Phân tích giải điều chế tín hiệu vô tuyến dải sóng ngắn hf

bộ giáo dục và đào tạo
trờng đại học bách khoa hà nội
---------------------------------------

luận văn thạc sĩ khoa học

Phân tích, giải điều chế tín hiệu vô tuyến dải
sóng ngắn hf

ngành : điện tử viễn thông
m số:23.04.3898
Nguyễn văn thăng

Ngời hớng dẫn khoa học : TS. Nguyễn viết nguyên

Hà Nội 01/2008


Bản cam đoan

Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung đề cập trong luận văn phân
tích và giải điều chế tín hiệu vô tuyến dải sóng ngắn
đợc viết dựa trên kết quả nghiên cứu theo đề cơng của cá nhân tôi dới sự
hớng dẫn của TS. Nguyễn Viết Nguyên.
Mọi thông tin và số liệu tham khảo đều đợc trích dẫn đầy đủ nguồn và
sử dụng đúng luật bản quyền qui định.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung của bản luận văn.

Học viên

Nguyễn Văn Thăng

Danh mục các hình vẽ
Hình 1.1 Sơ đồ khối một hệ thống thông tin sóng ngắn
Hình 1.2 Ví dụ một hệ thống thông tin sóng ngắn
Hình 1.3 Cấu tạo các lớp trong tầng điện ly.
Hình 2.1a Tín hiệu điều chế AM trong miền thời gian
Hình 2.1b: Phổ tần số tín hiệu sau điều chế
Hình 2.2 Phổ tần số tín hiệu AM
Hình 2.3 Tín hiệu điều tần FM
Hình 2.4 Phổ tần số tín hiệu FM
Hình 2.5: Bản tin (dãy bit 0, 1) và tín hiệu ASK; biểu đồ chòm sao
Hình 2.6: Bộ tạo tín hiệu ASK
Hình 2.7: a) bản tin; b) phổ tín hiệu số m(t); c) tín hiệu sau điều chế ASK
Hình 2.8: Tái tạo lại luông bit
Hình 2.9: Giải điều chế liên kết
Hình 2.10: Bộ điều chế BPSK
Hình 2.11: Biểu đồ chòm sao của tín hiệu BPSK, QPSK và 8-PSK
Hình 2.12 Tín hiệu điều chế QPSK với dãy bít vào là 0001110001110010
Hình 2.13: Bảng pha tín hiệu điều chế QPSK
Hình 2.15: Tín hiệu kênh đồng pha I và vuông pha Q
Hình 2.16 Tín hiệu QPSK
Hình 2.17: Điều chế QPSK phân cực
Hình 2.18 Thực hiện điều chế QPSK sử dụng 2 kênh vuông pha I và Q
Hình 2.19 Sơ đồ khối bộ điều chế QPSK thực tế
Hình 2.20 Sơ đồ khối bộ điều chế OQPSK
Hình 2.21 Sự khác nhau giữa QPSK và OQPSK
Hình 2.22 Tín hiệu FSK biểu diễn theo thời gian
Hình 2.23 Sự chuyển dịch tần số theo thời gian của tín hiệu FSK
Hình 2.24 Phổ tần số tín hiệu FSK: Fspace ứng với bít 0, Fmark ứng với bít 1

Hình 2.25 Giải điều chế kiểu tách sóng FM
Hình 2.26 Phổ tín hiệu FSK với các thành phần nhiễu FA, FB, FC.
Hình 2.27 Tín hiệu FSK và hiện tợng phading
Hình 2.28 Phơng pháp sử dụng bộ lọc thích nghi Matched

4
5
9
16
17
17
19
20
22
22
23
24
24
26
26
27
27
28
29
29
30
30
31
31
33

33
34
35
36
37
37


Hình 2.29 Bộ giải điều chế cho tín hiệu FSK liên kết

38
Hình 2.30 Bộ giải điều chế cho tín hiệu FSK không liên kết
38
Hình 3.1 Lấy mẫu và thực hiện biến đổi FFT
48
Hình 3.2 Lấy mẫu phân tích FFT của bộ phân tích phổ thông thờng, phân 49
tích tín hiệu vectơ và phân tích phổ thời gian thực
Hình 3.3 Các khung dữ liệu lấy mẫu và thời gian xử lý FFT trong các trờng 50
hợp
Hình 3.4 Sơ đồ khối đơn giản bộ phân tích phổ thời gian thực
51
Hình 3.5 Phổ tần số của tín hiệu

55
Hình 3.6 Phổ màu Spectrogram
53
Hình 3.7 Biểu đồ biên độ tức thời
54
Hình 3.8 Biểu đồ tần số tức thời
54

Hình 3.9 Biểu đồ pha tức thời
54
Hình 3.10 Biểu đồ hình mắt của một tín hiệu FSK2
57
Hình 3.11 Biểu đồ chòm sao của tín hiệu FSK2
57
Hình 3.12 Sơ đồ khối bộ phân tích băng hẹp
62
Hình 3.13 Sơ đồ khối bộ đo ớc lợng tốc độ Baud
63
Hình 3.14 Phổ tín hiệu ASK
65
Hình 3.15 Biên độ tức thời của tín hiệu ASK
66
Hình 3.16 Đo tốc độ điều chế tín hiệu ASK
67
Hình 3.17 Thiết lập các tham số cho bộ giải điều chế ASK
67
Hình 3.18 Kết quả giải điều chế, đồ thị hình mắt, đồ thị chòm sao 68
và đồ thị chất lợng ký hiệu
Hình 3.19 Phổ tần số tín hiệu FSK2
Hình 3.20 Đo độ dịch tần shift của tín hiệu FSK2 bằng biểu đồ tần số tức thời
Hình 3.21 Đo tốc độ bằng phơng pháp FFT
Hình 3.22 Kết quả giải điều chế tín hiệu FSK2
Hình 3.23 Phổ tần số và phổ màu của tín hiệu PSK

Hình 3.24 Phổ tín hiệu khi tăng công suất lên 2 lần:

68
69

70
71
72
72

a) tín hiệu PSK2A; b) tín hiệu PSK2B
Hình 3.25 Phổ tần số tín hiệu đầu vào bộ FFT là Biên độ với hệ số công suất 73
là 1.(Đo tốc độ điều chế bằng phơng pháp FFT)
Hình 3.26a Đo tốc độ điều chế PSK2A bằng biểu đồ pha tức thời
74
Hình 3.26b Đo tốc độ điều chế PSK2B bằng biểu đồ pha tức thời

