intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến: Chương 2 - Nguyễn Việt Hưng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST
Báo xấu
5
lượt xem 1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến" Chương 2: Các dạng tín hiệu trong truyền dẫn vô tuyến số, cung cấp cho người học những kiến thức như các dạng hàm tín hiệu; Hàm tự tương quan và mật độ phổ công suất; Tín hiệu ngẫu nhiên; Tín hiệu nhị phân băng gốc; Tín hiệu băng thông; Ảnh hưởng của hạn chế băng thông và định lý Nyquist; Ảnh hưởng của các đặc tính đường truyền;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến: Chương 2 - Nguyễn Việt Hưng

  1. 4/1/2017 BÀI GIẢNG CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Email: nvhung_vt1@ptit.edu.vn Tel: *** Bộ môn: Vô tuyến Khoa: Viễn Thông 1 2 2 Các dạng tín hiệu trong truyền dẫn vô tuyến số 1
  2. 4/1/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN Nội dung 2.1. Mở đầu 2.2. Các dạng hàm tín hiệu 2.3. Hàm tự tương quan và mật độ phổ công suất 2.4. Tín hiệu ngẫu nhiên 2.5. Tín hiệu nhị phân băng gốc 2.6. Tín hiệu băng thông 2.7. Ảnh hưởng của hạn chế băng thông và định lý Nyquist 2.8. Ảnh hưởng của các đặc tính đường truyền 2.9. Câu hỏi và bài tập Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 3 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.2. Các dạng hàm tín hiệu  Phân loại trên cơ sở các tiêu chí: 1. Tín hiệu có các giá trị thay đổi theo thời gian => Tín hiệu tương tự, tín hiệu số 2. Mức độ có thể mô tả hoặc dự đoán tính cách của hàm => Tín hiệu tất định hoặc xác suất (tín hiệu ngẫu nhiên.) 3. Thời gian tồn tại tín hiệu (hàm) => hàm quá độ, hàm vô tận (tuần hoàn) 4. Tín hiệu kiểu năng lượng, tín hiệu kiểu công suất Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 4 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 2
  3. 4/1/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.2. Tín hiệu và phân loại tín hiệu (1) Thay đổi các giá trị theo thời gian: Tương tự: Hàm liên tục theo thời gian, được xác định ở mọi thời điểm, nhận giá trị dương, không hoặc âm (thay đổi từ từ và tốc độ thay đổi hữu hạn). Số: Hàm nhận tập hữu hạn giá trị dương, không hay âm (thay đổi giá trị tức thì, tại thời điểm thay đối tốc độ thay đổi vô hạn còn ở các thời điểm khác bằng không), điển hình là hàm nhị phân. Rời rạc: Tín hiệu x(kT) chỉ tồn tại và xác định tại các thời điểm rời rạc, được đặc trưng bởi một chuỗi số. Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 5 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.2. Tín hiệu và phân loại tín hiệu (2) Mức độ mô tả, dự đoán tính cách của tín hiệu: Tín hiệu tất định: Xác định được giá trị tại mọi thời điểm và được mô hình hóa bởi các biểu thức toán rõ ràng, VD x(t)=5cos(10t) Tín hiệu ngẫu nhiên: Tồn tại mức độ bất định trước khi nó thực sự xảy ra, không thể biểu diễn bằng một biểu thức toán rõ ràng, nhưng khi xét trong khoảng thời gian đủ dài dạng sóng ngẫu nhiên được coi là một quá trình ngẫu nhiên có thể: (i) biểu lộ một qui tắc nào đó; (ii) được mô tả ở dạng xác suất và trung bình thống kê. Cách mô tả ở dạng xác suất của quá trình ngẫu nhiên thường rất hữu hiệu để đặc tính hóa tín hiệu, tạp âm, nhiễu,.... trong hệ thống truyền thông. Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 6 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 3
