Điện tử viễn thông 1 chuong 1 cac khai niem co ban 2016 khotailieu

Nội dung
Sơ đồ khối Hệ thống thông tin số
Tín hiệu – Dữ liệu
Các khái niệm cơ bản
Môi trường truyền


Sơ đồ khối của hệ thống thông tin số
Từ các nguồn khác

TẠO KHUÔN

MÃ HOÁ NGUỒN

MÃ HOÁ MÂT

MÃ HOÁ KÊNH

GHÉP KÊNH

ĐIỀU CHẾ

TRẢI PHỔ

ĐA TRUY NHẬP

MÁY PHÁT

Từ
nguồn tin

*

*

*

*

*: Chuỗi bit
KÊNH TRUYỀNN

ĐỒNG

: Chuỗi dạng sóng

*
Tới bộ nhận tin

TẠO KHUÔN

BỘ

*

*
GIẢI MÃ NGUỒN

GIẢI MÃ MẬT

*

GIẢI MÃ KÊNH

PHÂN KÊNH

GIẢI DIỀU

CHẾ

GIẢI TRẢI
PHỔ

Tới các đích nhận tin khác

ĐA TYUY NHẬP

MÁY THU


Chức năng từng 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 các bít nhị phân.
• Mã hóa nguồn: thực hiện nén nhằm giảm tốc độ bít để
giảm chiếm của tín hiệu số.
• Mã mật: thực hiện mã và giải mã chuỗi bít theo một
khóa xác định nhằm bảo mật tin tức.
• Mã và giải mã kênh nhằm chống nhiễu và các tác động
xấu khác của đường truyền dẫn.
• Ghép, nhằm thực hiện việc truyền tin từ nhiều nguồn tin
khác nhau tới các đích nhận tin khác nhau trên cùng một

hệ thống truyền dẫn.
• Điều chế, thường gọi tắt là MODEM: đưa tín hiệu sang
phổ tần thích hợp với kênh truyền để truyền giảm suy hao.


• Trải phổ: nhằm chống nhiễu (thường do kẻ địch cố ý
gây ra để phá liên lạc) và bảo mật tin tức.
• Đa truy nhập, cho phép nhiều đối tượng có thể truy
nhập mạng thông tin để sử dụng hệ thống truyền dẫn theo
nhu cầu.
• Đồng bộ, bao gồm đồng bộ nhịp và đồng bộ pha sóng
mang đối với các hệ thống thông tin liên kết (coherent).
• Lọc (được thực hiện tại máy thu phát đầu cuối), bao
gồm lọc cố định nhằm hạn chế phổ tần, chống tạp nhiễu và
lọc thích nghi nhằm sửa méo tín hiệu gây bởi đường
truyền.
(Bên thu thực hiện ngược lại)


Các khái niệm cơ bản: tín hiệu

Tín hiệu tương tự (analog signal)
Các giá trị liên tục theo thời gian

Tín hiệu số (digital signal)
Giữ ở một mức sau dó chuyển sang một mức
khác

Trang 5

Repeater và Amplifier
Repeater
Truyền tín hiệu số

Repeater

Amplifier
Truyền tín hiệu tương tự

Amplifier


Tín hiệu tuần hoàn
Lập lại theo thời gian
Chu kì T
Tần số f=1/T

Trang 9


Tín hiệu sin
ðặc trưng bởi ba thành phần
Biên dộ (amplitude)
Tần số (frequency)
Pha (phase)

x(t) = Asin(2 ft + )

Trang 10

Một số tín hiệu sin
x(t) = Asin(2 ft + )

Trang 11


Khái niệm miền tần số
Biểu diễn miền tần số của tín hiệu sin
x(t) = Asin(2 ft + )

Biên dộ
A
f

Tần số

Biễu diễn miền tần số của tín hiệu
x(t) = Asin(2 f1t) + Bsin(2 f2t) + …
Biên dộ
B
A

Tần số
f1

f2
Trang 12

Khái niệm miền tần số
Giá trị miền tần số của tín hiệu bất kì ?
Phân tích Fourier
Phân tích một tín hiệu bất kì thành tổng các tín
hiệu sin


Dữ liệu và tín hiệu
Thường dùng tín hiệu số truyền dữ liệu số, tín
hiệu tương tự truyền dữ liệu tương tự
Có thể dùng tín hiệu tương tự mang dữ liệu số
Modem

Có thể dùng tín hiệu số dể mang dữ liệu
tương tự
Compact Disc audio


Truyền dẫn
Truyền dẫn tương tự
Không quan tâm dến nội dung dữ liệu được truyền
Suy giảm khi truyền xa
Dùng bộ khuếch dại (amplifier) dể truyền dữ liệu di xa
Khuếch dại cả tín hiệu lẫn nhiễu

m(t)
Digital/Analog

Modulator

s(t)
analog

Demodulator

m(t)

fc
S(f)

f
fc


Truyền dẫn (tt)
Truyền dẫn số
Quan tâm dến nội dung dữ liệu được truyền.
Nhiễu và sự suy giảm tín hiệu sẽ ảnh hưởng dến
sự tích hợp.
Dùng bộ lặp (repeater) dể truyền dữ liệu di xa.
Không khuếch dại nhiễu.

