siled và điều chế số

Siled về Điều Chế Số
Siled về Điều Chế Số
Điều Chế Số
Điều Chế Số
Nội Dung silde :
Nội Dung silde :

Các khái niệm cơ bản về điều chế
Các khái niệm cơ bản về điều chế

Điều chế tương tự .
Điều chế tương tự .

Điều chế số
Điều chế số

Áp dụng điều chế số trong các hệ thống thông tin số :
Áp dụng điều chế số trong các hệ thống thông tin số :
GSM ; WCDMA ; CDMA2000 ; FH ….
GSM ; WCDMA ; CDMA2000 ; FH ….
Điều Chế Số
Điều Chế Số
Yêu Cầu :
Yêu Cầu :






Lắm thật chắc những khái niệm : băng

Lắm thật chắc những khái niệm : băng
thông ; băng tần ; tốc độ bít và thông lượng
thông ; băng tần ; tốc độ bít và thông lượng
kênh .
kênh .






Có cái nhìn đơn giản ; tưởng tượng và hình
Có cái nhìn đơn giản ; tưởng tượng và hình
dạng tín hiệu điều chế
dạng tín hiệu điều chế




Đánh giá về điều chế số ; điều chế đơn và đa
Đánh giá về điều chế số ; điều chế đơn và đa
mức
mức


và ảnh hưởng của chúng tới tốc độ
và ảnh hưởng của chúng tới tốc độ





Giải thích và hiểu hơn về việc lựa chọn
Giải thích và hiểu hơn về việc lựa chọn
kênh cho những hệ thống thông tin vô tuyến .
kênh cho những hệ thống thông tin vô tuyến .
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1.1 . Khái niệm về điều chế :
1.1 . Khái niệm về điều chế :
*)Điều chế là việc dùng dao động cao tần để
*)Điều chế là việc dùng dao động cao tần để
truyền tải tin tức bằng cách thay đổi 1 trong
truyền tải tin tức bằng cách thay đổi 1 trong
các thông số của giao động cao tần tỷ lệ tuyến
các thông số của giao động cao tần tỷ lệ tuyến
tính với tín hiệu tin tức .
tính với tín hiệu tin tức .


*) 3 Thông số : Biên độ => AM ; ASK
*) 3 Thông số : Biên độ => AM ; ASK


Tần số=> FM ; FSK
Tần số=> FM ; FSK


pha =>PM ;PSK
pha =>PM ;PSK
1. Các Khái Niệm Cơ Bản

1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1.2 . Tại sao cần phải điều chế ?
1.2 . Tại sao cần phải điều chế ?
Có 3 lý do để trả lời cho câu hỏi trên
Có 3 lý do để trả lời cho câu hỏi trên
*) Để tín hiệu tần số thấp được dịch chuyển lên
*) Để tín hiệu tần số thấp được dịch chuyển lên
tần số cao để có khả năng truyền đi xa .
tần số cao để có khả năng truyền đi xa .
*) Để thu phát đảm bảo trong môi trường vô
*) Để thu phát đảm bảo trong môi trường vô
tuyến .
tuyến .
*) Sử dụng giải tần vô tuyến hiệu quả .
*) Sử dụng giải tần vô tuyến hiệu quả .
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1.2 . Tại sao cần phải điều chế ?
1.2 . Tại sao cần phải điều chế ?
*) Lý do 1 :Vì tần số tín hiệu tỉ lệ thuận với năng
*) Lý do 1 :Vì tần số tín hiệu tỉ lệ thuận với năng
lượng bức xạ điện từ vào môi trường không
lượng bức xạ điện từ vào môi trường không
gian thông qua antenna :
gian thông qua antenna :


+)G = muy ( pi .D.f / C ) bình
+)G = muy ( pi .D.f / C ) bình
+) EIRP = Pt . Gt ( w)

+) EIRP = Pt . Gt ( w)




EIRP tỉ lệ thuận với f
EIRP tỉ lệ thuận với f


tín hiệu tần số cao
tín hiệu tần số cao
thì có khả năng truyền đi xa hơn
thì có khả năng truyền đi xa hơn
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1.2 . Tại sao cần phải điều chế ?
1.2 . Tại sao cần phải điều chế ?
*) Lý do thứ 2 : Tín hiệu băng gốc là tổng hợp của
*) Lý do thứ 2 : Tín hiệu băng gốc là tổng hợp của
nhiều tín hiệu đơn lẻ có tần số khác nhau
nhiều tín hiệu đơn lẻ có tần số khác nhau
VD : tiếng nói thoại thì là tổng hợp của nhiều tín hiệu
VD : tiếng nói thoại thì là tổng hợp của nhiều tín hiệu
có tần số trong dải 0 , 3 Khz - 3, 4Khz
có tần số trong dải 0 , 3 Khz - 3, 4Khz