  4. 4/1/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.2. Tín hiệu và phân loại tín hiệu (3) Thời gian tồn tại của tín hiệu: Quá độ: là tín hiệu chỉ tồn tại trong một khoảng thời gian hữu hạn Vô tận: là tín hiệu tồn tại ở mọi thời điểm, thường dùng để mô tả hoạt động của hệ thống trong trạng thái ổn định (VD:hàm tuần hoàn, là hàm vô tận có các giá trị được lặp ở các khoảng quy định, x(t) = x(t+T0) với -∞ < t < ∞). Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 7 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.2. Tín hiệu và phân loại tín hiệu (4) Tín hiệu kiểu năng lượng và kiểu công suất:  C«ng suÊt tøc thêi p(t) trªn ®iÖn trë R v 2 (t ) 2 p (t )   i (t ).R R R 1 c«ng suÊt chuÈn hãa  x(t) lµ ®iÖn ¸p hoÆc dßng ®iÖn p (t )  x 2 (t )  N¨ng l­îng vµ c«ng suÊt trung b×nh cña tÝn hiÖu tiªu t¸n trong kho¶ng -T/2 ®Õn T/2 T /2 Ex   T x 2 (t )dt T / 2 1 T 1 T /2 2 PxT  Ex   x (t )dt T T T / 2 Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 8 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 4
  5. 4/1/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.2. Tín hiệu và phân loại tín hiệu (4) Tín hiệu kiểu năng lượng và kiểu công suất: Tín hiệu năng lượng T /2  0  Ex  lim  x (t )dt   x 2 (t )dt   2 T  T / 2  N¨ng l­îng cña tÝn hiÖu trªn toµn bé thêi gian Thực tế, thường phát tín hiệu có năng lượng hữu hạn (0
  6. 4/1/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.2. Tín hiệu và phân loại tín hiệu (4) Tín hiệu kiểu năng lượng và kiểu công suất:  Tín hiệu công suất  1 T /2  0   Px  lim  x 2 (t )dt     T  T T /2  C«ng suÊt tÝn hiÖu h÷u h¹n trªn toµn bé thêi gian  Tín hiệu năng lượng và công suất loại trừ tương hỗ nhau: Tín hiệu năng lượng có năng lượng hữu hạn nhưng công suất trung bình bằng 0; Tín hiệu công suất có công suất trung bình hữu hạn nhưng có năng lượng vô hạn; Các tín hiệu tuần hoàn và ngẫu nhiên thuộc loại tín hiệu công suất;  Các tín hiệu tất định và không tuần hoàn thuộc loại tín hiệu năng lượng. Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 11 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.3. Tự tương quan ACF, mật độ phổ công suất PSD, mật độ phổ năng lượng ESD  Mật độ phổ năng lượng ESD và mật độ phổ sông suất PSD Mật độ phổ của tín hiệu đặc trưng cho sự phân bố công suất hoặc năng lượng của tín hiệu trong miền tần số. Khái niệm này đặc biệt quan trọng khi ta xét việc lọc trong các hệ thống truyền thông, khi này ta dùng mật độ phổ năng lượng ESD (Energy Spectral Density); mật độ phổ công suất PSD (Power Spectral Density) để ước lượng tín hiệu và tạp âm tại đầu ra bộ lọc. Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 12 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 6
  7. 4/1/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.3. Tự tương quan ACF, mật độ phổ công suất PSD, mật độ phổ năng lượng ESD  Mật độ phổ năng lượng ESD: là năng lượng tín hiệu trên một độ rộng băng tần đơn vị [J/Hz].   Ex     2 2 x (t )dt X(f ) df   MËt ®é phæ n¨ng l­îng ESD N¨ng l­îng trong miÒn thêi gian N¨ng l­îng trong miÒn tÇn sè N¨ng l­îng vïng tÇn sè ©m vµ d­¬ng b»ng nhau (x(t) lµ thùc, |X(f)| lµ hµm ch½n => ESD ®èi xøng)   Ex  2  x ( f )df 0 Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 13 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.3. Tự tương quan ACF, mật độ phổ công suất PSD, mật độ phổ năng lượng ESD Định nghĩa: ACF của một tín hiệu tất định kiểu công suất s(t) chuẩn hóa:  T 1  ( )  lim T  T   s(t ).s *(t   ).dt NÕu s(t)=s(t+T), T lµ chu kú   T 1  ( )  T   s (t ).s *(t   ).dt ACF: ®¸nh gi¸ møc ®é gièng nhau gi÷a tÝn hiÖu s(t) & phiªn b¶n dÞch thêi cña nã s(t+ ) Định nghĩa: PSD của một tín hiệu tất định kiểu công suất s(t) chuẩn hóa:   j 2 f  PSD   ( f )  FF [ ( )]=   ( )e d  Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 14 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 7
