môi trờng ảnh hởng tới chất lợng của tín hiệu để từ đó các nhà
thiết kế chế tạo, sản xuất có kế hoạch và phơng pháp phù hợp để hạn chế
tác động của các yếu tố môi trờng đến chất lợng của của các dịch vụ khác
nhau của hệ thống thông tin. Qua đây cho ta thấy đựoc các u điểm của hệ
thống thông tin số, so với hệ thống thông tin tơng tự để tận dụng phát triển
hệ thống thông tin số phục vụ cho tơng lai.
22
Chơng 2
các phơng pháp điều chế số và các phơng pháp mã
hoá
2.1. Truyền dẫn tín hiệu số bằng điều chế sóng mang

Định nghĩa: Tín hiệu số là tín hiệu có số trạng thái biểu diễn dữ liệu là
xác định (hữu hạn).
Tín hiệu số có hai trạng thái phân biệt gọi là tín hiệu số nhị phân. Sử
dụng hai mức 0 và V để biểu diễn dữ liệu 0 và 1 gọi là tín hiệu số nhị
phân đơn cực. Sử dụng hai mức +V và -V để biểu diễn dữ liệu 0 và 1
gọi là tín hiệu số nhị phân lỡng cực.
s(t)
t
x
2t
x

H

L 1 0 1 1
0 t
1
t
2
t
3
t
4
t
H: Hight L: Low
Hình 2.1. Dạng đơn cực của tín hiệu số nhị phân
S(t)
+U
0
1 1 1

t
-1 -1
-U
0

23
Hình 2.2. Dạng lỡng cực của tín hiệu số nhị phân
Mỗi tín hiệu có thể biểu diễn 1 bít tín hiệu nhị phân, sự thay đổi dạng
tín hiệu giá trị số nhị phân.
Thời điểm đặc trng là thời điểm tại đó tín hiệu có thể thay đổi trạng
thái theo dữ liệu (trên hình, các thời điểm đặc trng là 0, t
1
, t
2
, t
4
).
Thời điểm đặc trng thực sự là thời điểm tại đó tín hiệu thực sự thay đổi
trạng thái theo dữ liệu (trên hình, các thời điểm đặc trng thực sự là t
1
, t
2
, t
4
).
Đơn vị tín hiệu (t
x
): Là khoảng thời gian nhỏ nhất mà tín hiệu không
thay đổi trạng thái.
Các tín hiệu khác có độ rộng bằng số nguyên lần đơn vị tín hiệu.

0 t
1
: Độ rộng là t
x
.
t
1
t
2
: Độ rộng là t
x
.
t
2
t
4
: Độ rộng là 2t
x
.
Trong trờng hợp truyền dẫn thông tin số thông qua các kênh băng gốc
thì tín hiệu số mang thông tin đợc truyền trực tiếp qua kênh mà không sử
dụng sóng mang hình sin. Tuy nhiên, phổ của tín hiệu số thờng rất rộng.
Phổ tần này nói chung không phù hợp với đờng truyền, vì thực tế hầu hết
các kênh thông tin thờng có băng thông hữu hạn. Các loại mã hoá khác
nhau có thể cải thiện phần nào đặc tính phổ tần của tín hiệu (cho phù hợp
với đờng truyền) nhng chỉ cho phép truyền dữ liệu số với khoảng cách hạn
chế. Để truyền tín hiệu đi xa qua các kênh nói trên, nhất thiết phải dịch
chuyển tần số tín hiệu mang thông tin lên băng tần của kênh, quá trình dịch
chuyển đó gọi là quá trình điều chế.
Đối với một hệ thống truyền dẫn có băng tần hạn chế, để nâng cao

hiệu quả sử dụng phổ, ngời ta thờng sử dụng các sơ đồ điều chế nhiều mức,
dẫn đến hệ thống truyền dẫn số trở thành hệ thống nhiều mức. Bộ điều chế
trong các hệ thống truyền dẫn nhiều mức nh vậy có hai chức năng cơ bản là
ghép mỗi k bít từ đầu ra của một nguồn tin nhị phân thành symbol (có thể
24
có M=2
k
giá trị khác nhau) và ánh xạ một - một tập các giá trị của symbol
với tập các tín hiệu dạng sóng. Nhiệm vụ đó rất rõ ràng, trực quan nhng cực
kỳ quan trọng và không thể thiếu, nên đợc coi là bộ não của hệ thống.
Khi truyền tín hiệu đi xa, do ảnh hởng của đờng truyền và các tác động
không mong muốn tham gia vào quá trình xử lý và truyền dẫn tín hiệu nên
cần phải tốn một năng lợng nhất định. Lập kế hoạch xây dựng một hệ thống
số với một xác suất lỗi nhất định cho trớc, để đạt đợc dung lợng truyền dẫn
theo yêu cầu nào đó cần lu ý độ rộng băng tần sử dụng và công suất tín hiệu
luôn là hai tham số ngợc nhau. Nếu sử dụng băng tần nhỏ để tăng dung l-
ợng của hệ thống thì phải tăng công suất tín hiệu. Ngợc lại, nếu công suất
tín hiệu nhỏ thì băng tần truyền dẫn phải lớn. Công suất tín hiệu phải nhỏ
nhất là một trong những tiêu chí của hệ thống truyền dẫn. Mặt khác băng
tần truyền dẫn là một tài nguyên quý hiếm cần phải chia sẻ cho nhiều ngời
cùng sử dụng nên việc hạn chế băng tần tối thiểu cho mỗi hệ thống cũng là
một tiêu chí tối u. Bài toán tối u của hệ thống truyền dẫn số xác định những
nguyên lý căn bản trong kỹ thuật truyền dẫn số, về cơ bản xoay quanh các
bài toán xác định cấu trúc hệ thống. Thực chất của bài toán là việc lựa chọn
tập tín hiệu hay phơng thức điều chế nhằm đạt đợc hiệu quả sử dụng phổ
theo yêu cầu với công suất tín hiệu nhỏ nhất, mà vẫn đảm bảo đợc xác suất
thu lỗi đã cho.
Việc xử lý tín hiệu băng gốc số thành dạng thích hợp để truyền trên
kênh thông tin phụ thuộc vào môi trờng truyền dẫn. Lý do vì các loại kênh
thông tin có các đặc tính và hạn chế riêng. Muốn xác định sơ đồ điều chế

thích hợp cần xem xét tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm ứng với tỷ lệ lỗi bít cho tr-
ớc, hiệu suất sử dụng phổ đo bằng bit/s/Hz, tính phức tạp cũng nh giá thành
thiết bị.
Đặt nền móng cho những lập luận, tính toán và so sánh trong phần
trình bày về các kỹ thuật điều chế sử dụng trong truyền dẫn số chúng ta cần
nắm vững lý thuyết về kỹ thuật truyền dẫn tín hiệu băng gốc, các kỹ thuật
25