Tài liệu Ghép kênh tín hiệu số docx

H C VI N CƠNG NGH B U CHÍNH VI N THƠNG

GHÉP KÊNH TÍN HI U S
(Dùng cho sinh viên h

ào t o

L u hành n i b

HÀ N I - 2007

i h c t xa)


H C VI N CƠNG NGH B U CHÍNH VI N THƠNG

GHÉP KÊNH TÍN HI U S
Biên so n :

TS. CAO PHÁN
THS. CAO H NG S N


L I NĨI

U

Ghép kênh tín hi u s là m t l nh v c r t quan tr ng. Kh i u c a ghép kênh tín hi u s
là i u xung mã (PCM) và i u ch Delta (DM), trong ó PCM
c s d ng r ng rãi h n. T
PCM, các nhà ch t o thi t b vi n thông ã cho ra i thi t b ghép kênh c n ng b (PDH) và

sau ó là thi t b ghép kênh ng b (SDH). M ng thông tin quang SDH ã m ra m t giai o n
m i c a công ngh truy n thông nh m áp ng nhu c u t ng tr ng r t nhanh c a các d ch v
vi n thông, c bi t là d ch v Internet.
V i t c bit hi n t i c a SDH là 10 Gbit/s v n ch a áp ng m t cách y
cho truy n
l u l ng Internet ã, ang và s phát tri n theo c p s nhân. Vì v y cơng ngh ghép kênh theo
b c sóng (WDM) ã xu t hi n.
có th t n d ng b ng t n truy n d n t i mi n c a s th hai
c a s i quang n mode, k thu t ghép ch t các b c sóng DWDM ang óng vai trị quan tr ng
trên m ng thơng tin quang tồn c u.
Tuy nhiên, thơng tin quang SDH là cơng ngh ghép kênh c
nh. Vì v y
r ng b ng t n
v n không
c t n d ng tri t . Theo c tính thì hi u su t s d ng
r ng b ng t n kh d ng
c a h th ng thông tin quang SDH m i t
c 50%. Tr c th c t m t m t
r ng b ng t n
ng truy n còn b lãng phí, m t khác cơng ngh truy n gói IP và ATM ịi h i h th ng thông
tin quang SDH ph i tho mãn nhu c u tr c m t và c cho t ng lai, khi mà các d ch v gia t ng
phát tri n trình
cao. Ch có th tho mãn nhu c u v t c
truy n d n và nâng cao hi u su t
s d ng b ng t n
ng truy n b ng cách thay i các ph ng th c truy n t i l u l ng s li u.
V n
m u ch t ng d ng các ph ng th c truy n t i tiên ti n là k t chu i các các
conten , s d ng các ph ng th c óng gói s li u thích h p, truy n t i gói linh ho t theo cách tái
s d ng không gian và chuy n m ch b o v thông minh

nâng cao
tin c y c a m ng và rút
ng n th i gian ph c h i c a h th ng khi có s c . Nh ng v n
này s
c phân tích k trong
các ch
sau ây:
1) Trình bày m t s khái ni m c b n trong truy n d n tín hi u, c bi t là tín hi u s và
các ph ng pháp ghép kênh s .
2) Các ph ng pháp duy trì m ng. N i dung ch y u c a chuyên
này là các ph ng
pháp chuy n m ch b o v m ng
ng th ng và m ng vòng SDH.
3) Các chu n Ethernet, m ng vòng th bài và FDDI.
4) Các ph ng th c truy n t i s li u bao g m các ph ng th c óng khung s li u, k t
chu i, i u ch nh dung l ng tuy n, các giao th c tái s d ng không gian v.v.
Sau m i ch ng có các bài t p ho c câu h i
sinh viên t ki m tra và ánh giá ki n th c c a
mình khi i ch ng v i áp s và tr l i trong ph n ph l c.
Tài li u gi ng d y này
c biên so n theo
c ng môn h c "Ghép kênh tín hi u s "
c a ch ng trình ào t o i h c chính quy hi n nay c a H c vi n Công ngh B u chính Vi n
thơng. Tuy nhiên, ây là l n biên so n u tiên nên không tránh kh i thi u sót v n i dung và hình
th c. R t mong các c gi góp ý tài li u ngày càng hoàn thi n h n.
Ý ki n óng góp c a các c gi xin vui lòng g i tr c ti p cho Phòng ào t o i h c t
xa – H c vi n Cơng ngh B u chính Vi n thơng.
Xin chân thành c m n!
Nhóm tác gi

1


CH
M TS

NG I

KHÁI NI M C

B N

TRONG TRUY N D N TÍN HI U
1.1. GI I THI U CHUNG
Trong ch

ng này gi i thi u các n i dung chính sau ây:

- M t s khái ni m c b n trong truy n d n tín hi u s .
- Các ph ng pháp s hố tín hi u analog nh : PCM, DPCM và DM. Trong ó ph
pháp PCM
c s d ng r ng rãi trong các h th ng ghép kênh PDH.

ng

- Các ph ng pháp ghép kênh: ã i m qua các ph ng pháp ghép kênh theo t n s , theo
t n s tr c giao, theo th i gian, theo mã, ghép kênh th ng kê v.v. trong ó ghép kênh theo th i
gian
c s d ng trong ghép kênh PDH, SDH.
-

ng b trong vi n thơng:

ã ti n hành phân tích các ph ng th c ng b nh : ng b sóng mang, ng b ký
hi u, ng b bit, ng b khung, ng b gói, ng b m ng, ng b a ph ng ti n và ng
b
ng h th i gian th c. Tu thu c vào t ng tr ng h p c th mà s d ng m t trong các
ph ng th c ng b ho c s d ng ng th i m t s ph ng th c ng b . Ch ng h n trong
m ng thông tin quang SDH s d ng c
ng b m ng, ng b sóng mang, ng b khung, ng
b ký hi u.

1.2. NH P MÔN GHÉP KÊNH S
1.2.1. Tín hi u và các tham s
1.2.1.1. Các lo i tín hi u
(1) Tín hi u analog: tín hi u analog (t
t c theo th i gian, thí d tín hi u tho i analog.

ng t ) là lo i tín hi u có các giá tr biên

M t d ng i n hình c a tín hi u analog là sóng hình sine,

c th hi n d

liên

i d ng:

S(t) = Asin ( t + )
trong ó: A là biên

tín hi u,

là t n s góc ( = 2 f, f là t n s ),

là pha c a tín hi u.

N u tín hi u là t p h p c a nhi u t n s thì ngồi các tham s trên ây cịn có m t tham s
khác, ó là d i t n c a tín hi u.
(2) Tín hi u xung: tín hi u xung là lo i tín hi u có các giá tr biên
là hàm r i r c c a
th i gian. i n hình c a tín hi u xung là tín hi u xung l y m u tín hi u analog d a vào nh lý l y
m u.
(3) Tín hi u s : ây c ng là lo i tín hi u có các giá tr biên
là hàm r i r c c a th i gian
nh tín hi u xung. Tuy nhiên, khác v i tín hi u xung ch biên
c a các xung b ng 0 ho c 1,
m t khác t p h p c a m t nhóm xung i di n cho m t ch s , ho c m t ký t nào ó. M i m t
xung
c g i là m t bit. M t vài lo i tín hi u s i n hình nh : tín hi u 2 m c (0 và 1), cịn có
tên là tín hi u xung nh phân hay tín hi u xung n c c; và tín hi u ba m c (-1, 0 và +1), cịn
c g i là tín hi u xung tam phân hay tín hi u xung l ng c c.
(4) Tín hi u i u biên xung, i u t n xung ho c i u pha xung: ây là tr ng h p mà sóng
mang xung ch nh t có biên , ho c t n s , ho c pha bi n i theo quy lu t bi n i c a biên
tín hi u i u ch . Ba d ng tín hi u này th ng
c s d ng trong m ng thông tin analog.
3


1.2.1.2. Các tham s c a tín hi u

(1) M c i n
M c i nt

ng

i: L dB

10 log

Px
P0

trong ó: Px là cơng su t tín hi u (mW) t i i m c n xác
i m tham kh o (mW).
M c i n tuy t

i: L dBm

10 log

nh m c i n, P0 là cơng su t tín h u t i

Px
1mW

L(dB)m= 0 dBm khi công su t t i i m x b ng 1 mW, L(dBm) 0 khi cơng su t tín hi u t i i m x
l n h n 1 mW, L(dBm) < 0 khi cơng su t tín hi u t i i m x bé h n 1 mW.
(2) T s tín hi u trên nhi u
SNR dB

10 log

Ps
Pn

20 log

Vs
Vn

20 log

Is
In

trong ó: Ps, Vs, Is t ng ng là công su t, i n áp và dịng i n tín hi u; Pn, Vn, In t
công su t, i n áp và dòng i n nhi u.