74


Hình 3.27a Tín hiệu PSK2A
Hình 3.27b Tín hiệu PSK2B
Hình 3.29 Biều đồ chòm sao ghi dịch của tín hiệu PSK2A và PSK2B
Hình 3.30 Biểu đồ biên độ tức thời tín hiệu PSK2A và PSK2B
Hình 3.31 Sự khác nhau giữa PSK2B và PSK4A
Hình 4.1 Phổ Tín hiệu Moóc
Hình 4.2 Phổ tín hiệu Baudot
Hình 4.3a Phổ tín hiệu Sitor ARQ (A)
Hình 4.3b Phổ tín hiệu Sitor-FEC (B)
Hình 4.5 Cấu trúc khung dữ liệu tín hiệu Stanag4285
Hình 4.6 Phổ tín hiệu Mil-188-141A
Hình 5.1: Nguyên lý chung của mật mã khoá bí mật
Hình 5.2 Hệ thống mật mã hoá

74

75
75
77
76
87
88
89
90
91
96
99
101


Danh mục các hình vẽ
Hình 1.1 Sơ đồ khối một hệ thống thông tin sóng ngắn
Hình 1.2 Ví dụ một hệ thống thông tin sóng ngắn
Hình 1.3 Cấu tạo các lớp trong tầng điện ly.
Hình 2.1a Tín hiệu điều chế AM trong miền thời gian
Hình 2.1b: Phổ tần số tín hiệu sau điều chế
Hình 2.2 Phổ tần số tín hiệu AM
Hình 2.3 Tín hiệu điều tần FM
Hình 2.4 Phổ tần số tín hiệu FM
Hình 2.5: Bản tin (dãy bit 0, 1) và tín hiệu ASK; biểu đồ chòm sao
Hình 2.6: Bộ tạo tín hiệu ASK
Hình 2.7: a) bản tin; b) phổ tín hiệu số m(t); c) tín hiệu sau điều chế ASK
Hình 2.8: Tái tạo lại luông bit
Hình 2.9: Giải điều chế liên kết
Hình 2.10: Bộ điều chế BPSK
Hình 2.11: Biểu đồ chòm sao của tín hiệu BPSK, QPSK và 8-PSK

Hình 2.12 Tín hiệu điều chế QPSK với dãy bít vào là 0001110001110010
Hình 2.13: Bảng pha tín hiệu điều chế QPSK
Hình 2.15: Tín hiệu kênh đồng pha I và vuông pha Q
Hình 2.16 Tín hiệu QPSK
Hình 2.17: Điều chế QPSK phân cực
Hình 2.18 Thực hiện điều chế QPSK sử dụng 2 kênh vuông pha I và Q
Hình 2.19 Sơ đồ khối bộ điều chế QPSK thực tế
Hình 2.20 Sơ đồ khối bộ điều chế OQPSK
Hình 2.21 Sự khác nhau giữa QPSK và OQPSK
Hình 2.22 Tín hiệu FSK biểu diễn theo thời gian
Hình 2.23 Sự chuyển dịch tần số theo thời gian của tín hiệu FSK
Hình 2.24 Phổ tần số tín hiệu FSK: Fspace ứng với bít 0, Fmark ứng với bít 1
Hình 2.25 Giải điều chế kiểu tách sóng FM
Hình 2.26 Phổ tín hiệu FSK với các thành phần nhiễu FA, FB, FC.
Hình 2.27 Tín hiệu FSK và hiện tợng phading
Hình 2.28 Phơng pháp sử dụng bộ lọc thích nghi Matched

4
5
9
16
17
17
19
20
22
22
23
24
24

26
26
27
27
28
29
29
30
30
31
31
33
33
34
35
36
37
37


Hình 2.29 Bộ giải điều chế cho tín hiệu FSK liên kết

38
Hình 2.30 Bộ giải điều chế cho tín hiệu FSK không liên kết
38
Hình 3.1 Lấy mẫu và thực hiện biến đổi FFT
48
Hình 3.2 Lấy mẫu phân tích FFT của bộ phân tích phổ thông thờng, phân 49
tích tín hiệu vectơ và phân tích phổ thời gian thực
Hình 3.3 Các khung dữ liệu lấy mẫu và thời gian xử lý FFT trong các trờng 50

hợp
Hình 3.4 Sơ đồ khối đơn giản bộ phân tích phổ thời gian thực
51
Hình 3.5 Phổ tần số của tín hiệu

55
Hình 3.6 Phổ màu Spectrogram
53
Hình 3.7 Biểu đồ biên độ tức thời
54
Hình 3.8 Biểu đồ tần số tức thời
54
Hình 3.9 Biểu đồ pha tức thời
54
Hình 3.10 Biểu đồ hình mắt của một tín hiệu FSK2
57
Hình 3.11 Biểu đồ chòm sao của tín hiệu FSK2
57
Hình 3.12 Sơ đồ khối bộ phân tích băng hẹp
62
Hình 3.13 Sơ đồ khối bộ đo ớc lợng tốc độ Baud
63
Hình 3.14 Phổ tín hiệu ASK
65
Hình 3.15 Biên độ tức thời của tín hiệu ASK
66
Hình 3.16 Đo tốc độ điều chế tín hiệu ASK
67
Hình 3.17 Thiết lập các tham số cho bộ giải điều chế ASK
67

Hình 3.18 Kết quả giải điều chế, đồ thị hình mắt, đồ thị chòm sao 68
và đồ thị chất lợng ký hiệu
Hình 3.19 Phổ tần số tín hiệu FSK2
Hình 3.20 Đo độ dịch tần shift của tín hiệu FSK2 bằng biểu đồ tần số tức thời
Hình 3.21 Đo tốc độ bằng phơng pháp FFT
Hình 3.22 Kết quả giải điều chế tín hiệu FSK2
Hình 3.23 Phổ tần số và phổ màu của tín hiệu PSK

Hình 3.24 Phổ tín hiệu khi tăng công suất lên 2 lần:

68
69
70
71
72
72

a) tín hiệu PSK2A; b) tín hiệu PSK2B
Hình 3.25 Phổ tần số tín hiệu đầu vào bộ FFT là Biên độ với hệ số công suất 73
là 1.(Đo tốc độ điều chế bằng phơng pháp FFT)
Hình 3.26a Đo tốc độ điều chế PSK2A bằng biểu đồ pha tức thời
74
Hình 3.26b Đo tốc độ điều chế PSK2B bằng biểu đồ pha tức thời

74


Hình 3.27a Tín hiệu PSK2A
Hình 3.27b Tín hiệu PSK2B
Hình 3.29 Biều đồ chòm sao ghi dịch của tín hiệu PSK2A và PSK2B

