intTypePromotion=1

Bài giảng Thông tin dữ liệu và mạng máy tính - Chương 1: Thông tin số liệu

Chia sẻ: Lão Lão | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:32

0
32
lượt xem
2
download

Bài giảng Thông tin dữ liệu và mạng máy tính - Chương 1: Thông tin số liệu

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Thông tin dữ liệu và mạng máy tính - Chương 1 trình bày những nội dung cơ bản sau: Tổng quan về thông tin số liệu, mô hình của một hệ thống truyền dữ liệu, môi trường truyền dẫn, suy hao và méo dạng, thông tin số liệu, các loại tín hiệu, tín hiệu dữ liệu truyền qua mạng PSTN (Public Switch Telephone Network),... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thông tin dữ liệu và mạng máy tính - Chương 1: Thông tin số liệu

  1. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 1. Thoâng tin soá lieäu Chöông 1: THOÂNG TIN SOÁ LIEÄU 1.1 Toång quan: - Thoâng tin (information -> coøn ñöôïc goïi laø tin töùc): hieän nay chöa coù moät ñònh nghóa naøo ñaøy ñuû cho khaùi nieäm thoâng tin. Tuy nhieân, chuùng ta taïm söû duïng khaùi nieäm sau ñeå ñònh nghóa veà thoâng tin: o Thoâng tin laø söï hieåu bieát cuûa con ngöôøi veà theá giôùi xung quanh (thoâng qua tieáp xuùc vôùi noù) vaø caøng tieáp xuùc vôùi moâi tröôøng xung quanh con ngöôøi caøng hieåu bieát vaø caøng laøm taêng löôïng thoâng tin thu nhaän ñöôïc. o Thoâng tin truyeàn vaø xöû lyù trong caùc heä thoáng truyeàn tin ñöôïc bieåu thò döôùi daïng caùc tín hieäu. - Tín hieäu: laø ñaïi löôïng vaät lyù mang thoâng tin vaø thöôøng ñöôïc bieåu thò döôùi 2 daïng: tín hieäu töông töï vaø tín hieäu soá. o Tín hieäu töông töï: laø tín hieäu maø khi bieåu dieãn toùan hoïc laø moät haøm lieân tuïc theo thôøi gian o Tín hieäu soá: laø tín hieäu maø khi bieåu dieãn toùan hoïc laø moät haøm giaùn ñoïan theo thôøi gian vaø taäp hôïp caùc giaù trò laø höõu haïn. u(t) u(t) t t 0 0 a./ Tín hieäu töông töï b./ Tín hieäu rôøi raïc (soá) u(t) t c./ Tín hieäu soá nhò phaân ñöôïc bieåu thò döôùi daïng tín hieäu töông töï Hình 1.1: Moâ taû daïng tín hieäu töông töï vaø soá - Moät heä thoáng thoâng tin ñöôïc duøng ñeå truyeàn vaø nhaän thoâng tin töø nôi naøy sang nôi khaùc. Tuyø theo daïng thoâng tin caàn truyeàn, caùch xöû lyù thoâng tin trong quaù trình truyeàn nhaän vaø cöï ly truyeàn coù theå phaân thaønh nhieàu loaïi heä thoáng khaùc nhau. Neáu caên cöù vaøo daïng tín hieäu truyeàn coù theå taïm phaân laøm 3 loaïi thoâng tin chuû yeáu laø: thoâng tin töông töï (analog communication), thoâng tin soá (digital communication) thoâng tin soá lieäu (data communication). - Thoâng tin truyeàn vaø xöû lyù trong caùc heä thoáng truyeàn tin ñöôïc bieåu thò döôùi daïng caùc tín hieäu. - Heä thoáng truyeàn tin truyeàn caùc tín hieäu töông töï ñöôïc goïi laø heä thoáng truyeàn tin töông töï. Heä thoáng truyeàn tin truyeàn caùc tín hieäu soá ñöôïc goïi laø heä thoáng truyeàn tin soá. ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