1.2.2.

ng truy n và

1.2.2.1.

ng ng là

r ng b ng t n truy n d n

ng truy n

Là môi tr ng truy n d n
c s d ng
truy n t i tín hi u, thí d
ng truy n cáp
kim lo i,
ng truy n cáp s i quang,
ng truy n Radio, v.v.
ng truy n còn
c phân chia
thành tuy n (Path), kênh v.v.

1.2.2.2.

r ng b ng t n truy n d n

Mu n o
sau ây:
(1)

r ng b ng t n truy n d n c a tín hi u nào ó ph i c n c vào các quy

nh

r ng b ng t n i n (BW)e

r ng b ng t n i n là b ng t n t t n s tín hi u b ng zero n t n s tín hi u mà t i ó
áp ng c a tín hi u (h s khu ch i, i n áp, dòng i n) gi m còn 0,707 so v i giá tr c c i
c a áp ng tín hi u (hình 1.1).
V/Vmax
1

0,707

0

fmax

f

(BW)e
Hình 1.1(2)

r ng b ng t n i n

r ng b ng t n quang (BW)o

r ng b ng t n quang là b ng t n t t n s i u ch b ng zero n t n s i u ch mà
t i ó m c cơng su t quang gi m 50% (3dBm) so v i công su t quang c c i, nh minh ho
hình 1.2.
4


P(dBm)
Pmax
3 dBm

0

f

fmax

(BW)o

Hình 1.2.

1.2.3. Truy n d n

r ng b ng t n quang

n kênh và a kênh

Truy n d n n kênh và a kênh có ng ý là h th ng truy n d n quang có m t hay nhi u
b c sóng. Thí d : h th ng thơng tin quang thơng th ng ch có m t b c sóng t i 1310 nm
ho c 1550 nm; trong khi ó, h th ng thơng tin quang ghép b c sóng (WDM) có th truy n ng
th i hàng ch c b c sóng khác nhau n m trong mi n c a s th hai (1300 nm) ho c c a s th ba
(1550 nm) c a s i quang n mode.

1.2.4. H th ng truy n d n s và các tham s
1.2.4.1. H th ng truy n d n s
H th ng truy n d n s bao g m h th ng truy n d n cáp s i quang và h th ng truy n
d n vi ba s . H th ng truy n d n vi ba s là h th ng a i m
ng th ng. H th ng truy n d n
s cáp s i quang có th s d ng c u trúc
ng th ng, vòng ho c h n h p. Các c u hình này s
c trình bày chi ti t trong ch ng III. D i ây ch gi i thi u khái quát m t vài c u trúc c b n
c a h th ng.
(1) H th ng truy n d n

ng th ng

Các c u hình c a h th ng truy n d n

ng truy n

TRM

ng th ng nh hình 1.3.

REG

ng truy n

TRM

a) C u hình i m n i i m
ng truy n
TRM

ng truy n
ADM

TRM

b) C u hình a i m, xen/ r
Chú thích: TRM- B ghép

u cu i, ADM- B ghép xen/ r , REG - B tái sinh (b l p).

Hình 1.3. Các c u hình

ng th ng

Trong c u hình i m n i i m ch có hai b ghép u cu i k t n i tr c ti p v i nhau ho c
qua b l p b ng
ng truy n s , t o thành m t
ng th ng, vì v y g i là h th ng
ng th ng.
Ngồi ra cịn có tên g i khác là h th ng h . C u hình a i m, xen/ r ngồi hai b ghép u cu i
cịn có thêm m t ho c nhi u b ghép xen r
c k t n i v i nhau b i
ng truy n s thành m t
ng th ng. C u hình a i m, r nhánh c ng là h th ng h . T i a i m xen/r , các lu ng s
c ti p t c truy n t i m t b ghép u cu i khác
t o thành m t nhánh c a h th ng chính.
Các c u hình
ng th ng áp d ng cho vi ba s và thông tin cáp s i quang PDH ho c SDH.
5


Các c u hình trên ây khơng có kh n ng t duy trì khi
ho c h ng nút.

ng truy n có s c , ch ng h n

t cáp

(2) H th ng truy n d n vòng (ring)
Trong c u hình này ch có các ADM và có th có các REG. Các nút
b i hai ho c b n s i quang t o thành m t vòng kín, nh trên hình 1.4.

c k t n i v i nhau

ADM

ADM

Ring STM-N

ADM

ADM

Hình 1.4. C u hình vịng c a h th ng truy n d n s

1.2.4.2.Các tham s
(1) T c

bit: s bit phát i trong m t giây.

Các n v o t c
bit: bit/s, kbit/s (1kbit/s = 103 bit/s), Mbit/s (1Mbit/s = 103 kbit/s =
10 bit/s), Gbit/s (1Gbit/s = 103 Mbit/s = 106 kbit/s = 109 bit/s), Tbit/s (1Tbit/s = 103 Gbit/s = 106
Mbit/s = 109 kbit/s = 1012 bit/s). Tín hi u s
c s d ng trong các m ng thông tin s .
6

(2) T s l i bit BER: s bit b l i chia cho t ng s bit truy n.
- PDH: BER 10-6 ch t l ng
ng truy n bình th ng, 10-6 < BER < 10-3 ch t l
ng truy n gi m sút (c nh báo vàng), BER 10-3 ch t l ng
ng truy n r t x u (c nh báo
- SDH: BER 10-9 ch t l ng

ng truy n bình th ng, BER = 10-6 ch t l ng
ng truy n r t x u (c nh báo ).
truy n gi m sút (c nh báo vàng), BER = 10-3 ch t l ng

ng
).
ng

(3) Rung pha (Jitter)
Rung pha là s i u ch pha không mong mu n c a tín hi u xung xu t hi n trong truy n
d n s và là s bi n i nh các th i i m có ý ngh a c a tín hi u so v i các th i i m lý t ng.
Khi rung pha xu t hi n thì th i i m chuy n m c c a tín hi u s s s m h n ho c mu n h n so
v i tín hi u chu n, nh minh ho trên hình 1.5.
Biên

a) Xung nh p chu n

t

ng bao b rung pha

Biên

t
ng bao chu n
b) Tín hi u s b rung pha
Hình 1.5. Tín hi u s b rung pha
6

Rung pha xu t hi n là do c ly
ng truy n khác nhau nên tr khác nhau, l ch t n s
ng h ngu n và ng h thi t b thu trong cùng m t m ng, l ch t n s gi a ng h c a thi t b
SDH và t n s c a lu ng nhánh PDH.

1.3. S

HỐ TÍN HI U ANALOG

S hố tín hi u analog là chuy n i tín hi u analog thành tín hi u s . Mu n v y có th s
d ng m t trong các ph ng pháp sau ây:
- i u xung mã (PCM)
- i u xung mã vi sai (DPCM)
- i u ch Delta (DM)
Sau ây trình bày các ph

ng pháp s hố tín hi u analog.

1.3.1. i u xung mã PCM
PCM
c c tr ng b i ba quá trình.
trình này g i là chuy n i A/D.