g(t)
Digital/Analog

Encoder

x(t)
digital

Decoder

g(t)

x(t)

t


Truyền dẫn số
Ưu điểm
Công nghệ LSI/VLSI làm giảm giá thành
Toàn vẹn dữ liệu
Nhiễu và suy giảm tín hiệu không bị tích lũy bởi các repeater
Truyền khoảng cách xa hơn trên các đường truyền kém chất
lượng

Hiệu quả kênh truyền
Có thể truyền nhiều kênh hơn trên cùng một đường truyền

Bảo mật
Các kỹ thuật mã hóa dể bảo mật dữ liệu dễ áp dụng

Tích hợp
Dữ liệu số và tương tự được xử lý tương tự nhau


Dữ liệu, tín hiệu và truyền dẫn
Dữ liệu tương tự/ tín hiệu tương tự

Gởi bình thường
Mã hóa vào phần phổ khác

Dữ liệu tương tự/ tín hiệu số
Dùng bộ codec dể tạo ra chuỗi
bit số

Dữ liệu số/ tín hiệu tương tự

Analog and digital
transmission
Analog Analog
signal
data

Digital
signal

Analog
signal

Digital
signal

Digital
data

ðược mã hóa, dùng modem dể tạo ra tín hiệu
tương tự

Dữ liệu số/ tín hiệu số
Gởi bình thường
Mã hóa dể tạo ra tín hiệu số có đặc tính mong
muốn


Dữ liệu, tín hiệu và truyền dẫn (tt)
Tín hiệu tương tự/ truyền dẫn tương tự
Lan truyền thông qua các bộ khuếch dại, xử lý tín
hiệu như nhau bất kể dữ liệu là số hoặc tương tự

Tín hiệu tương tự/ truyền dẫn số
Xem tín hiệu biểu diễn dữ liệu số, lan truyền qua
các bộ repeater

Tín hiệu số/ truyền dẫn tương tự
Không dùng

Tín hiệu số/ truyền dẫn số
Tín hiệu là chuỗi nhị phân lan truyền qua các bộ
repeater


Dữ liệu số - Tín hiệu tương tự
Ứng dụng
Truyền dữ liệu số trên mạng điện thoại công cộng

Phổ đường truyền: 300Hz
Thiết bị

3400Hz

MODEM (MOdulator-DEMulator)

Kỹ thuật: Điều chế số (chi tiết ở chương II)
Điều biên: Amplitude-Shift Keying (ASK)
Điều tần: Frequency-Shift Keying (FSK)
Điều pha: Phase-Shift Keying (PSK)


Dữ liệu tương tự - Tín hiệu số
Ứng dụng
Truyền dữ liệu tương tự trên mạng truyền dữ liệu
số
Số hóa

Thiết bị
CODEC (COder-DECoder)

Kỹ thuật (Chi tiết ở chương II)
Điều chế xung mã: Pulse Code Modulation
(PCM)
Điều chế Delta: Delta Modulation (DM)


Tín hiệu tương tự - Dữ liệu tương tự
Ứng dụng
ðiều chế dữ liệu tương tự: thay đổi tần số truyền
Dùng cho dồn kênh FDM

Kỹ thuật (Chi tiết ở chương II)
ðiều chế biên: Amplitude Modulation (AM)
ðiều chế góc (Angle Modulation)
ðiều chế tần số: Frequency Modulation (FM)
ðiều chế pha: Phase Modulation (PM)


Sự sai khác tín hiệu (impairments)
Tín hiệu nhận dược khác với tín hiệu truyền

Ảnh hưởng
Truyền dẫn tương tự: suy giảm chất lượng tín hiệu
Truyền dẫn số: lỗi trên bit

Nguyên nhân
Suy giảm tín hiệu (attenuation)
Méo trễ lan truyền (delay distortion)
Nhiễu (noise
Trang 17


Suy giảm tín hiệu (attenuation)
Cường dộ (biên dộ) của tín hiệu bị suy giảm
theo khoảng cách
Tùy thuộc vào môi trường truyền dẫn
Là một hàm tăng theo tần số
Là hàm phức tạp dối với môi trường vô hướng

Trang 18

Suy giảm tín hiệu (tt)
Cường dộ suy giảm theo hàm logarit
Công thức
Attenuation = 10 log10(P1/P2) (dB)
P1 công suất nơi phát (watts)
P2 công suất nơi nhận(watts)

Attenuation = -20log10(V1/V2)
V1 diện áp nơi phát (V)
V2 diện áp nơi nhận (V)

ðộ lợi/dộ hao hụt của các tầng nối tiếp có thể
dược tính bằng phép toán cộng trừ
Trang 19


Méo trễ truyền lan
Vận tốc lan truyền tín hiệu thay dổi theo tần
số
Vận tốc cao nhất ở gần tần số trung tâm
Các thành phần tần số khác nhau sẽ dến dích ở
các thời diểm khác nhau
Kết quả là sự dịch pha giữa các tần số khác nhau

Trang 20


Nhiễu
Tín hiệu thêm vào giữa thiết bị phát và thiết

bị thu
Nhiễu nhiệt (thermal noise)
Nhiễu diều chế (intermodulation noise)
Nhiễu xuyên kênh (crosstalk)
Nhiễu xung (impulse noise)

Trang 21