Hình 3.30 Biểu đồ biên độ tức thời tín hiệu PSK2A và PSK2B
Hình 3.31 Sự khác nhau giữa PSK2B và PSK4A
Hình 4.1 Phổ Tín hiệu Moóc
Hình 4.2 Phổ tín hiệu Baudot
Hình 4.3a Phổ tín hiệu Sitor ARQ (A)
Hình 4.3b Phổ tín hiệu Sitor-FEC (B)
Hình 4.5 Cấu trúc khung dữ liệu tín hiệu Stanag4285
Hình 4.6 Phổ tín hiệu Mil-188-141A
Hình 5.1: Nguyên lý chung của mật mã khoá bí mật
Hình 5.2 Hệ thống mật mã hoá

74
75
75
77
76
87
88
89
90
91
96
99
101


Lời mở đầu

Ngày nay, song song với sự phát triển của các ngành khoa học công
nghệ nói chung, đáp ứng nhu cầu và yêu cầu ngày càng cao trong đời sống xã

hội đặc biệt là nhu cầu về truyền thông tin đi xa, thì thông tin điện tử là không
thể thiếu đợc và đợc phát triển rất mạnh mẽ, ngày càng có nhiều công nghệ,
kỹ thuật đợc ứng dụng vào thông tin truyền thông, cho phép ứng dụng nhiều
loại hình dịch vụ và truyền tải đợc thông tin dới nhiều dạng khác nhau nh
thoại, Video, Fax, dữ liệu, ...với tốc độ và băng thông ngày càng cao nh các
hệ thống thông tin Vệ tinh, các hệ thống thông tin cáp quang, .... Tuy nhiên
phơng thức truyền thông tin qua sóng vô tuyến điện vẫn rất hiệu quả và cần
thiết, đặc biệt là thông tin sóng ngắn. Do những đặc điểm u việt của thông tin
sóng ngắn là hệ thống đơn giản, cự ly truyền rất xa, công suất sử dụng nhỏ và
hiệu quả nên trong thực tế nó đợc sử dụng rất rộng rãi trong thơng mại, dân
sự, hàng hải, hàng không và đặc biệt trong quân sự.
Việc giám sát và thu chặn các thông tin là không đợc phép và vi phạm
pháp luật. Tuy nhiên để nắm bắt tình hình từ xa và theo dõi các hoạt động của
đối phơng thì các nớc đều tổ chức các hệ thống giám sát thu chặn các tuyến
thông tin của các đối tợng quan tâm, đặc biệt là trong quân sự. Công việc này
đóng vai trò hết sức quan trọng trong công tác bảo vệ an ninh quốc gia. Để có
thể từng bớc tiếp cận với công tác này, tôi đã chọn đề tài nghiên cứu phân
tích và giải điều chế tín hiệu vô tuyến dải sóng ngắn nhằm mục đích tìm hiểu
các phơng pháp phân tích, giải điều chế và giải mã các tín hiệu thu đợc từ
các tuyến thông tin của đối tợng, rồi các hệ thống, các phơng tiện phục vụ
cho công việc này nhằm đa vào triển khai thiết thực phục vụ trong công tác.
Đây là những vấn đề hết sức cần thiết cho các cán bộ thực hiện công tác
này, nên để phục vụ thiết thực tôi đã chọn nghiên cứu đề tài này một cách rất
sát thực tế để ứng dụng ngay vào công việc.
Hà Nội, tháng 01 năm 2008


1
Nguyễn Văn Thăng

Ngành ĐTVT khoá 2005 - 2007

Chơng I. Tổng quan về thông tin sóng ngắn
Giới thiệu:
Chơng I trình bày một số kiến thức lý thuyết về thông tin vô tuyến
điện nói chung và thông tin sóng ngắn nói riêng. Tổng quan về một mô hình
thông tin sóng ngắn, các phơng thức truyền dẫn sóng ngắn, tầng điện ly và
các yếu tố ảnh hởng đến tuyến thông tin sóng ngắn, các phơng pháp tính
toán tối u một tuyến thông tin sóng ngắn và cuối cùng là các ứng dụng, các
dạng thông tin và các chế độ truyền thông tin sóng ngắn trong thực tế.
I. Khái niệm và sự phân chia các dải tần số sóng vô tuyến
Sóng vô tuyến điện là sóng điện từ truyền lan trong một môi trờng truyền
sóng (thờng là không gian). Nhờ có sóng vô tuyến mà ta có thể thiết lập các
kênh thông tin vô tuyến với cự ly thông tin rất lớn.
Sóng vô tuyến điện đợc phân chia thành các dải sóng nh sau:
Tên gọi & Tần số

Phơng thức truyền, đặc điểm

Tần số siêu thấp (ULF)

ứng dụng
Vật lý

30 300 Hz
Tần số cực thấp (ELF)

Thông tin dới nớc và

300 Hz 3 kHz

trong lòng đất.

(1000 km100 km)
Sóng cực dài (VLF)
3 kHz - 30 kHz

Sóng đất, suy hao rất thấp, nhiễu Vô tuyến đạo hàng;
khí quyển cao

( 100 km 10 km)
Sóng dài (LF)
30 kHz 300 kHz

Thông tin di động trên
biển

Sóng đất, suy hao rất thấp, nhiễu Vô tuyến đạo hàng;
khí quyển cao

(10km1000 m)

Thông tin di động trên
không.

Sóng trung (MF)

Ban ngày truyền sóng đất; ban

Phát thanh quảng bá;

300 kHz 3 MHz

đêm truyền sóng trời; vào ban

Thông tin hàng hải; Vô

(1000 m 100 m)

đêm suy hao ít hơn ban ngày.

tuyến đạo hàng.

Sóng ngắn (HF)

Truyền sóng tầng điện ly; truyền Thông tin nghiệp d;

Luận văn cao học


2
Nguyễn Văn Thăng
3 MHz 30 MHz

Ngành ĐTVT khoá 2005 - 2007
đợc đi rất xa.

(100 m 10 m)

Thông

tin

di

động;

thông tin quân sự; thông
tin hàng không; điện
báo; Thông tin quốc tế.

Sóng cực ngắn (VHF)

Truyền sóng tầm nhìn thẳng, bị

Truyền hình và phát

30 MHz 300 MHz

ảnh hởng nhiễu vũ trụ

thanh FM, AM; đạo

(10 m 1 m)

hàng vô tuyến.

Tần số cực cao (UHF)

Truyền sóng tầm nhìn thẳng, bị

Truyền hình; Các loại

300 MHz 3000 MHz

ảnh hởng nhiễu vũ trụ

thông tin di động số;

(1 m 0.1 m)

Các loại thông tin cố
định; Rada và vi ba.