ó là l y m u, l

ng t hố và mã hố. Ba q

Mu n khơi ph c l i tín hi u analog t tín hi u s ph i tr i qua hai quá trình: gi i mã và
l c. Hai quá trình này g i là chuy n i D/A.
S

Tín hi u
analog

kh i c a các quá trình chuy n
B l y
m u

B l ng
B mã
t hố VPAM hố-nén s
Chuy n

Hình 1.6- S

1.3.1.1. Chuy n

i A/D và D/A nh hình 1.6.

ng
truy n

B gi i mã
- dãn s

i A/D

kh i quá trình chuy n

B l c

th p

Chuy n

Tín hi u
analog

i D/A

i A/D và D/A trong h th ng PCM

i A/D

(1) L y m u
Hình 1.7 th hi n l y m u tín hi u analog. ây là q trình chuy n i tín hi u analog
thành dãy xung i u biên (VPAM). Chu k c a dãy xung l y m u (Tm)
c xác nh theo nh lý
l y m u c a Nyquist:
Tm

1
2 f max

(1.1)

trong ó f-max là t n s l n nh t c a tín hi u analog.

S(t)

Xung l y m u

Tín hi u analog

t
Tm
Hình 1.7- L y m u tín hi u analog

7


Tín hi u tho i có b ng t n h u hi u t 0,3 n 3,4 kHz. T bi u th c (1.1), có th l y giá
tr fmax = 4000 Hz. Do ó chu k l y m u tín hi u tho i là:
Tm

1
2 4000 Hz

(1.2)

125 s

Ho c t n s l y m u tín hi u tho i:

fm
(2) L

2 f max

8kHz

(1.3)

ng t hoá

L ng t hố là làm trịn biên
xung l y m u t i m c l ng t g n nh t. Có ngh a là
gán cho m i xung l y m u m t s nguyên phù h p. M c ích c a l ng t hố
mã hố giá tr
m i xung l y m u thành m t t mã có s l ng bít ít nh t.
Có hai ph
L

ng pháp l
ng t hố

ng t hố:

u và khơng

u.

u

Hình 1.8 minh ho l ng t hố u. L ng t hoá u là chia biên
các xung l y m u
ng song
thành các kho ng u nhau, m i kho ng là m t b c l ng t
u, ký hi u là . Các
song v i tr c th i gian là các m c l ng t . Sau ó làm trịn biên
xung l y m u t i m c l ng
t g n nh t s nh n

c xung l ng t .
l

N u biên
c a tín hi u analog bi n thiên trong kho ng t -a
ng t Q và có m i quan h sau ây:

n a thì s l

2a
Q

ng m c

(1.4)

S(t)

Xung l

7
6

ng t
-B

5
4

cl

ng t

u

Tín hi u analog

3
2
1
0

M cl

ng t

t
Tm
Hình 1.8- L

Làm trịn biên
trong gi i h n t - /2
ây:

ng t hoá

u

xung l y m u gây ra méo l ng t . Biên
xung méo l ng t n m

n + /2. Công su t méo l ng t PMLT
c xác nh theo bi u th c sau
/2

P MLT

a 2 WLT a da

(1.5)

/2

trong ó: a là biên
c a tín hi u analog, WLT(a) là xác su t phân b giá tr t c th i c a biên
xung l y m u trong m t b c l ng t . WLT(a) = 1/ . Thay bi u th c (1.4) vào k t qu l y tích
phân nh n
c:

8


2

PMLT

(1.6)

12

T bi u th c (1.6) th y r ng công su t méo l ng t ch ph thu c vào , khơng ph

thu c vào biên
tín hi u. Nh v y t s cơng su t tín hi u có biên
l n trên cơng su t nhi u
l ng t s l n h n t s công su t tín hi u có biên
y u trên cơng su t méo l ng t . Theo
phân tích ph thì tín hi u tho i ch y u do các thành ph n tín hi u có c ng
y u t o thành. Vì
th n u s d ng l ng t hoá u s làm gi m ch t l ng tín hi u tho i t i u thu. Mu n kh c
ph c nh c i m này, trong thi t b ghép kênh PCM ch s d ng l ng t hố khơng u.
L

ng t hố khơng

u

Trái v i l ng t hố u, l ng t hố khơng u chia biên
xung l y m u thành các
kho ng không u theo nguyên t c khi biên
xung l y m u càng l n thì
dài b c l ng t
càng l n, nh trên hình 1.9. L ng t hố khơng u
c th c hi n b ng cách s d ng b nén.

S(t)

Xung l

ng t

7

i

-B

cl

ng t khơng

u

6
5

Tín hi u analog

4
3
2
1
0

M cl

ng t

t
Tm
Hình 1.9- L

ng t hố khơng

u

(3) Mã hố - nén s
c tính biên

b mã hoá - nén s

Ch c n ng c a mã hoá là chuy n i biên
xung l ng t thành m t t mã g m m t s
bit nh t nh. Theo k t qu nghiên c u và tính tốn c a nhi u tác gi thì trong tr ng h p l ng
c c i c a xung l y m u tín hi u tho i b ng 4096 . Do ó m i t mã ph i
t hoá u, biên
ch a 12 bit, d n t i h u qu là t c
bit m i kênh tho i l n g p 1,5 l n t c
bit tiêu chu n 64
kbit/s. Mu n nh n
ct c
bit tiêu chu n, th ng s d ng b nén có c tính biên
d ng
logarit, cịn
c g i là b nén analog. Bi u th c toán h c c a b nén analog theo tiêu chu n châu
Âu có d ng:

y

trong ó: A= 87,6

1
Ax

khi0 x
1 ln A
A
1 ln Ax
1
khi
x 1
A
1 ln A

c tr ng cho m c

(1.7)

nén, x = Vvào/ Vvào max và y = Vra/ Vra max.

Tuy nhiên, do b nén analog t i phía mã hố và b dãn analog t i phía gi i mã ch a các
diode bán d n nên gây ra méo phi tuy n. Trong PCM s d ng b mã hoá - nén s và b gi i mãdãn s
lo i tr méo phi tuy n. Tóm l i, s d ng mã hoá- nén s v a t
c m c tiêu l ng t
hố khơng u, v a t
c m c tiêu m i t mã ch có 8 bit.
9


D a vào c tính biên
b nén analog lu t A
xây d ng c tính biên
b mã hố nén s b ng cách g n úng hoá
ng cong logarit thành 13 o n th ng. Vì v y c tính biên

c a b mã hố - nén s có tên là b mã hoá - nén s A = 87,6/13. Hình 1.10 là nhánh d ng (t i
góc 1/4 th nh t c a h to
) c tính biên
c a b mã hoá nén s A = 87,6/13. Nhánh âm (t i
góc 1/4 th III) c tính biên
i x ng v i nhánh d ng qua g c to
.
B n o n g n g c to
có góc nghiêng nh nhau nên g p thành m t o n, do ó tồn b
c tính biên
có 13 o n th ng. Trên tr c hoành t các giá tr c a i n áp vào theo t l
logarit. Giá tr i n áp vào u các o n u ghi rõ trên hình v . Trên tr c tung t các giá tr c a
i n áp ra và
c chia thành 8 o n b ng nhau, m i o n có 16 . Tr c hồnh c ng
c chia
làm 8 o n, m i o n g m 16 b c l ng t m i và b ng nhau ( i, i là s th t o n). Biên
c xác nh d a vào quy lu t là biên
b c l ng t c a o n sau l n
m i b c l ng t i
g p ôi biên b c l ng t c a o n tr c li n k . Th t v y:
7=

(2048 - 1024 )/ 16 = 64 ,

5=

16 ,

128

4=

8 ,

3=

4 ,

2=

6=

2 ,

1=

(1024 - 512 )/ 16 = 32 , suy ra
0=

Vra

„
„

112
VI

„

96

„

80

III

„

48

V

IV

„

64

VII

II

32

„
I

16
0

0
128

256

512

1024

2048

Vvào

64
32
16

Hình 1.10- Nhánh d
Ho t

ng

c tính biên

b mã hố- nén s A= 87,6/13

ng c a b mã hoá nén s

B mã hoá nén s ho t ng theo nguyên t c so sánh giá tr biên

xung l ng t ch a b
nén v i các ngu n i n áp m u
xác nh giá tr các bit. Trong b mã hoá - nén s có 11 lo i
ngu n i n áp m u nh b ng 1.1.
Ký hi u biên

i n áp xung c n mã hoá là VPAM.