  2. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 1. Thoâng tin soá lieäu - Trong caùc heä thoáng truyeàn tin coù söï tham gia cuûa caùc maùy tính, tin töùc hoaëc thoâng tin ñöôïc bieåu thò döôùi daïng döõ lieäu, heä thoáng hoaëc maïng truyeàn tin ñoù ñöôïc goïi laø heä thoáng hoaëc maïng truyeàn döõ lieäu. - Döõ lieäu laø moät khaùi nieäm raát roäng, ôû ñaây thuaät ngöõ döõ lieäu (data) ñöôïc hieåu laø caùc thoâng tin ñöôïc bieåu thò, löu tröõ döôùi daïng soá nhò phaân vaø vieäc truyeàn ñöôïc thöïc hieän thoâng qua vieäc xöû lyù cuûa caùc maùy tính soá. - Döõ lieäu ôû caû hai phiùa truyeàn tin vaø nhaän tin laø döõ lieäu soá nhöng trong quaù trình truyeàn daãn döõ lieäu thì caùc döõ lieäu ñoù coù theå hoaëc laø daïng soá hoaëc laø daïng töông töï. 1.2 Moâ hình cuûa moät heä thoáng truyeàn döõ lieäu: goàm 5 thaønh phaàn Hình 1.2: Moâ hình toång quaùt cuûa moät heä thoáng truyeàn döõ lieäu - Thoâng ñieäp: laø tin hay döõ lieäu ñöôïc thoâng tin. Noù coù theå laø vaên baûn, hình aûnh, aâm thanh hoaëc baát kyø söï keát hôïp naøo cuûa chuùng. - Boä gôûi: laø thieát bò gôûi thoâng ñieäp döõ lieäu. Noù coù theå laø maùy tính, traïm laøm vieäc, maùy ñieän thoaïi, camera… - Boä nhaän: laø thieát bò nhaän thoâng ñieäp döõ lieäu. Noù coù theå laø maùy tính, traïm laøm vieäc, maùy ñieän thoaïi, maùy thu hình… - Moâi tröôøng truyeàn daãn (hoaëc keânh truyeàn daãn): laø phöông tieän ñeå mang thoâng ñieäp töø maùy phaùt ñeán maùy thu. Coù raát nhieàu moâi tröôøng truyeàn daãn khaùc nhau nhö: caùc ñöôøng daây ñieän thoaïi xoaén ñoâi, caùp song haønh, caùp ñoàng truïc, caùp quang, moâi tröôøng voâ tuyeán nhö viba, radio, veä tinh… - Nghi thöùc: moät nghi thöùc laø taäp hôïp quy luaät duøng ñieàu haønh thoâng tin döõ lieäu. Noù tieâu bieåu cho moät thoûa öôùc giöõa caùc thieát bò truyeàn thoâng. Khoâng coù nghi thöùc, hai thieát bò coù theå keát noái nhöng khoâng theå thoâng tin. 1.3 Moâi tröôøng truyeàn daãn 1.3.1 Moâi tröôøng höõu tuyeán: a. Daây song haønh: Hình 1.3: Daây song haønh - Laø phöông tieän truyeàn daãn ñôn giaûn nhaát, 2 daây daãn caùch ly nhau vaø caû 2 xuyeân töï do trong moâi tröôøng khoâng khí. - Loaïi ñöôøng truyeàn naøy thích hôïp cho keát noái 2 thieát bò caùch xa nhau toái ña laø 50m, toác ñoä bit khoaûng 19kbps. - Haïn cheá: + Do tuï gheùp kyù sinh giöõa 2 ñöôøng daây Æ gaây nhieãu xuyeân keânh. ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 2