Nếu truyền tải tín hiệu băng gốc ra không gian thì ,
Nếu truyền tải tín hiệu băng gốc ra không gian thì ,
do suy hao và thời gian trễ mà tại đầu thu anten thu sẽ

do suy hao và thời gian trễ mà tại đầu thu anten thu sẽ
ko thể khôi phục được tin tức ban đầu . ( do trễ và suy
ko thể khôi phục được tin tức ban đầu . ( do trễ và suy
hao các tín hiệu thành phần )
hao các tín hiệu thành phần )
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1.2 . Tại sao cần phải điều chế ?
1.2 . Tại sao cần phải điều chế ?
*) Lý Do thứ 3 : Nếu không sử dụng điều chế
*) Lý Do thứ 3 : Nếu không sử dụng điều chế
thì hệ thống nào cũng truyền tải băng gốc thì
thì hệ thống nào cũng truyền tải băng gốc thì
thì gây nhiễu loạn xạ
thì gây nhiễu loạn xạ






Chính vì vậy cần phải phân bổ dải tần cho
Chính vì vậy cần phải phân bổ dải tần cho
các hệ thống . Tín hiệu băng gốc của các hệ
các hệ thống . Tín hiệu băng gốc của các hệ
thống có thể giống nhau nhưng sau điều chế
thống có thể giống nhau nhưng sau điều chế
chúng lại được truyền chung vào trong môi
chúng lại được truyền chung vào trong môi
trường vô tuyến .

trường vô tuyến .
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1.3. Quan hệ giữa cự ly TD và tần số F :
1.3. Quan hệ giữa cự ly TD và tần số F :
Có 2 mâu thuẫn về Cự ly và tần số sóng mang F
Có 2 mâu thuẫn về Cự ly và tần số sóng mang F
*) Tần số càng cao
*) Tần số càng cao


khả năng bức xạ điện từ
khả năng bức xạ điện từ
càng lớn => truyền đi càng xa . ( L tỉ lệ thuận
càng lớn => truyền đi càng xa . ( L tỉ lệ thuận
với tần số F )
với tần số F )
*) Tần số càng cao
*) Tần số càng cao


Suy hao càng lớn ( L tỉ lệ
Suy hao càng lớn ( L tỉ lệ
nghịch với tần số F )
nghịch với tần số F )


Vậy đâu là câu trả lời cho câu hỏi trên ?
Vậy đâu là câu trả lời cho câu hỏi trên ?
1. Các Khái Niệm Cơ Bản

1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1.3. Quan hệ giữa cự ly TD và tần số F :
1.3. Quan hệ giữa cự ly TD và tần số F :
Để trả lời câu hỏi trên ta giả thiết như sau :
Để trả lời câu hỏi trên ta giả thiết như sau :


Máy phát với công suất Pt ; qua anten a sang
Máy phát với công suất Pt ; qua anten a sang
ben thu với khoảng cách R với antenna B
ben thu với khoảng cách R với antenna B
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1.3. Quan hệ giữa cự ly TD và tần số F :
1.3. Quan hệ giữa cự ly TD và tần số F :


( Biểu diễn công thức lên bảng )
( Biểu diễn công thức lên bảng )

Rõ dàng ta thấy công suất tại đầu thu của anten
Rõ dàng ta thấy công suất tại đầu thu của anten
vẫn lợi nhiều hơn rất nhiều khi tần số lớn
vẫn lợi nhiều hơn rất nhiều khi tần số lớn
Nên tần số cao thì truyền tải được đi xa hơn là
Nên tần số cao thì truyền tải được đi xa hơn là
lợi thế
lợi thế
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1. Các Khái Niệm Cơ Bản

1.3. Quan hệ giữa cự ly TD và tần số F :
1.3. Quan hệ giữa cự ly TD và tần số F :
*) Tuy nhiên sự truyền sóng điện từ còn phụ
*) Tuy nhiên sự truyền sóng điện từ còn phụ
thuộc vào rất nhiều vào thành phần khác của
thuộc vào rất nhiều vào thành phần khác của
môi trường như : sự phản xạ ; khúc xạ ; khi
môi trường như : sự phản xạ ; khúc xạ ; khi
quyển ; tầng đối lưu ….
quyển ; tầng đối lưu ….
*)Hơn nữa những ảnh hưởng này ko ảnh hưởng
*)Hơn nữa những ảnh hưởng này ko ảnh hưởng
đồng đều tới dải tần số của chúng ta
đồng đều tới dải tần số của chúng ta