- Ch n bit d u b1:
VPAM 0 thì b1= 1;
- Ch n o n: xác
10

nh biên

VPAM 0 thì b1= 0
xung thu c o n nào.


. Xác

nh b2:
VPAM 128 thì b2 = 1; VPAM 128 thì b2 = 0

. Xác
Tr

nh b3: có hai tr

ng h p:

ng h p th nh t, b2 = 1:
VPAM 512 thì b3 = 1; VPAM 512 thì b3 = 0

Tr

ng h p th hai, b2 = 0:
VPAM 32 thì b3 = 1; VPAM 32 thì b3 = 0

. Xác
Tr

nh b4: có 4 tr

ng h p:

ng h p th nh t, b2b3 = 00:
VPAM 16 thì b4 = 1; VPAM 16 thì b4 = 0

Tr

ng h p th hai, b2b3 = 01:
VPAM 64 thì b4 = 1; VPAM 64 thì b4 = 0

Tr

ng h p th ba, b2b3 = 10:
VPAM 256 thì b4 = 1; VPAM 256 thì b4 = 0

Tr

ng h p th t , b2b3 = 11:
VPAM 1024 thì b4 = 1; VPAM 1024 thì b4 = 0
B ng 1.1- Các ngu n i n áp m u
Mã o n

i n áp m u ch n b

b2 b3 b4

T.T. o n

b8

c trong o n

i n áp m u

b7

b6

b5

u o n

0

000

2

4

8

0

I

001

2

4

8

16

II

010

2

4

8

16

32

III

011

4

8

16

32

64

IV

100

8

16

32

64

128

V

101

16

32

64

128

256

VI

110

32

64

128

256

512

VII

111

64

128

256

512

1024

- Ch n b c trong o n: sau khi bi t biên
xung thu c o n nào, ti p t c xác nh biên
xung thu c b c nào trong o n y, t c là xác nh giá tr các bit b5 b6 b7 b8. Nguyên t c chung
là em VPAM so sánh v i t ng các ngu n i n áp m u; g m i n áp m u u o n, i n áp m u
c a bit y và i n áp m u c a các bit ã xác nh tr c ó n u giá tr c a chúng b ng 1 (tr ng
h p các bit ã xác nh tr c ó n u có giá tr b ng 0 thì ngu n chu n t ng ng v i chúng s
b ng 0).
. Xác

nh b5:
VPAM

Vm1 thì b5 = 1; VPAM

Vm1 thì b5 = 0, trong ó Vm1= Vm + Vm(b5)
11

. Xác

nh b6:
VPAM

Vm2 thì b6 = 1; VPAM

Vm2 thì b6 = 0,

trong ó Vm2 = Vm + Vm(b6) + Vm(b5 = 1)
. Xác

nh b7:
VPAM

Vm3 thì b7 = 1; VPAM

Vm3 thì b7 = 0, trong ó

Vm3 = Vm + Vm(b7) + Vm(b5 = 1) + Vm(b6 = 1)
. Xác

nh b8:
VPAM

Vm4 thì b8 = 1; VPAM

Vm4 thì b8 = 0, trong ó

Vm4 = Vm + Vm(b8) + Vm(b5 = 1) + Vm(b6 = 1)+ Vm(b7 = 1)
c biên
xung
Sau khi xác nh giá tr các bit b5 b6 b7 b8, d a vào b ng 1.2 s bi t
thu c b c nào trong o n. Có ngh a là u ra b mã hoá xu t hi n 4 bit mã b c t ng ng.
B ng 1.2- Mã b
TT b

c

b5 b6 b7 b8

TT b

c
c

b5 b6 b7 b8

0

8

1000

1

0001

9

1001

2

0010

10

1010

3

0011

11

1011

4

0100

12

1100

5

0101

13

1101

6

0110

14

1110

7

1.3.1.2. Chuy n

0000

0111

15

1111

i D/A

Các quá trình chuy n i D/A nh hình 1.6. B gi i mã - dãn s có ch c n ng chuy n i
m i t mã 8 bit thành m t xung l ng t ã b nén và sau ó dãn biên

xung t i giá tr nh khi
ch a b nén. Dãy xung u ra b gi i mã - dãn s qua b l c thông th p có t n s c t b ng 3,4 kHz
khơi ph c l i tín hi u tho i analog.
Thí d : u vào b gi i mã - dãn s có t mà 10110101, xác nh biên
xung u ra. b1
= 1, gi i mã thành xung d ng. 011 ng v i o n III, vì v y u ra c a b gi i mã - dãn s có
ngu n i n áp m u u o n III là 64 . Bit th sáu b ng 1 và ng v i b6 nên có thêm ngu n i n
áp m u 16 . Bit th tám b ng 1 và là b8 nên u ra có thêm ngu n i n áp m u 4 . Nh v y u
ra b gi i mã- dãn s có t ng ba ngu n i n áp m u b ng 84 .

1.3.2. i u xung mã vi sai DPCM
Trong ph ng pháp mã hoá - nén s c a PCM m i t mã có 8 bit, và do ó t c
bit m i
kênh tho i là 64 kbit/s. M t ph ng pháp s hố tín hi u tho i analog khác mà m i t mã ch c n
b n bit, nên gi m t c bit c a m i kênh tho i xu ng cịn m t n a. ó là ph ng pháp DPCM.

1.3.2.1. Chuy n
S

12

i A/D

kh i máy phát DPCM

c th hi n t i hình 1.11a.


B l c

h n ch d i t n tín hi u tho i analog

n 3,4 kHz. B l y m u có t n s l y m u
~
xung l y m u hi n t i. X n i là giá tr biên các xung l y m u

fm = 8 kHz. Xn là giá tr biên
tr

ˆ
c ó. X n là giá tr d

oán c a biên
p

ˆ
Xn

~
ai X n

xung l y m u ti p theo:
(1.8)

i

i 1

trong ó:
ai là h s d

oán,

hi n t i Xn và giá tr d

c ch n

oán c a biên

xung l y m u ti p theo,

t i thi u hoá sai s gi a giá tr biên
xung l y m u
ˆ
xung l y m u ti p theo. X n là giá tr d ốn biên
c ó. en là hi u s , hay còn

c ngo i suy t p giá tr xung l y m u tr

ˆ
g i là vi sai gi a Xn và X n . en

c mã hoá thành 4 bit. Bit th nh t là bit d u c a en. Khi en

d ng thì bit d u b ng 1, khi en âm thì bit d u b ng 0. Ba bit còn l i
c s d ng mã hoá giá
c l ng t hoá u, có ngh a là gán cho m i en m t
tr tuy t i c a en. Tr c khi mã hoá, en
xung l y m u
s nguyên t ng ng gi ng nh trong PCM. Ch khác PCM ch en bé h n biên

nên ch c n 4 bit mã hố nó.