  8. 4/1/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN Tích chập và tự tương quan Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 15 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.3. Tự tương quan ACF, mật độ phổ công suất PSD, mật độ phổ năng lượng ESD  Mật độ phổ công suất PSD C«ng suÊt trung b×nh cña tÝn hiÖu kiÓu c«ng suÊt gi¸ trÞ thùc T/2 1 Px  lim  x (t )dt 2 T  T -T/2 NÕu tÝn hiÖu tuÇn hoµn cã chu kú T0 1 T0 / 2 Px   T0 / 2 x 2 ( t ) dt T0 DÞnh lý Parseval cho tÝn hiÖu tuÇn hoµn gi¸ trÞ thùc   ce 1  T0 / 2  j 2 nf0t Px  x 2 (t )dt  Note: x(t )  2 cn n T0 T0 / 2 n  n  MiÒn thêi gian MiÒn tÇn sè MËt ®é phæ c«ng suÊt PSD cña tÝn hiÖu tuÇn hoµn chu kú T0  Gx ( f )   cn  ( f  nf 0 ) 2 n  C«ng suÊt trung b×nh chuÈn hãa cña tÝn hiÖu gi¸ trÞ thùc   Px   Gx ( f )df  2  Gx ( f )df  0 Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 16 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 8
  9. 4/1/2017 17 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.3. Tự tương quan ACF, mật độ phổ công suất PSD, mật độ phổ năng lượng ESD  Lưu ý: Nếu x(t) là: (i) không tuần hoàn => không biểu diễn ở dạng chuỗi Fourier được; tín hiệu công suất (có năng lượng vô hạn), thì nó không có biến đổi Fourier. Tuy nhiên, vẫn có thể biểu diễn PSD của tín hiệu này trong giới hạn nhất định. Nếu ta cắt tín hiệu công suất không tuần hoàn x(t) bằng cách quan sát trong khoảng thời gian (-T/2, T/2), thì xT(t) có năng lượng hữu hạn và có biến đổi Fourier là XT(f). Khi này, ta có thể biểu diễn mật độ phổ công suất của tín hiệu không tuần hoàn x(t) trong vùng giới hạn theo biểu thức 1 Gx ( f )  lim 2 XT ( f ) T  T Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 17 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.4. Các tín hiệu ngẫu nhiên Khái niệm: Một tín hiệu ngẫu nhiên (quá trình ngẫu nhiên) X(t) là tập hợp các biến ngẫu nhiên được đánh chỉ số theo t. Nếu cố định t = ti, thì X(ti) là một biến ngẫu nhiên. Sự thể hiện thống kê của các biến ngẫu nhiên có thể được trình bầy bằng hàm mật độ xác suất (pdf: Probability density function) liên hợp của chúng. Sự thể hiện của một quá trình ngẫu nhiên có thể được trình bầy bằng các hàm mật độ xác suất (pdf) liên hợp tại các thời điểm khác nhau. Tuy nhiên, trong thực tế ta không cần biết pdf liên hợp mà chỉ cần biết thống kê bậc 1 (trung bình) và thống kê bậc 2 (hàm tự tương quan là đủ). Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 18 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 9
  10. 4/1/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.4. Các tín hiệu ngẫu nhiên Trung bình của một quá trình ngẫu nhiên X(t) là kỳ vọng (trung bình tập hợp) của X(t):   X (t )  E  X (t )   X (t ) p X (t ) ( x) dx  pdf of X(t) at time t ACF của quá trình ngẫu nhiên X (t , t   )  E[X(t)X(t+ )]    p   X ( t ) X ( t  ) ( x1 , x2 )dx1dx2 Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 19 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.4. Các tín hiệu ngẫu nhiên Nếu trung bình X(t) và hàm tự tương quan X(t,t+) không phụ thuộc thời gian, thì X(t) là được coi là quá trình dừng nghĩa rộng (WSS: Wide sense stationary) => có thể bỏ qua biến ngẫu nhiên t và sử dụng X() cho hàm ngẫu nhiên.  PSD :  X ( f )  F [ X ( )]=   X ( )e -j2 f d -  ACF :  X ( )  F 1[ X ( f )]=   X ( f )e j2 f df -    P[]=E[X 2 (t )]= (0)=    X ( f )e j2 f df     X ( f ) df  -  0 -  Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 20 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 10
