KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (419.46 KB, 11 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN

KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG

Mơn:

HỆ THỐNG VIỄN THƠNG

Đề tài:

TÌM HIỂU KĨ THUẬT ĐIỀU CHẾ QAM

Đà Nẵng, tháng 2 năm 2010

Đà nẵng, tháng 3 năm 2011

LỜI MỞ ĐẦU



GHVD

: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH



Lớp

: K14TVT



SVTH

: Phan Minh Vĩnh An

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ

(MODULATION)

Điều chế là đem tin tức dưới dạng một tín hiệu tần số thấp tác động vào
tín hiệu cao tần điều hồ làm biến đổi một thơng số nào đó (biên độ, tần số hoặc

góc pha) của tín hiệu cao tần theo tin tức. Trong trường hợp này, tin tức được
gọi là tín hiệu điều chế, dao động cao tần gọi là sóng mang, còn dao động cao
tần mang tin tức gọi là dao động cao tần đã điều chế. Sóng được điều chế

nhằm 2 mục đích:

Sóng đã điều chế thỏa mãn điều kiện truyền của môi trường truyền tin

vì mơi trường này khơng truyền được tín hiệu gốc. Sóng truyền được tin tức
(thơng tin) gọi là sóng mang.

Tạo điều kiện ghép nhiều kênh truyền tin để truyền qua cùng một mơi

trường.

Có nhiều kỹ thuật điều chế tùy thuộc vào bản chất của tín hiệu gốc và mơi
trường truyền. Có nhiều phương pháp để điều chế như PSK,ASK, QAM. Và
trong báo cáo này, chúng em xin trình bày về phương pháp điều chế QAM.

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

1. Định nghĩa:

Phơng pháp điều chế M-QAM là phơng pháp nâng cao hiệu quả của một
kênh truyền mà không cần tăng công suất phát hay tăng độ rộng băng
thông.Việc điều chế hai thành phần đồng pha và pha vng góc một cách độc
lập với nhau cho ta một sơ đồ điều chế mới gọi là điều chế biên độ vng góc
(hay cầu phơng) M trạng thái (QAM, Quadrature Amplitude Modulation).

Nh vậy, trong sơ đồ điều chế này sóng mang bị điều chế cả về biên độ lẫn
pha.

2. Điều chế QAM:

Trong hệ thống PSK, các thành phần đồng pha và vuông pha được kết
hợp với nhau tạo thành một tín hiệu đường bao khơng đổi. Tuy nhiên, nếu
loại bỏ loại này và để cho các thành phần đồng pha và vng pha có thể độc
lập với nhau thì ta được một sơ đồ điều mới gọi là điều biên cầu phương điều
chế biên độ sóng mang QAM (điều chế biên độ gốc) . Ở sơ đồ điều chế này,
sóng mang bị điều chế cả biên độ lẫn pha. Điều chế QAM là có ưu điểm là
tăng dung lượng truyền dẫn số.

Dạng tổng quát của điều chế QAM, 14 mức (m-QAM) được xác định như
sau:

S1(t)=

√

2E0

T aicos(2πfct)−

√

2E0

T bisin(2πfct);(0≤ t ≤T)

Trong đó,

E0 : năng lượng của tín hiệu có biên độ thấp nhất

ai , bi : cặp số nguyên độc lp c chn tựy theo v trớ bn

tin. i=1,2L.

Dạng cơ sở của chùm tín hiệu M-QAM là dạng của hai tín hiệu ASK có L
trạng thái. Nh vậy, tín hiệu Si(t) gồm hai thành phần sóng mang có pha vu«ng

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Có thể phân tích Si(t) thành cặp hàm cơ sở:

Φ1(t)=−

√

T bisin(2 πfc.t)0≤ t ≤T

Φ2(t)=

√

Taisin(2 πfc.t)0≤t ≤ T

ai

√

E0 bi

√

E0

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

(ai, bi)=

(− L+1, L −1)(− L+3, L−1) . ..(L −1, L−1)
(− L+1, L−3)(− L+3, L −3)...(L −1, L−3)

..

..

(− L+1, − L+1)(− L+3, L −3)...(L−1,− L+1)
¿righ

¿
¿[ ][ ][ ][ ]

Đối với 16-QAM ta có L=4

(ai, bi)=

(−3,3) (−1, 3) (1,3) (3,3)
(−3,1)  (−1,1) (1,1)  (3,1)

(−3,−1) (−1,−1)(1,−1) (3,−1)
(−3, −3)(−1,−3)(1, −3)(3,−3)

¿righ
¿
¿[ ] [ ] [ ]

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6></div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

Chùm tín hiệu M-QAM

II. Sơ đồ điều chế và giải điều chế M-QAM

1. Bộ điều chế

Hoạt động của bộ điều chế

 Bộ phân luồng (demux) chuyển đổi luồng nhị phân b(t) tốc bit

Rb=1/Tb đầu vào thành bốn luồng độc lập, trong đó hai bit lẻ được
đưa đến bộ chuyển đổi mức ở nhánh trên còn hai bit chẵn được đưa
đến bộ chuyển đổi mức nhánh dưới. Tốc độ ký hiệu trong trường
hợp này sẽ bằng Rs=Rb/4.