Tín hi u
analog

B l c

B l y
m u

Xn

en

B mã
hố
p

Xn

~
ai X n

Tín hi u
DPCM
B gi i
mã

i

i

a) Máy phát

en
~
Xn

B d
ốn
Tín hi u
DPCM

B gi i
mã

en

~
Xn

B l c
p

b) Máy thu

Xn

~
ai X n

Tín hi u
analog

i

i

B d
ốn
Hình 1.11- S

1.3.2.2. Chuy n

kh i máy phát (a) và máy thu (b) DPCM

i D/A

S
kh i máy thu DPCM nh hình 1.11b. Tín hi u DPCM t i u vào là các t
c
Sau khi gi i mã, m i t mã
c chuy n thành m t xung có biên
b ng en và
c ng. M t u vào khác c a b c ng
c n i t i u ra b d oán. u ra b c ng
m t xung l y m u có biên
b ng xung l y m u phía phát. Dãy xung l y m u qua b l
ph c l i tín hi u analog.

mã 4 bit.
at ib
xu t hi n
c khôi

1.3.3. i u ch Delta (DM)
Khác v i PCM và DPCM, trong i u ch Delta m i t mã ch có m t bit (-1 ho c +1).
M t khác tránh méo tín hi u analog t i phía thu, t n s l y m u t i phía phát l n h n nhi u l n

13


so v i t n s l y m u c a PCM và DPCM (fm = 8 kHz). T n s l y m u c a DM
theo bi u th c sau ây:
2 f(TH) amax /

fm(DM)

c xác

nh

(1.9)

trong ó:
fm(DM) là t n s l y m u c a DM (kHz), f(TH) là t n s c c i c a tín hi u analog (kHz),
u (V).
amax là biên c c i c a tín hi u analog (V), là b c l ng t

1.3.3.1. Chuy n

i A/D

Quá trình th c hi n DM

c th hi n t i hình 1.12.

Tín hi u analog
c l y m u theo chu k Tm(DM) (Tm(DM) = 1/ fm(DM) ). Thi t l p hàm b c
thang m i b c b ng theo nguyên t c khi s n tín hi u t ng thì b c thang i lên, khi s n tín
hi u n m ngang thì b c thang c ng n m ngang, khi s n tín hi u gi m thì b c thang i xu ng. T i
th i i m l y m u n u giá tr tín hi u X(t) l n h n giá tr hàm b c thang tr c ó m t chu k thì
nh n
c V 0 và mã hoá V thành +1. Ng c l i, t i th i i m l y m u mà giá tr c a X(t)
bé h n giá tr hàm b c thang thì V 0 và
c mã hố thành -1. Trong quãng th i gian s n tín
hi u t ng ho c gi m nhanh thì hàm b c thang t ng ho c gi m không k p và gây ra quá t i s n
(ph n có các
ng t nét t i hình 1.12).

Biên
Q t i s

Tín hi u analog

n

Hàm b c thang
Tín hi u DM
0

t
Hình 1.12- Chuy n

1.3.3.2. Chuy n

i A/D trong DM

i D/A

T i phía thu tái l p l i hàm b c thang d a vào k t qu gi i mã. Nh n
c m t dãy các bit
1, b tích phân t i máy thu t o ra dãy b c thang i lên, nh n
c dãy các bit 1 và -1 an xen nhau
thì b tích phân t o ra dãy b c thanh n m ngang và nh n
c dãy các bit -1 thì b tích phân t o
l p dãy b c thang i xu ng. Tín hi u d ng b c thang qua b l c tách ra giá tr trung bình c a hàm
b c thang và ó là ng tác khơi ph c l i tín hi u analog. Vì tín hi u analog t i u ra b l c là giá
tr trung bình c a hàm b c thang nên trong quãng th i gian quá t i s n thì d ng sóng tín hi u
analog thu
c b l ch so v i d ng sóng analog t i phía phát. Do ó quá t i s n gây ra méo tín
hi u.
kh c ph c méo tín hi u do quá t i s n c n s d ng k thu t i u ch Delta thích ng
(ADMo).

1.4. CÁC PH

NG PHÁP GHÉP KÊNH

1.4.1. Ghép kênh phân chia theo t n s FDM

14


Khái ni m: ghép kênh theo t n s là t n s (ho c b ng t n) c a các kênh khác nhau, nh ng
c truy n ng th i qua môi tr ng truy n d n. Mu n v y ph i s d ng b i u ch , gi i i u
ch và b l c b ng.

1.4.1.1. S
S

kh i và nguyên lý ho t

ng b FDM

kh i h th ng ghép kênh và tách kênh theo t n s nh hình 1.13.

S
có N nhánh, m i nhánh dành cho m t kênh. S
ch có m t c p i u ch , nh ng trong
th c t có nhi u c p i u ch . Tu thu c môi tr ng truy n d n là vô tuy n, dây tr n, cáp i
x ng hay cáp ng tr c mà s d ng m t s c p i u ch cho thích h p.
Phía phát: tín hi u ti ng nói qua b l c th p h n ch b ng t n t 0,3 n 3,4 kHz. B ng
c hai b ng bên. Trong
t n này
c i u ch theo ph ng th c i u biên v i sóng mang fN
ghép kênh theo t n s ch truy n m t b ng bên, lo i b b ng bên th hai và sóng mang nh b l c
b ng, nh bi u di n trên hình 1.14. Trong hình 1.14 thí d truy n b ng d i. T i c p i u ch
kênh, kho ng cách gi a hai sóng mang k nhau là 4 kHz.

B l c
th p

B

i u
ch

B l c
b ng

B l c
b ng

B gi i
i u ch
f1

f1
B l c
th p

B

i u
ch

B l c
b ng

B l c
b ng

B gi i
i u ch

B

B l c
th p

f2

f2

B l c
th p

B l c
th p

i u
ch

B l c
b ng

B l c
b ng

B gi i
i u ch
fN

fN
Hình 1.13- S

B l c
th p

kh i h th ng ghép kênh theo t n s

c tính suy hao - t n s c a b l c b ng
B ng t n tho i

0,3

3,4

B ng d

i

B ng trên

fN

f (kHz)

Hình 1.14- Tín hi u i u biên trong c p i u ch kênh

C p i u ch kênh hình thành b ng t n c s 60 108 kHz. T b ng t n c s t o ra b ng
t n nhóm trung gian nh sóng mang nhóm trung gian. T b ng t n nhóm trung gian t o ra b ng
t n
ng truy n nh m t sóng mang thích h p. N b l c b ng t i u ra nhánh phát n i song
song v i nhau.

15


Phía thu: các b l c b ng t i nhánh phát và nhánh thu c a m i kênh có b ng t n nh nhau.
u vào nhánh thu có N b l c b ng n i song song và óng vai trị tách kênh. B i u ch t i
nhánh phát s d ng sóng mang nào thì b gi i i u ch c a kênh y c ng s d ng sóng mang nh
v y. Tín hi u kênh
c gi i i u ch v i sóng mang và u ra b gi i i u ch ngồi b ng âm t n
cịn có các thành ph n t n s cao. B l c th p lo i b các thành ph n t n s cao, ch gi l i b ng
âm t n.
Ghép kênh theo t n s có u i m là các b i u ch và gi i i u ch có c u t o n gi n
(s d ng các diode bán d n), b ng t n m i kênh ch b ng 4 kHz nên có th ghép
c nhi u kênh.
Ch ng h n, máy ghép kênh cáp ng tr c có th ghép t i 1920 kênh. Tuy nhiên do s d ng i u
biên nên kh n ng ch ng nhi u kém.

1.4.1.2. Ghép phân chia theo t n s tr c giao OFDM
(1) M

u

Ghép phân chia theo t n s tr c giao là m t công ngh trong l nh v c truy n d n áp d ng
cho môi tr ng khơng dây, thí d truy n thanh radio. Khi áp d ng vào mơi tr ng có dây nh
ng dây thuê bao s không i x ng (ADSL), th ng s d ng thu t ng a âm r i r c (DMT).