  11. 4/1/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.5 Các tín hiệu nhị phân băng gốc  Biểu diễn tín hiệu nhị phân ngẫu nhiên băng gốc  X (t )  A k  K pT  t    kT  Trong ®ã: AK : lµ biÕn NN ph©n bè ®ång nhÊt ®éc lËp i.d.d, nhËn gi¸ trÞ  A ®ång x¸c xuÊt  : lµ biÕn NN ph©n bè ®Òu trong kho¶ng [0 ®Õn T]  X(t) trë thµnh WSS  1 nÕu 0  t  T pT (t )   sin  x   0 nÕu kh¸c  Sinc( x)   x Note :   X(t)    Sinc( x)dx  Sinc 2 ( x)dx  1      A2 A0 A3 A5 A6 A -2T -T 0 T 2T t 3T 4T 5T 6T 7T 8T -A A1 A1 A2 A4 A7 Một thực hiện của tín hiệu nhị phân ngẫu nhiên băng gốc X(t) Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 21 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN Tự tương quan Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 22 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 11
  12. 4/1/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.5 Các tín hiệu nhị phân băng gốc  ACF và PSD của tín hiệu nhị phân ngẫu nhiên: ACF :  X ( ) A 2 x ( )  E  X (t ) X (t   )   2    A 1   ,   T   T   -T 0 +T 0 , nÕu kh¸c a) Hàm tương quan AFC  A T ( ) 2 X ( f ) PSD A 2T  X ( f )  A2T .Sinc 2 ( fT )  t 1  t ; t  1   t  1  ; t  T (t )   T (t )       T 0;  t 1   T  fT 0; t T FT  (t )  SinC 2  f  -3 -2 -1 0 1 2 3 FT  T (t )   T .SinC Tf  2 Tam gi¸c ®¬n vÞ b) Mật độ phổ công suất PSD Hµm tam gi¸c ®¬n vÞ ®¸y 2T TÝnh chÊt tû lÖ cña FT Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 23 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.5 Các tín hiệu nhị phân băng gốc  Nhận xét: Hàm tự tương quan ACF X(t) và X(t+)  Giống nhau nhất tại =0  Mức độ giống nhau nhất định khi 0
  13. 4/1/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.6 Tín hiệu băng thông (1/2) Y(t )  X(t ).cos  2 f ct    Y ( ) fc : tÇn sè sãng mang A 2 /2  : gãc pha ngÉu nhiªn ph©n bè ®Òu trong [0,2 ] kh«ng phô thuéc vào X(t)  Y(t) thµnh WSS  1 -T T ACF : Y ( )   X ( )cos(2 fc ) 2 fc  4 / T 1 -A 2 /2 PSD : Y ( f )   X ( f  f c )   X ( f  f c ) 4 Y ( f ) NÕu X(t) lµ tÝn hiÖu nhÞ ph©n ngÉu nhiªn, th×  A T  /4 2 A2 ACF : Y ( )  T ( )cos(2 fc ) 2 2 PSD : Y ( f )  AT 4 Sinc 2 [( f  fc )T]  Sinc 2 [( f  fc )T] 3 2 1 f 1 2 3 1 fc f  1 2 3 f fc  fc  fc  c f  fc  fc  3 2 fc  fc  fc  c fc  fc  c T T T T T T T T T T T T Tự tương quan ACF và PSD của tín hiệu nhi phân X(t) được điều chế Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 25 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.6 Tín hiệu băng thông (1/2) Nhận xét:  Phổ được tập trung tại lân cận tần số sóng mang ±fc  Nếu sử dụng độ rộng băng tần giới hạn tại hai giá trị không đầu tiên của PSD, thì độ rộng phổ của Y(t) bằng 2/T (lưu ý độ rộng băng tần trong vi ba số thường được sử dụng là độ rộng băng Nyquist, trong trường hợp này độ rộng băng Nyquist bằng 1/T).  Công suất trung bình của Y(t): Y (0)  A2 / 2 bằng một nửa công suất trung bình của X(t), trên hình ta sử dụng fc=4/T. Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 26 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 13