Nên
Nên
cần lựa chọn dải tần phù hợp với từng hệ
cần lựa chọn dải tần phù hợp với từng hệ
thống
thống
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1.3. Quan hệ giữa cự ly TD và tần số F :
1.3. Quan hệ giữa cự ly TD và tần số F :
Do vậy mà câu hỏi “ Cự ly truyền dẫn và tần số
Do vậy mà câu hỏi “ Cự ly truyền dẫn và tần số
sẽ không có câu trả lời tuyệt đối .
sẽ không có câu trả lời tuyệt đối .

*) Dải tần số sóng mang phù hợp và được lựa
*) Dải tần số sóng mang phù hợp và được lựa
chọn cho các hệ thống như sau :
chọn cho các hệ thống như sau :
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1.3. Quan hệ giữa cự ly TD và tần số F :
1.3. Quan hệ giữa cự ly TD và tần số F :
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1.4. Khái niệm về băng tần :
1.4. Khái niệm về băng tần :


1.4.1. Băng tần :là dải tần số được giới hạn bởi
1.4.1. Băng tần :là dải tần số được giới hạn bởi
tần số Fmin và Fmax .Mỗi hệ thống sẽ được
tần số Fmin và Fmax .Mỗi hệ thống sẽ được
cấp 1 băng tần phù hợp với ứng dụng của
cấp 1 băng tần phù hợp với ứng dụng của
nó .
nó .


Việc cấp phát do cục tần số quy định.
Việc cấp phát do cục tần số quy định.


1.4.2.Băng thông: Cần phân biệt băng thông của
1.4.2.Băng thông: Cần phân biệt băng thông của

tín hiệu và băng thông kênh truyền
tín hiệu và băng thông kênh truyền


Thông
Thông
thường thì băng thông tín hiệu bằng băng
thường thì băng thông tín hiệu bằng băng
thông kênh truyền để tiếp kiệm tài nguyên .
thông kênh truyền để tiếp kiệm tài nguyên .
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1.4. Khái niệm về băng tần :
1.4. Khái niệm về băng tần :
*) Băng thông tín hiệu :Với mỗi tín hiệu đều được tạo
*) Băng thông tín hiệu :Với mỗi tín hiệu đều được tạo
lên từ sự kết hợp của những tín hiệu hình sin đơn lẻ
lên từ sự kết hợp của những tín hiệu hình sin đơn lẻ


Băng thông tín hiệu chính là dải tần của tín hiệu
Băng thông tín hiệu chính là dải tần của tín hiệu
hình sin đơn lẻ có tần số thấp nhất , đến tín hiệu hình
hình sin đơn lẻ có tần số thấp nhất , đến tín hiệu hình
sin đơn lẻ có tần số cao nhất .
sin đơn lẻ có tần số cao nhất .
*) Ví dụ : Tín hiệu thoại : thì băng thông sẽ là : 0,3 Khz
*) Ví dụ : Tín hiệu thoại : thì băng thông sẽ là : 0,3 Khz
- 3 ,4Khz (vậy tín hiệu sin đơn lẻ có tần số thấp nhất
- 3 ,4Khz (vậy tín hiệu sin đơn lẻ có tần số thấp nhất

là 0,3Khz và …. ) Và dĩ nhiên sẽ ko có tín hiệu thành
là 0,3Khz và …. ) Và dĩ nhiên sẽ ko có tín hiệu thành
phần đơn lẻ nào nằm ngoài dải tần trên của tín hiệu
phần đơn lẻ nào nằm ngoài dải tần trên của tín hiệu
thoại .
thoại .
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1.4. Khái niệm về băng tần :
1.4. Khái niệm về băng tần :
*) Băng thông kênh truyền :Với khái niệm về băng
*) Băng thông kênh truyền :Với khái niệm về băng
thông tín hiệu như trên , rõ dàng để truyền tải tín hiệu
thông tín hiệu như trên , rõ dàng để truyền tải tín hiệu
đi thì những tín hiệu hình sin đơn lẻ phải có tần số
đi thì những tín hiệu hình sin đơn lẻ phải có tần số
lằm trong dải tần mà kênh truyền cho qua
lằm trong dải tần mà kênh truyền cho qua


khi đó
khi đó
thì băng thông kênh truyền tối thiểu phải bằng băng
thì băng thông kênh truyền tối thiểu phải bằng băng
thông tín hiệu
thông tín hiệu
*)Vậy băng thông kênh truyền : là dải tần được gán cho
*)Vậy băng thông kênh truyền : là dải tần được gán cho
1 người sử dung để truyền tải dữ liệu.
1 người sử dung để truyền tải dữ liệu.