Tuy thu t ng có khác nhau nh ng b n ch t c a hai k thu t này u phát sinh t cùng m t ý
t ng. Vì v y trong ph n này xét tr ng h p s d ng cho môi tr ng khơng dây.
Nh ã trình bày trong ph n FDM, b ng t n t ng c a
ng truy n
c chia thành N
kênh t n s không ch ng l n nhau. Tín hi u m i kênh
c i u ch v i m t sóng mang ph riêng
và N kênh
c ghép phân chia theo t n s .
tránh giao thoa gi a các kênh, m t b ng t n b o
v
c hình thành gi a hai kênh k nhau. i u này gây lãng phí b ng t n t ng.
kh c ph c
nh c i m này c a FDM, c n s d ng N sóng mang ph ch ng l n, nh ng tr c giao v i nhau.
i u ki n tr c giao c a các sóng m ng ph là t n s c a m i m t sóng mang ph này b ng s
nguyên l n c a chu trình (T) ký hi u, nh bi u th trên hình 1.15. ây là v n quan tr ng c a k
thu t OFDM.
Biên
chu n hoá 1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1
0.2

0.4

Th i gian
chu n hoá
(t / T)

0.6
0.8
1
Hình 1.15. Ba sóng mang ph tr c giao trong m t ký hi u OFDM
(2) Mơ hình h th ng
ng
16

i u ch các sóng mang tr c giao c n s d ng ph
c (IDFT). Hình 1.16 là s
b i u ch OFDM.

ng pháp bi n

i Fourier r i r c


ej2

dn

ej2

Chuy n
n i ti p
thành song
song

f t
1m

f

t
N-1 m

Sm

Hình 1.16. B

i u ch OFDM

u vào b i u ch có dãy s li u d0, d1,...., dN-1 trong ó dn là ký hi u ph c (có th nh n
t
u ra b i u ch ph c nh QAM, PSK, v.v.). Gi thi t th c hi n bi n i Fourier ng c trên
c N s ph c Sm (m = 0,1,...., N-1):
dãy 2dn s nh n
N 1

Sm

d n exp j 2

2
n 0

nm
N

N 1

d n exp j 2 f n t m 0,1,....N 1

2

(1.10)

n 0

trong ó
fn

n
NTS

và t = mTS

trong ó TS là chu k c a các ký hi u g c. Cho ph n th c c a dãy ký hi u trong bi u th c (1.10)
c phiên b n
i qua b l c l y th p i v i t ng ký hi u riêng trong quãng th i gian TS s nh n
b ng g c c a tín hi u ODFFM:
N 1

yt

d n exp j 2

2 Re
n 0

n
t
T

khi 0

t

T

(1.11)

trong ó, T = NTS

1.4.2. Ghép phân chia theo th i gian TDM
Khi có nhi u tín hi u có t n s ho c b ng t n nh nhau cùng truy n t i m t th i i m ph i
s d ng ghép kênh theo th i gian. Có th ghép kênh theo th i gian các tín hi u analog ho c các
tín hi u s . D i ây trình bày hai ph ng pháp ghép kênh này.

1.4.2.1. TDM tín hi u t
(1) S
S

ng t

kh i b ghép
kh i TDM 4 kênh nh hình 1.17.

Tín hi u
analog B l c
1

th p

2

B l c
th p

3

B l c
th p

4

B l c
th p

Tín hi u
B l c analog
th p
1

B chuy n
m ch

B phân
ph i

B l c
th p

Phát
xung
B

Hình 1.17. S

Thu
xung
B

2

B l c
th p

ng
truy n

3

B l c
th p

4

kh i ghép 4 kênh theo th i gian
17


(2) Nguyên lý ho t

ng

B l c th p h n ch b ng t n tín hi u tho i analog t i 3,4 kHz. B chuy n m ch óng vai
trị l y m u tín hi u các kênh, vì v y ch i c a b chuy n m ch quay m t vòng h t 125 s, b ng
m t chu k l y m u. Ch i ti p xúc v i ti p i m t nh c a kênh nào thì m t xung c a kênh y
c
truy n i. Tr c h t m t xung ng b
c truy n i và ti p theo ó là xung c a các kênh 1, 2, 3
và 4. K t thúc m t chu k ghép l i có m t xung ng b và ghép ti p xung th hai c a các kênh.
Quá trình này c ti p di n liên t c theo th i gian.
phía thu ho t ng ng b v i phía phát,
yêu c u ch i c a b phân ph i quay cùng t c
và ng pha v i ch i c a b chuy n m ch. Ngh a
là hai ch i ph i ti p xúc v i ti p i m t nh t i v trí t ng ng. Yêu c u ng b gi a máy phát và
máy thu s
c áp ng nh xung ng b .
Phía thu, sau khi tách dãy xung c a các kênh c n khôi ph c l i tín hi u analog nh s
d ng b l c th p gi ng nh b l c này t i phía phát.
Hình nh ghép kênh theo th i gian tín hi u 3 kênh

c minh ho t i hình 1.18.

S1(t)

t

S2(t)

t

S3(t)

t

XR(t)
2

3

1

X B 1

X B

X B
3

2

3

1

2

125 s

t

XR(t) là dãy xung ghép t i u ra b chuy n m ch.
Hình 1.18- D ng sóng c a TDM

1.3.2.2. TDM tín hi u s
(1) S
S

kh i b ghép
kh i b ghép TDM tín hi u s

(2) Nguyên lý ho t

c th hi n t i hình 1.19.

ng

Quá trình ho t ng c a b chuy n m ch và b phân ph i ã
c trình bày trong ph n
TDM tín hi u t ng t (analog). Sau ây trình bày ho t ng TDM tín hi u s .

Phía phát: sau khi l y m u tín hi u tho i analog c a các kênh, xung l y m u
c a vào
b mã hoá
ti n hành l ng t hoá và mã hoá m i xung thành m t t mã nh phân g m 8 bit.
18


Các bit tin này
c ghép xen byte t o thành m t khung nh kh i t o khung. Trong khung cịn
có t mã ng b khung t t i u khung và các bit báo hi u
c ghép vào v trí ã quy nh
tr c. B t o xung ngoài ch c n ng t o ra t mã ng b khung cịn có ch c n ng i u khi n các
kh i trong nhánh phát ho t ng.
Phía thu: dãy tín hi u s i vào máy thu. Dãy xung ng h
c tách t tín hi u thu
bit nh nhau,
ng b b t o xung thu. B t o xung phía phát và phía thu tuy ã thi t k có t c
nh ng do t xa nhau nên ch u s tác ng c a th i ti t khác nhau, gây ra sai l ch t c
bit. Vì
v y d i s kh ng ch c a dãy xung ng h , b t o xung thu ho t ng n nh. Kh i tái t o
khung tách t mã ng b khung làm g c th i gian b t u m t khung, tách các bit báo hi u
c a vào b gi i mã chuy n m i t mã 8 bit thành m t xung.
x lý riêng, còn các byte tin
Do b phân ph i ho t ng ng b v i b chuy n m ch nên xung c a các kênh t i u ra b gi i
mã
c chuy n vào b l c th p c a kênh t ng ng. u ra b l c th p là tín hi u tho i analog.
B t o xung phía thu i u khi n ho t ng c a các kh i trong nhánh thu.
1

B l c

th p

2

B l c
th p

3

B l c
th p

B l c
4
th p
Tín hi u
analog

B t o
xung

ng truy n

T o
khung

Tái t o
khung

Tách

.h

T mã ng
b khung

3

B l c
th p

B t o
xung

4
Tín hi u
analog

B phân
ph i

B chuy n
m ch

Hình 1.19- S

2

B l c
th p

B gi i
mã

1

B l c
th p

Báo hi u

Các bit báo hi u

B mã
hoá

B l c
th p

kh i h th ng TDM tín hi u s

1.4.2.3. Ghép kênh th ng kê
(1) M

u

Trong ghép phân chia theo th i gian ng b ã trình bày trên ây vi c phân b khe th i
gian cho các ngu n là t nh, ngh a là c
nh; do ó khi các ngu n khơng có s li u thì các khe b
b tr ng, gây lãng phí.
kh c ph c nh c i m này c n s d ng ph ng pháp ghép th i gian

th ng kê.
(2)

c i m c a TDM th ng kê

- Phân b các khe th i gian linh
ghép

ng theo yêu c u;

- B ghép kênh th ng kê rà soát các
y khung m i g i i;

ng dây

u vào và t p trung s li u cho

n khi

- Không g i các các khe th i gian r ng n u cịn có s li u t ngu n b t k ;
-T c

s li u trên

- N u có n c ng I/O

ng truy n th p h n t c

s li u c a các

ng dây

u vào;

a vào b ghép th ng kê, ch có k khe th i gian kh d ng, trong ó

k(3) S
S

kh i b ghép
kh i b ghép kênh th ng kê nh hình 1.20.