Tần số siêu cao (SHF)

Truyền sóng tầm nhìn thẳng;

Thông tin vệ tinh (Băng

3 GHz 30 GHz

chịu ảnh hởng nhiều do ma

S, C, X, Ku, K); Rada;

(10 cm 1 cm)

(f > 10 GHz).

Tần số vô cùng cao

Vô tuyến thiên văn.

Truyền sóng tầm nhìn thẳng; Tại Vô tuyến thiên văn;

(EHF)

tần số 18,3 GHz và 22,3 GHz

Rada

30 GHz 300 GHz

suy hao lớn do hơi nớc. Tại

Thông tin vệ tinh (Băng

( 1 cm 1 mm)

sóng

milimét;

60,119 GHz suy hao lớn do oxy. Ka, V, W); Nghiên cứu
và thí nghiệm.

Sóng dới milimét

Nghiên

300 3000 GHz

nghiệm.

cứu

và

< 1 mm

Bảng phân chia các dải tần số sóng vô tuyến
Mỗi băng sóng có đặc điểm truyền lan khác nhau, nhng giữa các băng
gần nhau thì sự biến đổi đặc tính truyền lan là không rõ rệt. Trong môi trờng
đồng nhất, sóng sẽ truyền lan theo đờng thẳng với vận tốc không đổi. Khi
sóng truyền lan gần mặt đất, do mặt đất là bán dẫn điện nên nó phản xạ sóng
làm biến đổi sóng và gây ra hấp thụ sóng trong đất, mặt khác do mặt đất có
dạng hình cầu nên sóng truyền lan sẽ có hiện tợng nhiễu xạ (đối với các sóng
Luận văn cao học

thí


3
Nguyễn Văn Thăng

Ngành ĐTVT khoá 2005 - 2007

trung, sóng dài, tần số cực thấp: vì hiện tợng nhiễu xạ chỉ xảy ra rõ rệt khi
kích thớc vật chớng ngại có thể so sánh với bớc sóng).

Những sóng vô tuyến điện truyền lan ở gần mặt đất theo đờng thẳng
hoặc bị phản xạ từ mặt đất hoặc bị uốn cong theo độ cong mặt đất do hiện
tợng nhiễu xạ thì đợc gọi là truyền lan sóng đất. Có thể bao gồm tất cả các
băng sóng.
Những sóng vô tuyến điện truyền đi với cự ly xa trên mặt đất do khuếch
tán trong tầng đối lu hoặc do tác dụng ống dẫn sóng của tầng đối lu
đợc gọi là truyền sóng tầng đối lu (Tầng đối lu ở độ cao từ 10 15 km).
Chủ yếu với băng sóng cực ngắn, có bớc sóng ngắn hơn 10 m.
Những sóng vô tuyến điện truyền đi xa nhờ sự phản xạ hoặc khuếch tán
từ tầng điện ly đợc gọi là truyền sóng tầng điện ly.
Những sóng truyền lan trực tiếp từ mặt đất đến các đối tợng trong vũ
trụ đợc gọi là sóng vũ trụ. Đối với các sóng có tần số cao trên 1 GHz mới có
thể truyền lan theo sóng vũ trụ.
II. Thông tin sóng ngắn
Hệ thống thông tin sóng ngắn là hệ thống thông tin sử dụng sóng vô
tuyến điện hoạt động ở dải tần số từ 3 MHz 30 MHz để truyền tin tức (thoại,
moóc, số liệu, ...). Từ sau khi Marconi và Popov phát minh ra sóng vô tuyến
cho đến nay, dải tần số sóng ngắn HF vẫn luôn đợc sử dụng rộng rãi trong
các hệ thống thông tin khoảng cách xa, bất chấp sự xuất hiện và bổ xung toàn
diện của các hệ thống thông tin tế bào, thông tin vệ tinh, .... Chỉ duy nhất sử
dụng phơng thức truyền sóng ngắn mới có thể đạt đợc cự ly thông tin khắp
toàn cầu mà không sử dụng các thiết bị, cơ sở hạ tầng đắt tiền trên mặt đất hay
vệ tinh. Thông tin sóng ngắn là một phơng tiện thông tin an toàn và quan
trọng trong hệ thống các tuyến thông tin quan trọng nh trong quân sự, trong
hàng không và hàng hải, ...

Luận văn cao học


4

Nguyễn Văn Thăng

Ngành ĐTVT khoá 2005 - 2007

1. Mô hình một hệ thống thông tin sóng ngắn:
Phía phát
Mã hoá
nguồn
(ADC)

Tín hiệu
tơng tự

Mật mã
hoá

Mã hoá
kênh

Máy
phát

Đờng
truyền

Bít mã
kênh

Bít mã
nguồn

Giải mã
nguồn
(DAC)

Điều chế

Giải
mật mã

Giải mã
kênh

Giải
Điều chế

Máy thu

Phía thu
Hình 1.1 Sơ đồ khối một hệ thống thông tin sóng ngắn
Hình 1.1 thể hiện sơ đồ khối một hệ thống thông tin vô tuyến số nói
chung. Bao gồm các khối:
- Phía phát:
+ Tín hiệu đầu vào có thể là tín hiệu tơng tự (thoại) hay tín hiệu số.
Nếu là tín hiệu thoại, tín hiệu tơng tự sẽ đợc đa qua bộ mã hoá nguồn
chuyển đổi sang tín hiệu số. Các bit mã nguồn đợc mật mã hoá và sau đó
thực hiện mã hoá kênh.
+ Các bit mã kênh thực hiện điều chế số sóng mang phụ (thông thờng
là điều chế ở băng cơ sở thành các tín hiệu âm tần) và đa đến máy phát. Tại
máy phát sẽ thực hiện điều chế sóng mang cao tần để đa tín hiệu số đó thành

tín hiệu cao tần RF và đa đến anten phát tín hiệu đi.
- Kênh truyền: là đờng đi của tín hiệu trong không gian từ máy phát đến
máy thu. Đối với hệ thống thông tin sóng ngắn thờng sử dụng phơng thức
truyền sóng điện ly. Tức là tín hiệu từ anten phát sẽ đi lên không gian qua tầng
đối lu và tầng trung lu rồi bị phản xạ ở tầng điện ly trở lại trái đất. Tín hiệu
có thể phản xạ ở tầng điện ly vài lần trớc khi đến đợc máy thu.
Luận văn cao học