Băng thông kênh có thể rộng để chỉ truyền tải tín hiệu
Băng thông kênh có thể rộng để chỉ truyền tải tín hiệu
băng thông nhỏ
băng thông nhỏ


tuy nhiên để tiết kiệm tài nguyên
tuy nhiên để tiết kiệm tài nguyên
thì băng thông kênh thường = băng thông tín hiệu .
thì băng thông kênh thường = băng thông tín hiệu .
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1.4. Khái niệm về băng tần :
1.4. Khái niệm về băng tần :
*) Để dễ hình dung ta xét ví dụ :
*) Để dễ hình dung ta xét ví dụ :
Cục tần số cấp cho GSM dải tần : 890Mhz – 915Mhz
Cục tần số cấp cho GSM dải tần : 890Mhz – 915Mhz
cho đường lên . Vậy :ở đây băng tần chính là 890Mhz
cho đường lên . Vậy :ở đây băng tần chính là 890Mhz
– 915 Mhz . Ta có thể tạo 1 kênh truyền có băng
– 915 Mhz . Ta có thể tạo 1 kênh truyền có băng
thông 25Mhz chỉ để truyền tín hiệu thoại có băng
thông 25Mhz chỉ để truyền tín hiệu thoại có băng
thông 4 Khz . Tuy nhiên để tiết kiệm tài nguyên thì
thông 4 Khz . Tuy nhiên để tiết kiệm tài nguyên thì
người ta cần chia nhỏ bằng tần 25Mhz ra thành những
người ta cần chia nhỏ bằng tần 25Mhz ra thành những
kênh truyền băng thông nhỏ hơn ( cụ thể là 200Khz) .
kênh truyền băng thông nhỏ hơn ( cụ thể là 200Khz) .

Vì với độ rộng băng 200Khz là đủ truyền tải tín hiệu
Vì với độ rộng băng 200Khz là đủ truyền tải tín hiệu
thoại có băng thông 4 Khz .
thoại có băng thông 4 Khz .
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1.4. Khái niệm về băng tần :
1.4. Khái niệm về băng tần :
*) Lẽ ra thì băng thông tín hiệu thoại là 4 Khz thì chỉ
*) Lẽ ra thì băng thông tín hiệu thoại là 4 Khz thì chỉ
cần kênh có độ rộng 4Khz là đủ . Tuy nhiên nên nhớ
cần kênh có độ rộng 4Khz là đủ . Tuy nhiên nên nhớ
rằng tín hiệu thoại của ta đã được số hóa ( mà B tín
rằng tín hiệu thoại của ta đã được số hóa ( mà B tín
hiệu số > tín hiệu tương tự nhiều )
hiệu số > tín hiệu tương tự nhiều )
*) Ở AMPS thì tín hiệu là tương tự , tuy nhiên lại cần
*) Ở AMPS thì tín hiệu là tương tự , tuy nhiên lại cần
kênh có độ rộng 25 Khz là vì nó sử dụng pp điều chế
kênh có độ rộng 25 Khz là vì nó sử dụng pp điều chế
FM :
FM :


Băng thông kênh truyền ko những phụ thuộc
Băng thông kênh truyền ko những phụ thuộc
vào băng thông tín hiệu mà còn phụ thuộc vào loại
vào băng thông tín hiệu mà còn phụ thuộc vào loại
điều chế .
điều chế .