19


Ngu n 1

Máy thu
1

Ngu n 2

Máy thu
2

ng truy n
B tách

B ghép

Ngu n 3

Máy thu
3

ng dây
u vào
Hình 1.20. S

(4) Nguyên lý ho t

kh i b ghép kênh th ng kê

ng

Thí d s
có ba ngu n s li u. B ghép ti n hành ghép s li u c a các ngu n theo
nguyên t c ã trình bày trong ph n c i m trên ây
t o thành m t khung s li u nh hình
1.21. Các gói s li u
c g i qua
ng truy n. B tách x lý các gói và d a vào a ch
phân
phát s li u n máy thu t ng ng.
C

a ch

i u khi n Khung con TDM th ng kê

FCS

C

FCS- dãy ki m tra khung
a) Khung t ng quát
a ch

S li u

b) Khung con ch có m t ngu n s li u
a ch Chi u dài

S li u

a ch Chi u dài

S li u

c) Khung con có nhi u ngu n s li u
Hình 1.21. Khn d ng khung TDM th ng kê
Có hai l a ch n khuôn d ng khung con TDM th ng kê:
- Tr

ng h p th nh t (hình 1.21 b):

Trong khung con ch có m t ngu n s li u, chi u dài s li u thay
tr ng th p.
- Tr

i và ho t

ng khi t i

ng h p th hai (hình 1.21c):

Trong khung con có nhi u ngu n s li u, có nhi u mào

u, ho t

ng khi t i tr ng cao.

ng truy n th p h n t c
s li u t ng c a
c i m th t ã nêu rõ t c
s li u
các ngu n u vào. S d nh v y là vì ph i h n ch kích c c a b
m gi m giá thành, nh ng
quan tr ng h n là gi m
tr c a s li u. V n này ã
c ki m nghi m qua o th và k t
qu
c trình bày t i các hình 1.22 và 1.23.

20


Kích c b
(s khung

m
c

m)
10
8
6
4
2
0

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
H s s d ng

tr (ms)
400

ng truy n

Hình 1.22- Kích c trung bình c a b
m
ph thu c vào h s s d ng c a
ng truy n

100
M= 25 kbit/s
M= 50 kbit/s
M= 100 kbit/s

40
20
0

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
H s s d ng

M- T c
Hình 1.23-

bit c a

ng truy n

ng truy n

tr ph thu c vào h s s d ng

ng truy n

T hình 1.22 th y r ng mu n t ng h s s d ng
ng ph i t ng kích c b
m. Nh ng
t hình 1.23 l i cho bi t khi t ng h s s d ng, t c là t ng kích c b
m thì tr l i t ng r t
nhanh.

1.4.3. Ghép kênh phân chia theo mã CDM
Ghép kênh phân chia theo mã chính là a truy nh p phân chia theo mã (CDMA). Nguyên
lý chung c a CDMA

c th hi n nh hình 1.24.
S: mã & Eb

1

N

f: t n s

t: th i gian

Hình 1.24. Nguyên lý a truy nh p phân chia theo mã
21


Trong CDMA, nhi u ng i s d ng có th dùng chung t n s và trong cùng th i gian.
không gây nhi u cho nhau, m i ng i s d ng ch
c phép phát i m t n ng l ng bit (Eb) nh t
nh
m b o t s Eb/ N0 quy nh, trong ó Eb là n ng l ng bit c a tín hi u c n thu và N0 là
m t
ph t p âm t ng
ng gây ra do các tín hi u c a ng i s d ng khác.
gi m m t
ph t p âm c n ph i tr i ph tín hi u c a ng i s d ng tr c khi phát. Ngồi ra,
máy thu có
th phân bi t
c tín hi u c n thu v i các tín hi u khác, m i tín hi u phát i ph i
c cài kh u
ng riêng theo m t mã nh t nh. Có th so sánh CDMA nh là nhi u ng i trong phịng nói

chuy n v i nhau t ng ôi m t theo các ngôn ng khác nhau (các mã khác nhau). N u nói kh (N0
nh ) thì h hồn tồn khơng gây nhi u cho nhau. Hình 1.24 bi u th N ng i s d ng, m i ng i
c mã hoá b ng m t mã riêng,
c ký hi u t 1 n N. M i kh i con c tr ng cho s chi m
ti m n ng vô tuy n c a ng i s d ng: t n s , th i gian và E0.
Do c thù c a di ng nên khi m t ng i s d ng nào ó n g n tr m g c, N0 c a ng i
y gây ra cho máy thu ng i khác s l n h n (ti ng c a ng i y nghe to h n) và gây nhi u nhi u
h n cho máy thu ng i khác. Hi n t ng này
c g i là hi n t ng g n - xa.
gi m nh h ng
c a hi n t ng g n - xa, c n i u ch nh công su t máy di ng th p h n khi nó ti n n g n tr m
c ti n hành t
ng. CDMA là
g c. Trong h th ng CDMA, quá trình i u khi n cơng su t
ph ng th c a truy nh p có nhi u u i m so v i các ph ng th c a truy nh p khác.

1.5. KHUNG VÀ A KHUNG TÍN HI U
1.5.1. Khái ni m v khung và a khung
Khung tín hi u là t p h p c a m t s bit ho c m t s byte có chi u dài c
nh ho c
không c
nh, bao g m các bit ng b khung t t i u khung, tr ng tin ghép tín hi u c a
ng i s d ng và m t s bit ph óng vai trò chèn, giám sát, i u khi n, v.v.
a khung là t p h p c a m t s khung. u a khung có t mã ng b a khung làm g c
th i gian ghép các khung theo th t ã quy nh. Phía thu tách t mã ng b a khung làm g c
th i gian tách các khung theo trình t nh ã ghép phía phát. Ngoài t mã ng b a khung
và các khung, trong a khung cịn có các bit ph nh báo hi u, c nh báo v.v.
a khung
c t o l p khi c n các khe th i gian chuy n t i báo hi u các kênh ho c dùng
chung các byte mào u cho các khung trong a khung.

1.5.2. C u trúc c b n c a m t khung tín hi u
C u trúc c b n c a m t khung tín hi u nh hình 1.25. Trong th i gian TK ghép các bit
ng b khung, các bit ph và các thông tin u vào b ghép.
TK-

Các bit
ng b
khung

1.6.
1.6.1. M

NG B

dài khung (th i h n khung)

Các
Tr ng tin
bit ph
Hình 1.25- C u trúc c b n c a khung tín hi u

TRONG VI N THÔNG

u

Ti n hành ng b ho t ng c a các thi t b khác nhau ho c s ti n tri n c a các quá
trình khác nhau b ng cách ng ch nh thang th i gian c a chúng g i là ng b .
22