  14. 4/1/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.7. Ảnh hưởng của hạn chế băng thông và định lý Nyquist (1/5) a) Hàm truyền đạt của bộ lọc thông thấp lý tưởng  f  y (t )  δ(t )  h(t )  h(t ) 1 H(f) =    x(t )  δ(t )  2f0   2 f 0 Sinc  2 f 0t  X ( f )  FT  (t )  Y( f )  X( f ).H( f ) 1 1 -f0 f0 f  H( f ) 0 f0: tần số cắt -f0 0 f f0 f 1,  f  1 ( f )   2 đầu vào và đáp ứng đầu ra 0, f  c) Dẫy xung kim 1 δT (t ) đầu vào và đáp ứng đầu ra b) Xung kim δ(t )  2 δ(t ) δT (t ) 0 t 0 T t 2f0 h(t) 1 h(t) h(t-T) T T0 2f0 2f0 T0 ®­îc gäi lµ kho¶ng c¸ch Nyquist -3T0 -2T0 -T0 0 T0 2T0 3T0 t t -3T -2T -T 0 T 2T 3T Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 27 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.7. Ảnh hưởng của hạn chế băng thông và định lý Nyquist (2/5)  Nếu độ rộng băng tần của đường truyền dẫn bị hạn chế => xung thu mở rộng ở đáy => ISI (InterSymbol Interference).  Các điểm không xuất hiện tại thời điểm kT0 = k/(2f0) với khác không, T0 được gọi là khoảng Nyquist. Nếu phát đi một dẫy xung kim T(t) cách nhau một khoảng Nyquist và tiến hành phân biệt các xung này tại kT0, thì có thể tránh được ISI (hình c). Nếu T
  15. 4/1/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 29 2.7. Ảnh hưởng của hạn chế băng thông và định lý Nyquist (3/5) Định lý Nyquist: Ngay cả khi xếp chồng đặc tính đối xứng kiểu hàm lẻ ứng với tần số cắt f0 với đặc tính của bộ lọc thông thấp lý tưởng, thì điểm cắt (điểm 0) với trục của đáp ứng xung kim vẫn không thay đổi. 1, khi | f | f 0 (1   ) 1 2f0 h(t)  1     Roll(f)   1  sin  (| f |  f 0 )   , khi f 0 (1   ) | f | f o (1   ) 2   2 f 0  0, khi | f | f 0 (1   ) f0 f  -3T0 -2T0 -T0 0 T0 2T0 3T0 t PhÇn nghiªng ®­îc chuyÓn thµnh ®Æc tÝnh Cosin b×nh ph­¬ng sau:  f0(1-) f0 f0(1+)    Roll(f)  cos 2  (| f |  f 0 )   t  4 f 0 4 ®­îc gäi lµ ®Æc tÝnh dèc Cosin 1, khi | f | f 0 (1   )  1     (| f |  f 0 (1   )   , khi f 0 (1   ) | f | f 0 (1   ) f0(1-) f0 f0 (1+) f Roll(f)   1  cos  t 2   2 f 0  0, khi | f | f 0 (1   ) H×nh 2.9. C¸c ®Æc tÝnh vµ ®¸p øng xung kim cña bé läc  tho¶ m·n ®Þnh lý Nyquist. ®­îc gäi ®Æc tÝnh dèc Cosin t¨ng Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 29 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 30 2.7. Ảnh hưởng của hạn chế băng thông và định lý Nyquist (4/5) Đặc tính của bộ lọc dốc cosin cos  2 f 0t  h(t)  2 f 0 Sinc(2 f 0t ) 1   4 f 0t  2 h(t) 1, khi | f | f 0 (1   ) Roll(f)  2f0 1     Roll(f)   1  sin  (| f |  f 0 )   , khi f 0 (1   ) | f | f o (1   )  2   2 f 0  1 0, khi | f | f 0 (1   )       f0 (1   ) f0 f0 (1   ) f t -3T0 -2T0 -T0 0 T0 2T0 3T0 a) Đặc tính dốc cosin b) Đáp ứng xung kim Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 30 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 15
  16. 4/1/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.7. Ảnh hưởng của hạn chế băng thông và định lý Nyquist (5/5) Băng thông tối thiểu cần thiết  Đối với truyền dẫn băng gốc: Băng thông tối thiểu cần hiết để phân biệt các xung, hay băng thông Nyquist: BN = f0(1+) = Rs(1+)/2  Đối với đường truyền dẫn băng thông: Băng thông Nyquist: BN = f0(1+) = Rs(1+) trong đó Rs là tốc độ truyền dẫn hay tốc độ ký hiệu. Quan hệ giữa tốc độ ký hiệu và tốc độ bit Rs=Rb/k trong đó k là số bit trên một ký hiệu. Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 31 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.8. Ảnh hưởng của các đặc tính đường truyền Nhiễu, tạp âm, tỷ số tín hiệu trên tạp âm, tỷ số bit lỗi Nguồn nhiễu và tạp âm Tỷ số tín hiệu trên tạp âm Tạp âm trắng Tạp âm Gauss trắng cộng (AWGN) Tạp âm và các quyết định nhị phân Méo dạng sóng do đặc tuyến tần số của đường truyền Đặc tính pha tần Đặc tính biên tần Mẫu hình mắt (Biểu đồ hình mắt) Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 32 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 16