1. Các Khái Niệm Cơ Bản
1. Các Khái Niệm Cơ Bản

Tất cả những j ta xét ở trên là những vấn đề xét với
Tất cả những j ta xét ở trên là những vấn đề xét với
tín hiệu tương tự . băng thông tín hiệu ; băng thông
tín hiệu tương tự . băng thông tín hiệu ; băng thông
kênh truyền là biểu trưng cho xử lý tương tự
kênh truyền là biểu trưng cho xử lý tương tự

Tuy nhiên trong xử lý số những khái niệm này cũng
Tuy nhiên trong xử lý số những khái niệm này cũng
vẫn còn đúng như đã ẩn đi và thay thế bằng các đại
vẫn còn đúng như đã ẩn đi và thay thế bằng các đại
lượng khác đặc trưng hơn : tốc độ bít ; và thông
lượng khác đặc trưng hơn : tốc độ bít ; và thông
lượng kênh ( bản chất chúng đều hình thành từ
lượng kênh ( bản chất chúng đều hình thành từ
những khái niệm trên mà thôi ) . Hai khái niệm này sẽ
những khái niệm trên mà thôi ) . Hai khái niệm này sẽ
được đề cập sau khi tìm hiểu xong về điều chế .
được đề cập sau khi tìm hiểu xong về điều chế .
2.Điều Chế Tương Tự.
2.Điều Chế Tương Tự.
2.1.Điều chế biên độ AM :
2.1.Điều chế biên độ AM :
*) Định nghĩa : Thông số biên độ của sóng
*) Định nghĩa : Thông số biên độ của sóng
mang cao tần biến điệu theo hình dạng của tin
mang cao tần biến điệu theo hình dạng của tin

tức
tức


ta được loại điều chế biên độ AM :
ta được loại điều chế biên độ AM :
+)tin tức : m(t) = Vm.Cos Wm .t
+)tin tức : m(t) = Vm.Cos Wm .t
+) Sóng mang : X(t) = Vc . Cos Wc . T
+) Sóng mang : X(t) = Vc . Cos Wc . T


Vam (t) = Vc.Cos Wc.t + Vm/Vc .Cos
Vam (t) = Vc.Cos Wc.t + Vm/Vc .Cos
Wm .t Cos Wc.t
Wm .t Cos Wc.t
2.Điều Chế Tương Tự
2.Điều Chế Tương Tự
Hình dạng điều chế AM:
Hình dạng điều chế AM:
2.Điều Chế Tương Tự.
2.Điều Chế Tương Tự.
2.1.1 Phổ của điều chế AM :
2.1.1 Phổ của điều chế AM :
2.Điều Chế Tương Tự.
2.Điều Chế Tương Tự.
2.1.2 Phân tích phổ AM:
2.1.2 Phân tích phổ AM:
Như hình vẽ ta thấy Băng thông điều chế B =Wmax
Như hình vẽ ta thấy Băng thông điều chế B =Wmax

>=Wm
>=Wm

Vậy với điều chế AM thì kênh truyền vô tuyến cần
Vậy với điều chế AM thì kênh truyền vô tuyến cần
phải có băng thông tối thiểu là bằng băng thông của
phải có băng thông tối thiểu là bằng băng thông của
tín hiệu tin tức .
tín hiệu tin tức .
*)Ở phát thanh AM : tiếng nói có băng thông 20 Khz
*)Ở phát thanh AM : tiếng nói có băng thông 20 Khz
( là dải tần mà tai người nghe được )
( là dải tần mà tai người nghe được )


nên băng
nên băng
thông cho kênh truyền phát thanh vô tuyến là 20Khz
thông cho kênh truyền phát thanh vô tuyến là 20Khz
2.Điều Chế Tương Tự.
2.Điều Chế Tương Tự.
2.1.3.Lựa chọn kênh truyền trong truyền dẫn số :
2.1.3.Lựa chọn kênh truyền trong truyền dẫn số :
*) Với tín hiệu tương tự thì đối với AM thì : tiếng nói
*) Với tín hiệu tương tự thì đối với AM thì : tiếng nói
được lựa chọn băng thông kênh là 20Khz và tín hiệu
được lựa chọn băng thông kênh là 20Khz và tín hiệu
hình thì băng thông kênh là 6Mhz ( vì tín hiệu hình có
hình thì băng thông kênh là 6Mhz ( vì tín hiệu hình có
băng thông tới 6Mhz)

băng thông tới 6Mhz)
*) Với FM và PM thì để truyền tải tín hiệu tiếng nói cần
*) Với FM và PM thì để truyền tải tín hiệu tiếng nói cần
dùng độ rộng băng kênh là 150Khz - 300Khz
dùng độ rộng băng kênh là 150Khz - 300Khz


vì
vì
sao lại vậy? Thì nó phụ thuộc vào độ sâu điều chế rất
sao lại vậy? Thì nó phụ thuộc vào độ sâu điều chế rất
khó hiểu
khó hiểu




Độ rộng kênh phụ thuộc vào phương thức điều chế .
Độ rộng kênh phụ thuộc vào phương thức điều chế .