5
Nguyễn Văn Thăng

Ngành ĐTVT khoá 2005 - 2007

- Phía thu:
+ Tín hiệu cao tần RF từ anten thu đa vào máy thu đợc thực hiện giải
điều chế chuyển tín hiệu RF trở về tín hiệu số ở băng cơ sở hoặc ở trung tần.
+ Sau đó tín hiệu đợc giải điều chế số và giải mã kênh, giải mật mã.
Nếu là tín hiệu tơng tự thì sẽ đợc thực hiện giải mã nguồn qua bộ biến đổi
số/tơng tự DAC và đa ra tín hiệu gốc ban đầu.
Ví dụ một hệ thống thông tin sóng ngắn:

Nguồn dữ liệu

Modem

Nguồn dữ liệu

Máy phát, thu
Anten

Hình 1.2 Ví dụ một hệ thống thông tin sóng ngắn
Hệ thống có thể hoạt động ở chế độ thoại hoặc truyền dữ liệu. Trong ví
dụ này bao gồm:
+ Máy tính (Nguồn dữ liệu): Dữ liệu từ máy tính có thể là các bức điện
rõ hoặc các bức điện đã đợc mật mã hoá hoặc là các loại dữ liệu khác đợc
đa tới bộ Modem.
+ Modem: Là bộ điều chế/giải điều chế, thực hiện việc mã hoá kênh và
điều chế số thông tin đợc đa sang từ máy tính thành các tín hiệu số (dới
dạng âm tần hoặc trung tần). Hoặc thực hiện giải điều chế số tín hiệu từ máy
thu và giải mã kênh đa về máy tính.
+ Máy thu phát: ví dụ nh máy Kenwood, sẽ thực hiện điều chế tín hiệu
số từ modem đa tới thành tín hiệu cao tần và phát đi. Hoặc giải điều chế tín
hiệu cao tần RF từ anten thành tín hiệu số (dới dạng âm tần hoặc trung tần).
Các chế độ phát thờng có trong các hệ thống thông tin sóng ngắn nh: AM,
FM, SSB (USB, LSB) và FSK.

Luận văn cao học


6
Nguyễn Văn Thăng

Ngành ĐTVT khoá 2005 - 2007

2. Các phơng thức truyền sóng ngắn:
Sóng ngắn có thể lan truyền theo phơng thức sóng điện ly là chủ yếu,
ngoài ra còn có thể lan truyền theo phơng thức sóng đất.
2.1 Phơng thức truyền sóng đất
- Là phơng thức truyền sóng tầm nhìn thẳng từ anten phát đến anten thu.

- Khi tần số tăng thì sự hấp thụ của mặt đất đối với sóng đất sẽ tăng lên. Vì
vậy đối với sóng ngắn HF nếu sử dụng các máy phát có công suất trung bình
thì chỉ có thể truyền đi trong một cự ly giới hạn không vợt quá vài chục km.
- Để có thể tính cờng độ trờng của sóng đất ta sử dụng công thức
Sulâykin Vander Pol:
Eh =

245 Pkw .D
Rkm

F

(mV/m).

Trong đó: Eh là cờng độ trờng tại điểm thu; Pkw là công suất phát
(kw); D là hệ số định hớng; Rkm là khoảng cách từ anten phát đến anten thu;
F là hệ số suy giảm do sự hấp thụ của mặt đất. Khi mặt đất dẫn điện lý tởng
thì F=1.
Hoặc:

Eh =

120 .I 0 ( A).hhd (m)
F
(m).R (km)

(mV/m).

Trong đó:
- I0 là giá trị hiệu dụng của dòng điện (A);

- hhd là chiều cao hiệu dụng của anten (m);
- là bớc sóng (m);
Khi tần số tăng thì sự hấp thụ sóng của mặt đất tăng lên và do đó hệ số suy
giảm sóng tăng và cờng độ trờng tại điểm thu giảm mạnh khi ra xa. Chính
vì vậy phơng thức truyền lan sóng mặt đất thực tế chỉ có hiệu quả đối với
sóng dài và sóng trung, ít hiệu quả đối với sóng ngắn và sóng cực ngắn.
2.2 Phơng thức truyền sóng điện ly
Khi cự ly truyền lớn thì cần phải sử dụng phơng thức truyền sóng điện ly.
Trong trờng hợp này chỉ cần dùng máy phát có công suất trung bình cũng có
Luận văn cao học


7
Nguyễn Văn Thăng

Ngành ĐTVT khoá 2005 - 2007

thể truyền đi đợc cự ly xa, tới hàng nghìn km. Chính vì vậy mà thông tin
sóng ngắn đợc sử dụng rất rộng rãi trong các hệ thống thông tin cự ly lớn.
So với sóng dài và sóng trung thì sử dụng sóng ngắn có u điểm hơn nh:
- Có thể dùng anten với hớng tính cao, tiết kiệm đợc công suất máy phát.
- Suy hao thấp hơn so với sóng trung do sự hấp thụ của tầng điện ly (lớp D
nhỏ hơn.
3. Cấu trúc tầng điện ly và ảnh hởng của tầng điện ly đến thông tin sóng
ngắn:

Tng in ly l vựng khớ quyn t cao 50 km n khong
500km so vi mt t, cỏc phõn t khớ b Ion húa bi cỏc phúng x t
mt tri to ra cỏc phn t khớ ion.
S ion húa l quỏ trỡnh trong ú cỏc electron mang in tớch õm b

tỏch khi (hoc liờn kt) vi cỏc nguyờn t trung tớnh hoc cỏc phõn t
to thnh cỏc ion mang in tớch dng (hoc õm) v cỏc electron t
do. Chớnh vỡ gm cỏc ion nờn vựng khớ quyn ú c gi l tng in
ly, nhng cỏc electron nh hn rt nhiu v ang chuyn ng t do mi
l yu t quan trng i vi truyn súng vụ tuyn trong di súng ngn
HF.
Tn s s dng trong truyn súng ngn ph thuc vo nhiu yu t
nh cao, mt electron, thi gian, ngy ờm hay theo mựa,...
Núi chung, mt d electron cng cao thỡ tn s cng ln ngha l
vựng no cú s lng electron cng ln thỡ tn s s dng cng cao.
Phõn chia cỏc lp tng in ly:
Trong thi gian ngy, tng in ly cú th chia thnh 4 lp chớnh
gi l lp D, E, F1 v F2. cao tng ng ca cỏc lp ú l:
Lp D: vựng t 50 km n 90 km;
Lp E: vựng t 90 km n 140 km;
Luận văn cao học


