ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐiỀU CHẾ TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN SỐ

Text
GVHD:
Hồ Đức Tâm Linh
Text
NỘI DUNG CHÍNH
I. Hệ thống thông tin số.
II. Điều chế.
III. Các kỹ thuật điều chế số.
Text
I. HỆ THỐNG THÔNG TIN SỐ
1. Định nghĩa : hệ thống thông tin số là tập hợp các
thiết bị bao gồm (phần cứng, phần mềm), môi
trường truyền dùng để truyền tin từ nơi này đi nơi
khác bằng tín hiệu số.
2. Sơ đồ tổng quát:
Text
I. HỆ THỐNG THÔNG TIN SỐ
3. Chức năng các khối:
- Nguồn tin : có thể là nguồn bất kỳ : voice, video, telex, data, image
- Tạo khuôn hay format : định dạng tín hiệu thành tín hiệu số cơ bản (thường
tốc độ lớn).
- Mã hóa nguồn : nén thông tin nhằm giảm số bit nhị phân yêu cầu để truyền
bản tin.
- Mật mã hóa: Mã bản tin được mã hóa để đảm bảo tính bảo mật.
- Mã hóa kênh: thêm các bit dư để kiểm tra lỗi hoặc sửa lỗi, khắc phục các tác
động xấu của kênh truyền
- Ghép kênh: Ghép nhiều kênh con lên 1 kênh tổng để tận dụng hệ thống
đường dài -> giảm chi phí (bạn thử tưởng tượng tivi có 20 kênh mà phải dùng
20 dây để nối vào máy tính thì sẽ thấy giá trị của nó ngay).
- Điều chế :
Điều chế ở đây là điều chế số rồi ghép m bit thành 1 symbol, rồi mỗi symbol

gán cho 1 dạng sóng truyền đi.
- Trải phổ
- Đa truy nhập : cho phép nhiều người cùng truy cập vào mạng để sử dụng
dịch vụ.
Text
I. HỆ THỐNG THÔNG TIN SỐ
Ưu điểm:
Tăng được khả năng truyền dẫn dữ liệu.
Tăng khả năng hợp, độ tin cậy của hệ thống.
Dễ dàng trong việc mã hóa để nén dữ liệu.
Khả năng mã hóa kênh để tối thiểu hóa các ảnh hưởng của tạp và
nhiễu.
Dễ dàng cân đối công suất, thời gian và độ rộng dải thông để tối
ưu hóa việc sử dụng tài nguyên có hạn này.
Dễ dàng chuẩn hóa các tín hiệu.
Nhược điểm:
Hệ thống thông tin số phức tạp hơn hệ thống tương tự tương
đương.
Bao gồm nhiều thành phần hơn  chi phí lắp đặt lớn hơn.
Phức tạp hơn.
Yêu cầu độ chính xác cao.
Text
NỘI DUNG CHÍNH
I. Hệ thống thông tin số.
II. Điều chế.
III. Các kỹ thuật điều chế số.
Text
II. ĐIỀU CHẾ:
Điều chế tín hiệu là quá trình biến đổi một hay nhiều thông
số của một tín hiệu tuần hoàn theo sự thay đổi một tín hiệu

mang thông tin cần truyền đi xa. Tín hiệu tuần hoàn gọi
là sóng mang. Tín hiệu mang thông tin gọi là tín hiệu được
điều chế. Ở đầu thu bộ giải điều chế sẽ dựa vào sự thay
đổi thông số đó của sóng mang tái tạo lại tín hiệu mang
thông tin ban đầu. Các thông số của sóng mang được dùng
trong quá trình điều chế có thể là biên độ, pha, tần số.
Sóng mang thường là các tín hiệu cao tần có dạng hình sin:
COS(ωt+Φ)
Text
II. ĐIỀU CHẾ:
Text
NỘI DUNG CHÍNH
I. Hệ thống thông tin số.
II. Điều chế.
III. Các kỹ thuật điều chế số.
Text
III.CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ:
Digital → Analog
FSK PSKASK
QAM
Text
III.CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ:
1. Điều biên: Amplitude-Shift Keying (ASK)
Dùng 2 biên độ khác nhau của sóng mang để biểu diễn 0 và 1
(thông thường một biên độ bằng 0).



+
=

00
1)2cos(
)(
binary
binarytfA
ts
c
θπ
Ưu điểm:
Chỉ dùng một sóng mang duy nhất.
Phù hợp trong truyền số liệu với tốc độ thấp (khoảng
1200bps trên kênh truyền).
Nhược điểm:
Dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu.
Khó đồng bộ.
Ít dùng trong thực tế.
Thường dùng trong cáp quang.
Text
III.CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ:
Tạo tín hiệu điều chế ASK:
Sử dụng bộ trộn
Sử dụng khóa chuyển mạch
Text
III.CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ:
Text
III.CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ:
Text
III.CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ:
Tách sóng ASK:
Phương pháp không kết hợp: mạch đơn giản nhất bao gồm một

Diode tách sóng và bộ lọc phẳng. Nhược điểm là khả năng phân
biệt tín hiệu cần thu từ tạp âm thấp.
Text
III.CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ:
Phương pháp kết hợp: thực hiện bằng cách trộn tín hiệu đã điều
chế ở đầu vào với tín hiệu sóng mang chuẩn được tạo ra từ bộ
dao động nội lấy từ tín hiệu đầu vào. Phương pháp này tuy phức
tạp nhưng có thể khôi phục tín hiệu chính xác hơn khi có tạp âm
xen vào.
Text
III.CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ:
*** Điều biên M-mức: Điều chế ASK nhiều mức là sự mở rộng
từ điều chế ASK nhị phân với số trạng thái là M (M>2).
Sơ đồ điều chế và giải điều chế.
Text
III.CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ:
Dạng sóng
Text
III.CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ:
2. Điều tần: Frequency-Shift Keying (FSK)
Sử dụng hai tần số sóng mang: tần số cao tương ứng mức 1, tần số
thấp tương ứng mức 0.



+
+
=
0)2cos(
1)2cos(

)(
2
1
binarytfA
binarytfA
ts
c
c
θπ
θπ
Ưu điểm:
Ít lỗi hơn so với ASK.
Dễ đồng bộ.
Bền và ít ảnh hưởng bởi nhiễu.
Nhược điểm: hiệu suất sử dụng băng tần nhỏ hơn so với ASK và PSK.
Text
III.CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ:
Tạo tín hiệu điều chế FSK: Sử dụng chuyển mạch.
Tách sóng FSK:
* Phương pháp không kết hợp:
Dùng bộ lọc thông dải:
Text
III.CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ:
Dùng vòng khóa pha PLL
Text
III.CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ:
* Phương pháp kết hợp:
Text
III.CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ:
Text

III.CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ:
Bộ thu
Text
III.CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ:
3. Điều pha: Phase-Shift Keying (PSK)
Sử dụng một tần số sóng mang và thay đổi pha của sóng mang này



+
=
0)2cos(
1)2cos(
)(
binarytfA
binarytfA
ts
c
c
π
ππ
Ưu điểm:
Công suất phát yêu cầu thấp hơn so với Ask và PSK với
cùng một xác suất lỗi.
Ít bị ảnh hưởng của nhiễu.
Nếu không kết hợp với FSK thì không bị giới hạn độ rộng
băng (giống với ASK).
Càng điều chế ở nhiều mức thì dữ liệu chuyển tải càng được
nhiều hơn, nghĩa là tốc độ truyền tăng lên (tuy nhiên, số mức vẫn bị
giới hạn).