Nhi u ho t ng trong h th ng s c n ph i tuân theo m i quan h ti n nh. N u hai ho t ng
tuân theo m t s ti n nh, thì ng b nh m m b o cho các ho t ng di n ra theo m t trình t
chính xác. T i m c ph n c ng, ng b
c i u ti t b ng cách phân ph i m t tín hi u th i gian
tr u t ng cao, các quá trình ph n m m
c
chung t i t t c các mô un c a h th ng. m c
ng b nh trao i thông báo.
Ph thu c vào ph m vi ng d ng, các h th ng tr u t ng khác nhau
c ch p nh n có
hi u qu và
c c u trúc theo ki u phân c p, trong ó m i m c tr u t ng liên h v i các c
tính c a m c tr u t ng th p h n và che d u các chi ti t không c n thi t i v i m c cao h n.
Tr u t ng cho phép các nhà thi t k b qua các chi ti t không c n thi t và t p trung vào các c
i m c n thi t. Vì v y d dàng th c hi n m t b n thi t k h th ng ph c t p h n.
Trong các h th ng ph n c ng s , gi i pháp chung là c u trúc h th ng
c di n gi i theo
các m c tr u t ng nh m c v t lý, m c m ch, m c ph n t và m c mô un. Trong m c v t lý,
nhà thi t k quan tâm n các quy t c v t lý chi ph i các c tính c a bán d n. M c m ch liên
quan n transistor, resistor, v.v. M c ph n t t p trung vào các c ng, các c ng logic v.v. Trong
m c mô un, các ph n t
c phân chia thành các th c th ph c t p h n nh các b nh , các
kh i logic, các CPU v.v.
Các giao th c thông tin
c th c hi n nh các mơ un ph n m m, có c u trúc phù h p
c xây d ng theo cách các giao th c t i m c cho
v i mơ hình l p. Các ng n x p giao th c
tr c cung c p các d ch v cho các giao th c m c trên và s d ng các d ch v c a m t s m c
th p h n. Trong mơ hình giao th c tham kh o k t n i h th ng m (OSI) có b y m c (l p) tr u

t ng. Các tiêu chu n c a m c 1 (l p v t lý) quy nh các giao di n v t lý và khung bit c s , có
c truy n trên mơi tr ng v t lý nh th nào nh m cung c p m t kênh
ngh a là quy nh các bit
truy n d n s i m n i i m y . Các tiêu chu n m c 2 (l p k t n i d li u) quy nh các giao
th c nh m cung c p m t kênh s i m n i i m khơng có l i b ng cách phát l i các khung b l i
nh tuy n m ng
ho c nh k thu t s a l i. Các giao th c c a các l p trên cung c p các d ch v
(l p m ng), các d ch v truy n t i qua m ng (l p truy n t i) và cung c p cho ng i s d ng u
cu i các d ch v ng d ng tr c ti p.
Nh ng cái gì là tiêu chu n tr u t ng
c s d ng
mô t các h th ng ph n c ng và
u ph
ph n m m u liên quan v i nhau và t i m c b t k s ho t ng chính xác c a chúng
thu c vào th i gian. Các th c th c a các m c tr u t ng khác nhau trong h th ng ph n c ng và
ph n m m th ng yêu c u ch c n ng ng b
c l p khác nhau. Thí d , ng b các quá trình
giao th c t i m c cho tr c v nguyên t c là c l p v i ng b ho t ng các quá trình m c
ng b có th khác nhau hồn tồn v m c
th p. Tuy nhiên, t thí d trên ây th y r ng v n
tr u t ng và tính ch t c a các ph n t ho c quá trình ng b .
M i quan tâm này làm xu t hi n s nghi ng v m c
thích h p c a s ch p nh n thu t ng
" ng b " liên quan n m t t p h p y
c a nh ng v n
có tính ch t khác nhau, trong ó
th i gian là c n thi t. Tuy nhiên, s nghiên c u y
v
ng b ã nêu lên m t s
c i m

chung trong b i c nh khác nhau. Vì v y ã a ra lý do t i sao thu t ng có tính l ch s này ã
c ch p nh n.
i v i nhi u k s thông tin s , vi c c m nh n thu t ng
ng b còn b h n ch . H cho
r ng nó ch liên quan n ho t ng tách ng h t i máy thu và các thông tin ch a trong tín hi u
thu
c. Th c ra v n
này ch liên quan n ng b sóng mang ho c ng b ký hi u. Trái
l i, ng b óng vai trò quan tr ng trong m t s l nh v c vi n thông.

23


Gi i i u ch k t h p c a tín hi u i u biên d a vào c u trúc l i sóng mang, ngh a là d a
vào tách tín hi u k t h p v i sóng mang có t n s và pha cho tr c. ó là ng b sóng mang.
Trong tr ng h p b t k , gi i i u ch s yêu c u nh n bi t các th i i m l y m u và quy t nh
c, do ó a ra quy t nh hình thành bit 0 hay
tách thơng tin logic t tín hi u analog thu
bit 1. ây là ng b ký hi u.
Sau khi tách
c thông tin logic, b c ti p theo, t i m c tr u t ng cao là s p x p l i các
khung t các bit thu
c. ây chính là ng b khung. ng b khung cho phép thi t b thu hi u
c vai trị các byte t i các v trí khác nhau trong khung (thí d 30 kênh dành cho các cu c g i
i n tho i khác nhau trong b ghép PCM-30).
Khi thông tin ngu n
c phân chia thành các gói
truy n ho c nh tuy n c l p t i
ích (trong m ng chuy n m ch gói) thì có th mơ ph ng kênh n u thi t b thu có kh n ng cân
b ng

tr khác nhau c a các gói thu
c. Do ó tái t o l i
c lu ng bit g c n u lu ng này ã
truy n qua m ng chuy n m ch kênh. Vi c cân b ng
tr g i là ng b gói và
c th c hi n
b ng cách khôi ph c l i nh th i g c t dãy các gói thu
c thơng qua k thu t thích nghi ho c
b ng cách x lý thông tin nh th i ngu n ã
c ghi trong u gói.
Nh ng khái ni m trên ây liên quan n các m c khác nhau c a ng b trong truy n d n
i m n i i m. M t m c khác c a ng b là ng b m ng: t p trung vào ho t ng c a h
th ng các nút m ng. H th ng này có th phân ph i ng h chung t i t t c các nút m ng
truy n d n và chuy n m ch trong khuôn d ng s , sao cho m i ph n t m ng có th ho t ng
ng b v i các ph n t m ng khác và ng b các lu ng bit n.
T i m c tr u t ng cao nh t, ng b a ph ng ti n liên quan n vi c s p x p c n th n
các ph n t h n t p (hình nh, v n b n, audio, video, ...) thành thông tin a ph ng ti n t i các
m c tích h p khác nhau.
M t lo i khác c a ng b m ng là ng b
ng h th i gian th c truy n qua m ng vi n
thơng, trong ó vi c phân ph i th i gian tuy t i (th i gian theo tiêu chu n qu c gia) có liên
quan t i m c ích qu n lý m ng.

1.6.2.

ng b sóng mang

Trong các h th ng i u biên (AM), khi nhân tín hi u i u ch s(t) v i sóng mang
c tín hi u i u biên X(t) d ng:
cos2 f0t

X(t) = s(t) . cos2 f0t
ho c
Trong tr

(1.12)

[1+ m s(t)] . cos2 f0t

(1.13)

ng h p sau,

ng bao c a tín hi u i u biên X(t) t l v i s(t) n u ms t

i u này cho phép thi t k d dàng b gi i i u ch (gi i i u ch

1.

ng bao).

Trong tr ng h p tr c có kh n ng gi i i u ch b ng cách nhân tín hi u i u ch v i
sóng hình sine có t n s và pha c a sóng mang và sau ó cho qua b l c
lo i tr các thành
ph n t n s cao:
X(t). cos2 f0t = s(t) . cos2

0t

= [s(t)/2] (1+ cos2 0t)

(1.14)

c s d ng trong máy thu ph i có cùng
Lo i i u ch này yêu c u tín hi u nhân cos 0t
t n s và pha c a sóng mang ã i u ch thu
c. S d ch pha b t k c a s gây suy hao tín
hi u m t i l ng [s(t)/2]cos t i u ra b l c th p (n u = /2 thì tín hi u ra b ng zero).
T các bi u th c trên ây th y r ng i u biên trong mi n t n s t ng
ng v i s
chuy n d ch ph tín hi u i u ch t i t n s sóng mang f0. Th t v y, ph c a tín hi u i u biên là
24