8
NguyÔn V¨n Th¨ng

Ngµnh §TVT kho¸ 2005 - 2007

Lớp F1: Vùng từ 140 km đến 210 km;
Lớp F2: Vùng từ 210 km đến 500 km.
Vào ban ngày, đám mây điện tử (vùng E mật độ electron thấp) đôi
khi xuất hiện trong lớp E, và ở những thời điểm nhất định trong năm
vùng F1 có thể không phân biệt với lớp F2 mà kết hợp tạo thành một
vùng lớp F. Vào ban đêm các lớp D, E và F1 trở nên cực kỳ ít các
electron tự do, do đó chỉ có lớp F2 là có tác dụng cho thông tin. Tuy

nhiên cũng có khi đám mây điện tử lại xuất hiện vào ban đêm.
Chỉ các lớp E, F1, đám mây điện tử khi xuất hiện, và lớp F2 là
phản xạ các sóng HF. Tuy nhiên lớp D cũng rất quan trọng cần chú ý vì
nó không phản xạ các sóng vô tuyến HF nhưng nó hấp thụ hoặc làm suy
giảm chúng.
Lớp F2 là lớp quan trọng nhất đối với truyền sóng vô tuyến trong
dải sóng ngắn HF vì nó có những đặc điểm sau:
- Luôn luôn tồn tại trong khí quyển, 24/24h trong ngày.
- Xuất hiện ở độ cao rất cao cho phép đường truyền sóng đi được
dài.
- Thường phản xạ các tần số cao nhất trong dải tần số sóng ngắn
HF.
Thời gian tồn tại của các electron ở trong lớp F2 là lớn nhất so với
các electron ở các lớp khác, đó là một lý do tại sao nó vẫn tồn tại trong
ban đêm. Thời gian tồn tại trung bình của các electron trong các lớp E,
F1 và F2 tương ứng là 20 giây, 1 phút và 20 phút.
Bời vì lớp F1 không xuất hiện liên tục và thường hợp nhất với lớp
F2, nên nó thường không được chú ý đến khi xem xét các chế độ truyền
sóng có thể.
LuËn v¨n cao häc


9
Nguyễn Văn Thăng

Ngành ĐTVT khoá 2005 - 2007

Ban ờm

Ban ngy

500

Vệ tinh

400

Lp F2
300
Lp F

Lp F1

200

ỏm mõy E

Lp E

100

ỏm mõy E

Lp D
Hình 1.3 Cấu tạo các lớp trong tầng điện ly.
4. Tính toán tối u cho đờng thông tin sóng ngắn
Để tính toán tối u một đờng thông tin sóng ngắn, trớc khi thiết lập
một tuyến thông tin ta cần khảo sát trớc các tích chất liên quan.
Sử dụng các bản đồ dự báo hoặc sử dụng các phần mềm chuyên dụng
để xác định và tính toán các tham số cho tuyến thông tin.
- Xác định vị trí dự định đặt máy phát và máy thu, xác định khoảng cách giữa

máy phát và máy thu dọc theo mặt đất, và xác định các điểm phản xạ sóng
Luận văn cao học


10
Nguyễn Văn Thăng

Ngành ĐTVT khoá 2005 - 2007

trên tầng điện ly.
Nếu độ dài đờng liên lạc khoảng 2000 km, sóng có thể phản xạ một
lần trên lớp E hoặc Es (ở độ cao khoảng > 100 km).
Nếu đờng liên lạc dài khoảng 3000 km, sóng có thể phản xạ một lần
trên lớp F1 (ở độ cao khoảng 200 km), còn nếu độ dài khoảng 4000 km thì
sóng có thể phản xạ một lần trên lớp F2 (độ cao từ 250 300 km).
Trờng hợp cần tính đờng liên lạc dài hơn 4000 km, ta cần xác định 2
điểm phản xạ trên tầng điên ly cách mỗi đầu phát và thu một khoảng cách
tơng đối là 2000 km đối với lớp F2, 1500 km đối với lớp F1 và 1000 km đối
với lớp E hoặc Es.
- Xác định giới hạn của dải tần số hoạt động:
Để đảm bảo trong thông tin liên lạc sóng ngắn, tức là có thể thu đợc
sóng ở một cự ly xa nhất định thì sóng truyền lan phải đảm bảo 2 điều kiện là:
+ Sóng phải phản xạ đợc trên tầng điện ly. Tức là xác định tần số sử
dụng cao nhất MUF.
+ Cờng độ trờng ở điểm thu phải đủ lớn. Điều kiện này xác định tần
số thấp nhất LUF.
Do mật độ điện tử của tầng điện ly biến đổi theo thời gian ngày, đêm
nên giới hạn dải tần số hoạt động cũng biến đổi theo.
Vào ban ngày: thờng chọn bớc sóng từ 10m đến 35m (8.5MHz - 30 MHz).
Vào ban đêm: thờng chọn bớc sóng từ 35m đến 100m (3MHz 8.5 MHz).

Để đảm bảo tuyến thông tin hoạt động tốt nhất, nên sử dụng bản đồ dự
báo hoặc phần mềm tính toán, dự báo các tham số cho tuyến liên lạc. Đặc biệt
ta xác định đợc các tần số tối u cho từng tuyến ở từng thời điểm khác nhau
với những góc ngẩng khác nhau của anten thu phát.
- Xác định miền im lặng: Là vùng mà tại đó máy thu không thể thu đợc tín
hiệu (không thu đợc sóng truyền thẳng từ máy phát đến và cũng không thu
đợc sóng điện ly):

Luận văn cao học


11
Nguyễn Văn Thăng

Ngành ĐTVT khoá 2005 - 2007

Đối với những bớc sóng ngắn hơn
50m (sóng tần số thấp hơn 6MHz) thì vị trí
gần nhất không thu đợc tín hiệu là ở cự ly
cách máy phát khoảng 100 km.
C

B
- Phơng pháp chống hiện tợng phading:

A

Miền im lặng

Hiện tợng phadinh là hiện tợng

thờng gặp trong thông tin sóng ngắn do sự giao thoa giữa nhiều sóng tại
điểm thu nên làm cờng độ trờng thăng giáng. Để chống hiện tợng phading
ta có thể sử dụng các phơng pháp:
+ Tại phía thu sử dụng anten thu có hớng tính cao (đồ thi phơng
hớng thật hẹp) và định hớng chuẩn để chỉ thu đợc một tia sóng tới. Tuy
nhiên do tầng điện ly thay đổi theo thời gian nên đờng đi của sóng sẽ thay
đổi và do đó góc tới cũng thay đổi. Nh vậy sẽ khó khăn cho ta để xác định và
thay đổi hớng anten để thu đợc tín hiệu tốt nhất.
+ Sử dụng phơng pháp phân tập anten: Hiện tợng phading không phải
xảy ra đồng thời ở tất cả các điểm dù chỉ trên một phạm vi nhỏ (vài trăm m).
Nên ta có thể sử dụng nhiều anten thu đặt cách nhau để thu sẽ đảm bảo đợc
chất lợng tín hiệu thu tốt hơn.
- Tuỳ theo mục đích sử dụng mà nên chọn sử dụng anten và các thiết bị
khác cho phù hợp và tối u. Nếu là hệ thống phát quảng bá hoặc liên lạc với
nhiều đài, trạm trong cùng thời điểm với cùng nội dung thì có thể sử dụng
anten vô hớng, tuy nhiên công suất máy phát cần lớn hơn. Nếu mục đích để
liên lạc với một hoặc một vài đài thì nên sử dụng anten định hớng, có hớng
tính cao và do đó công suất phát chỉ cần nhỏ cũng có thể phát đi khoảng cách
xa.
Khi nghiên cứu khảo sát thiết lập một tuyến thông tin sóng ngắn ta có
thể sử dụng phần mềm PROLAB-PRO để tham khảo: Nó có thể xác định đợc
đờng đi của tín hiệu tại các tần số bất kỳ, các thay đổi và ảnh hởng của tầng
Luận văn cao học


12
Nguyễn Văn Thăng

Ngành ĐTVT khoá 2005 - 2007

điện ly, khí quyển đối với các tần số khác nhau, vẽ lại các đờng đi tối u của
tín hiệu, tạo bản đồ tầng điện ly ở các khu vực từ đó ta có thể chọn đợc các
tuyến truyền sóng ổn định.
Ví dụ ta sử dụng phần mềm Prolab để tính toán xác địn tần số cao nhất
và tần số tối u cho một tuyến nhất định:
- Ta xác định rõ vị trí theo toạ độ của điểm phát và điểm thu dự kiến,
khoảng cách giữa chúng.
- Chạy chơng trình Prolab, chạy tuỳ chọn tính tần số cao nhất
Compute MUF. Rồi nhập các tham số vào. Chú ý toạ độ tính (+) theo Vĩ độ
Bắc và kinh độ Tây.
Giả sử ta tính tần số hoạt động cao nhất và tần số tồi u cho tuyến thông
tin liên lạc sóng ngắn từ Hà Nội (có toạ độ 21,50 N, 1050 E) đến Thành phố
Hồ Chí Minh (130N, 1050 E): Khoảng cách là khoảng 1200 km. (các tham số
này chỉ là tơng đối làm ví dụ).
Lúc 18h00:
Tuyến đi: Trạm phát ở HN, trạm thu ở TP HCM:
- Tần số cao nhất: 9.4444 MHz, ở góc ngẩng anten là 24,3750.
- Tần số tối u: 8.0277 MHz.
Tuyến về: trạm phát ở Tp HCM, trạm thu ở HN:
- Tần số cao nhất: 10.5577 MHz, ở góc ngẩng anten là 25,8750.
- Tần số tối u: 8.9741 MHz.
Lúc 10h00:
Tuyến đi: Trạm phát ở HN, trạm thu ở TP HCM:
- Tần số cao nhất: 17.4247 MHz, ở góc ngẩng anten là 24,0000.
- Tần số tối u: 14.8110 MHz.
Tuyến về: trạm phát ở Tp HCM, trạm thu ở HN:
- Tần số cao nhất: 19.2475 MHz, ở góc ngẩng anten là 22.5000.
- Tần số tối u: 16.3604 MHz.
Luận văn cao học

13
Nguyễn Văn Thăng

Ngành ĐTVT khoá 2005 - 2007

5. Các loại thông tin sóng ngắn sử dụng trong thực tế.
Trong thực tế do u điểm của sóng ngắn là có cự ly truyền đợc xa nên
nó đợc ứng dụng rất nhiều trong thông tin liên lạc. Ngời ta sử dụng các hệ
thống thông tin sóng ngắn để truyền các thông tin dới dạng các tín hiệu
thoại, phát thanh, truyền điện báo, truyền fax và dữ liệu. Đặc biệt sóng ngắn
đợc ứng dụng nhiều trong các trờng hợp nh: Thông tin quảng bá, thông tin
nghiệp d, thông tin quân sự, thông tin hàng hải, thông tin hàng không.
+ Thông tin quảng bá: Sử dụng trong phát thanh, thông thờng các đài
phát thanh sóng ngắn sử dụng ở chế độ điều chế biên độ AM hoặc điều chế
đơn biên SSB (LSB hoặc USB). Các đài phát thanh sóng ngắn với công suất
trung bình có cự ly phát lên đến hàng nghìn km.
+ Thông tin quân sự: Trong quân sự, các hệ thống thông tin sóng ngắn
đợc sử dụng rất nhiều trong các lực lợng nh lục quân, không quân, hải
quân, biên phòng, ... Đối với những tín hiệu thoại có thể sử dụng để chỉ huy
trực tiếp không cần bí mật hoặc sử dụng để truyền các bản điện mật đã đợc
mật mã hoá trớc khi phát. Các chế độ thờng đợc sử dụng nhất là chế độ
phát Moóc CW hoặc các loại tín hiệu số nh Baudot, Sitor, ...
+ Trong thông tin hàng hải: Sóng ngắn đợc sử dụng để liên lạc giữa
các trạm, đài duyên hải với các tàu bè ngoài khơi, hoặc thông tin giữa các đài
duyên hải với nhau, thông tin về khí tợng thuỷ văn, thông tin về thời tiết và
thông tin tìm kiếm cứu nạn trên biển,...
+ Thông tin hàng không: Sử dụng để thông tin liên lạc giữa máy bay và
trạm mặt đất, thông tin điều khiển bay, điều khiển máy bay khi cất cánh và hạ
cánh.