  17. 4/1/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.8. Ảnh hưởng của các đặc tính đường truyền  Nhiễu, tạp âm, SNR, BER (1/5)  Các nguồn nhiễu và tạp âm Các nguồn nhiễu:  Các tín hiệu thu được ở máy thu:  Sóng điều chế khác gây nhiễu với tín hiệu hữu ích  Các tín hiệu do các hiện tượng thiên nhiên hoặc xung tạo ra như: tia chớp, hay các nguồn xung nhân tạo....  Truyền sóng nhiều tia ở vi ba số  Các tín hiệu thể hiện xử lý bị lỗi hay xấp xỉ hoá như:  Các tín hiệu sinh ra khi xử lý tín hiệu để truyền dẫn dẫn đến phát đi một tín hiệu khác với tín hiệu mà người phát định phát  Các tín hiệu sinh ra khi tách sóng và kết cấu lại tín hiệu ở phía thu. Các nguồn tạp âm:  Chuyển động ngẫu nhiên của các điện tử, ion, hay các lỗ trong các vật liệu cấu thành thiết bị thu  Phát xạ ngân hà Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 33 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 2.8. Ảnh hưởng của các đặc tính đường truyền  Tỷ số tín hiệu trên tạp âm SNR C«ng suÊt tÝn hiÖu (S) SNR  C«ng suÊt t¹p ©m (N)  SNR dB  10 log10  S  , [dB] N Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 34 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 17
  18. 4/1/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN  Nhiễu, tạp âm, SNR, BER (2/5) Tạp âm trắng  Tạp âm nhiệt được mô tả bởi quá trình ngẫu nhiên Gaussian X(t) trung bình không.  Mật độ phổ công suất của X(t) là phẳng =>được gọi là tạp âm trắng. 1  1  x 2  fX ( x )  exp      2  2    N0 N f 2 [w/Hz] Mật độ phổ công suất N0 N 2 Hàm tự tương x quan Hàm mật độ xác suất Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 35 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN  Tạp âm trắng Tự tương quan Mật độ phổ công suất N0 2 Tạp âm trắng 0 Hiệu số thời gian  0 Tần số Tự tương quan Mật độ phổ công suất N0 N0 w 2 Tạp âm trắng băng thông hạn  N 0 / 2,  f W N ( f )   chế f W 0,  0 -W 0 W Tần số Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 36 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 18
  19. 4/1/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN Tạp âm Gausơ trắng cộng AWGN  Phân bố Gausian 1  1  x  E[X] 2  f X ( x)  exp       2  2     NÕu E[x]=0  1  1  x 2  f X ( x)  exp       2  2      Hàm FX(x) cho biết xác suất điện áp tạp âm thấp hơn mức x 1 x  1  u 2  FX ( x)  P( X  x)   2   2   exp     du    1  x   1  erf   2   2   z 2 1 trong®ã: Erf ( z )   exp{u }du; víi z=  2  0 2 Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 37 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN Tạp âm Gausơ trắng cộng AWGN 1 f0   2 Hàm mật độ xác suất 0,606fX (0 ) 0,135fX (0 ) -2 -1 0 1 2 x  1,0 0,977 0,841 Hàm phân bố xác suất 0,5 0,159 0,023 x  Hàm phân bố xác suất và mật độ xác suất của tạp âm Gauss Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 38 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 19
  20. 4/1/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 39 Tạp âm Gausơ trắng cộng AWGN X(t) f X ( x)dx dx t f X ( x) Điện áp tạp âm Gauss và hàm mật độ xác suất Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 39 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN  Tạp âm và các quyết định nhị phân • Mô hình tín hiệu thu si (t ) hc (t ) y(t) y(t) si (t) h c (t) x(t) x(t) AWGN  Mô hình đơn giản: Tín hiệu thu trong kênh AWGN Kênh lý tưởng si (t ) y(t) h (t) (t) c x(t) AWGN u, quyÕt ®Þnh " 0 " A x(t), khi ph¸t tÝn hiÖu 0 y(t) Si (t) x(t) QuyÕt ®Þnh: y(t) u, quyÕt ®Þnh " 1" -A x(t), khi ph¸t tÝn hiÖu 1 u, kh«ng biÕt Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 40 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2