 Các bộ biến đổi mức chuyển đổi 2 mức vào L mức () tạo ra các tín

hiệu L mức tương ứng với các đầu vào đồng pha và pha vng góc.

 Sau khi nhân hai tín hiệu L mức với hai sóng mang có pha vng

góc được tạo tử bộ dao động nội phát TLO (Transmitter Local
Oscillator) rồi cộng lại ta được tín hiệu M-QAM.

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

Hoạt động của bộ giải điều chế

Tín hiệu thu được đưa lên 2 nhánh đồng pha và vng pha, sau đó
được nhân với 2 hàm trực giao giống phía phát được tạo ra từ bộ
dao động nội thu RLO (Receiver Local Oscillator). Nhờ tính chất
trực giao mà ta tách được 2 thành phần tín hiệu.

Tín hiệu sau đó được đưa qua bộ tương quan lấy mẫu, đánh giá
ngưỡng (so sánh với L-1 ngưỡng) để thu được kí hiệu.

Sau cùng hai chuỗi số nhị phân được tách ra nói trên sẽ kết hợp với
nhau ở bộ biến đổi song song vào nốí tiếp để khơi phục lại chuỗi

nhị phân phía phát (ước tính chuỗi phát ).

III. Ứng dụng QAM:

Các loại điều chế QAM.

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

CHẾ BIT/SYSMBOL THÁI

1 4QAM 1 2 4

2 (QPSK) 2 4 16

3 16QAM 3 6 64

4 256 4 8 256

Như với nhiều đề án điều chế kỹ thuật số, biểu đồ chịm sao là một
đại diện hữu ích. Trong QAM, các điểm chịm sao này thường được bố trí
trong một ô vuông với khoảng cách dọc và ngang bằng nhau, mặc dù cấu
hình khác là có thể (ví dụ như Cross-QAM). Từ trong viễn thông kỹ
thuật số dữ liệu thường nhị phân, số lượng các điểm trong lưới điện
thường là một sức mạnh của 2 (2, 4, 8 ...). Kể từ khi QAM thường
vuông, một số trong số này là hiếm các hình thức phổ biến nhất là 
16-QAM, 64-16-QAM, 128-QAM và 256-QAM. Bằng cách di chuyển đến một
chịm sao bậc cao, có thể để truyền tải các bit trên mỗi ký hiệu. Tuy
nhiên, nếu năng lượng trung bình của chịm sao này là vẫn như cũ (bằng
cách làm một so sánh công bằng), các điểm phải được xích lại gần nhau
và do đó dễ bị nhiễu và tham nhũng khác, điều này dẫn đến một tỉ lệ lỗi
bit cao hơn và do đó bậc cao QAM có thể cung cấp nhiều dữ liệu hơn ít
đáng tin cậy hơn so với dưới để QAM, cho năng lượng liên tục có nghĩa

là chịm sao.

Nếu dữ liệu, tỷ giá vượt ra ngoài những người được cung cấp bởi
PSK-8 được u cầu, nó là nhiều hơn bình thường để di chuyển đến
QAM kể từ khi nó đạt được một khoảng cách lớn giữa các điểm lân cận
trong mặt phẳng IQ do phân phối các điểm đồng đều hơn. Các yếu tố
phức tạp là những điểm khơng cịn tất cả các biên độ như nhau và do đó,
bộ giải điều phải bây giờ chính xác phát hiện cả hai pha và biên độ, hơn
là chỉ giai đoạn.

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

256-QAM là các đề án điều chế uỷ quyền cho cáp kỹ thuật số (xem 256-QAM
tuner) theo tiêu chuẩn của SCTE trong tiêu chuẩn ANSI / SCTE 07
năm 2000. Lưu ý rằng những người tiếp thị nhiều người sẽ tham
khảo những lúc QAM-64 và QAM-256. Tại Anh, 16-QAM và 
64-QAM hiện đang được sử dụng cho truyền hình mặt đất kỹ thuật số
(Freeview và Top Up TV) và 256-QAM được lên kế hoạch cho
Freeview-HD.

Hệ thống truyền thông được thiết kế để đạt được mức độ rất cao
hiệu quả quang phổ thông thường sử dụng các chịm sao QAM rất dày
đặc. Một ví dụ là G.hn ITU-T tiêu chuẩn cho nối mạng thông qua hệ
thống dây điện hiện tại nhà (cáp đồng trục, đường dây điện thoại và
đường dây điện), trong đó sử dụng các chòm sao lên tới 4096-QAM
(12 bit / biểu tượng). Một ví dụ khác là cơng nghệ VDSL2 cho cặp
đồng xoắn, có chịm sao kích thước lên tới 32768 điểm.

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

 M-QAM là một trong những sơ đồ điều chế M trạnh thái thường được

dùng hơn so với sơ đồ 2 trạng thái để truyền số liệu trong kênh băng tần
hạn chế.

 Việc sử dụng M-QAM sẽ giảm được độ rộng băng tần n= so

</div>