Các chế độ thờng đợc sử dụng:
+ Thoại: Thông thờng các hệ thống thông tin sóng ngắn khi sử dụng
để thông tin thoại ngời ta thờng sử dụng chế độ phát là SSB vì so với các
chế độ phát thoại khác nh (AM, FM) thì ở chế độ SSB chỉ cần độ rộng băng
thông nhỏ, tiết kiệm đợc công suất phát và do có thể truyền đợc rất xa với
Luận văn cao học


14
Nguyễn Văn Thăng

Ngành ĐTVT khoá 2005 - 2007

mức công suất phát trung bình.
+ Chế độ phát Moóc: Đây là chế độ đợc sử dụng rất nhiều, đặc biệt là
trong quân sự do tính chất đơn giản khi thiết lập đờng thông tin sóng ngắn và
hệ thống sử dụng đơn giản, giá thành rẻ và hiệu quả cao. Đối với các bản tin
quan trong, mật thì trớc khi truyền thông tin đợc mật mã.
+ Các chế độ truyền dữ liệu dới dạng tín hiệu số nh:
- Điện báo ghi chữ RTTY: Truyền các bực điện dới dạng các ký tự
đợc mã hoá chủ yếu ở dạng mã ITA2 5 bit (mã Baudot) hoặc mã ASCII 7
bít: Bao gồm các tín hiệu Baudot, Sitor, ...
- Các chế độ truyền gói dữ liệu: nh hệ thống Amtor, Pactor, Gtor,
PSK31, Packet, Stanag, ....
- Các chế độ truyền ARQ, FEC: Sitor-Fec, Fec-A, HNG-Fec, ...ARQ-E,
ARQ-N, ...
Ngoài ra ngời ta cũng phân chia thành các nhóm chế độ nh sau:
- Chế độ chuẩn: Có các loại hệ thống mã nh: ASCII, Baudot, CWMorse, Packet, Pactor, Psk31, Sitor.
- Chế độ song công: bao gồm các loại mã nh : ARQ-E, ARQ-N, ARQM2, Cis11, Cis14, Cis36-50, Cis50-50, Pol-ARQ, Dup-ARQ.
- Chế độ đơn công: ALIS, ARQ6-90/98, Gtor, Pactor, HC_ARQ, SiARQ, Si-Auto, Sitor-ARQ, Twinplex.

- Chế độ FEC: Các hệ thống sử dụng mã sửa lỗi trớc nh: Autospec,
Dup-FEC, HNG-FEC, Spread, Si-FEC, Sitor-FEC.
- Chế độ MFSK: Aum13, Cis36, Coquelet 8/13, MFSK8/16/20, PicoloMK6/12
- Chế độ truyền FAX và truyền hình quét chậm: Weather Fax, SSTV,
PressFax.
- Các chế độ Mil-Stanag: Mil-188-110, Mil-188-141, Stanag4285,
Stanag 4529.

Luận văn cao học


15
Nguyễn Văn Thăng

Ngành ĐTVT khoá 2005 - 2007

6. Bảo mật dữ liệu trong thông tin sóng ngắn
Thông tin sóng ngắn đợc sử dụng rất rộng rãi trong thực tế, đặc biệt là
trong các hệ thống thông tin quốc tế, các hệ thống thông tin tầm xa, có cự ly
lớn, trong những điều kiện mà các hệ thống khác không đáp ứng đợc hoặc
không hợp lý, tối u để sử dụng. Đặc biệt là trong quân sự, thông tin sóng
ngắn đóng vai trò rất quan trọng trong thông tin liên lạc chỉ huy, ... không chỉ
do khả năng cự ly truyền xa mà còn do hệ thống đơn giản và dễ dàng trong
triển khai và sử dụng, truyền và nhận đảm bảo yêu cầu chất lợng, trong đó
đặc biệt là các tuyến liên lạc bằng tín hiệu moóc và một số mã đơn giản nh
Baudot, Sitor, ...
Đối với những thông tin có nội dung quan trọng thì ngời ta sẽ mã hoá
thông tin trớc khi đa vào hệ thống truyền đi. Nôi dung các bức điện đợc
mật mã hoá (mã cơ yếu) dới nhiều dạng mật mã khác nhau. Trong thực tế khi
thu chặn tín hiệu và giải điều chế, giải mã kỹ thuật ra, thu đợc các bức điện

đợc mật mã dới các dạng là tập hợp các nhóm gồm 4 số, các nhóm 4 chữ,
nhóm 5 chữ, nhóm 3 số; ... Do đó để lấy đợc nội dung thông tin thì không chỉ
ta phải thu đợc tín hiệu truyền đi rồi giải điều chế và giải mã kỹ thuật mà ta
còn cần phải nghiên cứu để giải mật mã các bản điện mã thành các bản điện
rõ. Đây là một trong những công đoạn khó khăn nhất.
Kết luận: Trên đây đã trình bày tổng quan những khái niệm chung về
thông tin sóng ngắn, và những khái niệm liên quan đến các hệ thống thông tin
sóng ngắn. Để phục vụ cho việc nghiên cứu phân tích và giải điều chế các tín
hiệu vô tuyến thu chặn đợc thì cần thiết phải nắm đợc nguyên lý và bản chất
của các phơng pháp điều chế đó, đồng thời xác định các tham số đặc trng,
những đặc điểm riêng của từng loại điều chế đợc sử dụng, chơng 2 sẽ trình
bày lý thuyết và các đặc trng của các loại điều chế thờng đợc sử dụng
trong thông tin sóng ngắn trong thực tế và chủ yếu đề cập đến một số phơng
pháp điều chế tín hiệu số.
Luận văn cao học


16
Nguyễn Văn Thăng

Ngành ĐTVT khoá 2005 - 2007

CHƯƠNG II. Các phơng pháp điều chế tín hiệu thờng
đợc sử dụng trong thông tin sóng ngắn
Giới thiệu:
Chơng II trình bày lý thuyết về các phơng pháp điều chế tơng tự và
phơng pháp điều chế số thờng đợc sử dụng trong thông tin sóng ngắn, chủ
yếu tập trung một số phơng pháp điều chế số. Đây là những phơng pháp
điều chế đợc ứng dụng rất phổ biến trong các tuyến thông tin sóng ngắn
trong thực tế. Để có thể dễ dàng phân tích, nhận dạng và tiến hành đo lờng

các tham số của tín hiệu vô tuyến thì việc nắm bắt và hiểu đợc lý thuyết về
các phơng pháp điều chế của tín hiệu và những đặc trng là rất quan trọng.
I. Điều chế tơng tự
1. Điều chế biên độ AM
Điều chế biên độ AM là phơng pháp điều chế sử dụng thông tin cần
truyền đi để làm thay đổi biên độ của sóng mang.
Sóng mang: c(t) = C.Sin(wc.t).
Thông tin truyền đi: m(t) = M.Sin (wm.t).
Tín hiệu sau khi điều chế có dạng:
y(t) = {C + M.Sin (wm.t)}. Sin(wc.t). Hay:
y (t ) = C.Sin( wc .t ) +

M
M
Cos ( wc wm ).t Cos ( wc + wt ).t
2
2

Nh vậy tín hiệu sau điều chế AM sẽ bao gồm 3 thành phần: thành
phần sóng mang tần số wc không mang thông tin và 2 biên mang thông tin có
tần số là (wc wm) và (wc + wm). Phổ của tín hiệu trớc và sau điều chế nh
hình 2.1 sau:

Hình 2.1a Tín hiệu điều chế AM trong miền thời gian
Luận văn cao học