  3. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 1. Thoâng tin soá lieäu + Choáng nhieãu keùm do khoâng coù lôùp caùch ly veà ñieän ñoái vôùi moâi tröôøng beân ngoaøi Æ xaùc suaát loãi cao. + Baêng thoâng heïp Æ toác ñoä thaáp + Khoâng truyeàn ñi xa ñöôïc - Öu ñieåm: ñôn giaûn, reû tieàn. b. Caùp xoaén: Böôùc xoaén Hình 1.4: Caùp xoaén - Goàm 2 sôïi daây ñoàng caùch ñieän vaø xoaén laïi vôùi nhau. Khoaûng caùch giöõa 2 nuùt lieân tieáp nhau ñöôïc goïi laø böôùc xoaén, böôùc xoaén caøng ngaén thì caøng laøm giaûm aûnh höôûng cuûa tuï kyù sinh giöõa 2 ñöôøng daây. - Khoaûng caùch keát noái giöõa 2 thieát bò coù theå leân tôùi 100m, toác ñoä khoaûng 100Mbps - Coù 2 loaïi caùp xoaén: + Caùp xoaén khoâng coù lôùp baûo veä (UTP - Unshield Twisted Pair): khoâng coù boïc giaùp beân ngoaøi Æ duøng trong maïng LAN vaø maïng ñieän thoaïi. + Caùp xoaén coù lôùp baûo veä (STP - Shield Twisted Pair): coù boïc 1 lôùp giaùp caùch ly beân ngoaøi ñeå haïn cheá aûnh höôûng cuûa nhieãu. c. Caùp ñoàng truïc: Hình 1.5: Caùp ñoàng truïc - Caùp ñoàng truïc caûi tieán ñöôïc 2 haïn cheá lôùn cuûa caùp song haønh vaø caùp xoaén: hieäu öùng da vaø söï tieâu hao naêng löôïng cuûa tín hieäu do söï böùc xaï ôû taàn soá cao. • Hieäu öùng da: khi toác ñoä bit caøng taêng Æ taàn soá tín hieäu caøng taêng Æ doøng ñieän chæ taäp trung chaûy ôû beà maët ngoaøi cuûa daây daãn Æ ñieän trôû cuûa daây daãn taêng. Do ñoù, khi taàn soá cuûa tín hieäu taêng thì söï suy hao cuûa tín hieäu caøng nhieàu. Nhôø coù lôùp boïc giaùp caùch ñieän baèng kim loaïi maø khi tín hieäu bò böùc xaï Æ ñöa xuoáng mass Æ giaûm bôùt suy hao. - Nhôø nhöõng öu ñieåm treân maø khoaûng caùch keát noái 2 thieát bò taêng leân ñöôïc khoaûng vaøi traêm meùt, toác ñoä khoaûng 10Mbps d. Caùp quang: - Caáu taïo: goàm loõi caùp ñeå truyeàn tín hieäu vaø voû caùp. Trong ñoù chieát suaát voû nhoû hôn chieát suaát loõi. ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 3
  4. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 1. Thoâng tin soá lieäu Hình 1.6: Caùp quang - Veà baûn chaát, caùp quang truyeàn taûi thoâng tin ñi döôùi daïng caùc tia saùng beân trong sôïi thuûy tinh. - Soùng aùnh saùng coù baêng thoâng roäng hôn soùng ñieän töø Æ ñieàu naøy cho pheùp caùp quang ñaït ñöôïc toác ñoä truyeàn khaù cao, leân ñeán haøng traêm Mbps. - Soùng aùnh saùng cuõng khaùng ñöôïc nhieãu ñieän töø vaø nhieãu xuyeân aâm. - Caùp quang cuõng raát höõu duïng trong vieäc truyeàn caùc tín hieäu toác ñoä thaáp trong moâi tröôøng xuyeân nhieãu naëng ví duï nhö ñieän cao theá, chuyeån maïch. - Ngoaøi ra, caùp quang coøn duøng trong caùc nôi coù nhu caàu baûo maät cao vì raát khoù maéc xen reõ (caâu troäm) veà maët vaät lyù. - Quaù trình truyeàn nhaän tín hieäu ñöôïc thöïc hieän nhö sau: + Taïi nôi phaùt: söû duïng thieát bò chuyeån ñoåi tín hieäu töø ñieän sang quang söû duïng LED, tín hieäu quang ñöôïc truyeàn ñi treân caùp quang. + Taïi nôi thu: tín hieäu thu ñöôïc seõ ñöôïc chuyeån ñoåi ngöôïc laïi töø quang sang ñieän baèng caùch söû duïng photo-diode hay photo-transistor. 1.3.2 Moâi tröôøng voâ tuyeán - Söû duïng phöông thöùc lan truyeàn cuûa soùng ñieän töø trong khoâng gian Æ söû duïng anten. - Ñeå coù theå böùc xaï tín hieäu vaøo khoâng gian döôùi daïng soùng ñieän töø thì ôû ñaàu ra cuûa maùy phaùt phaûi coù anten phaùt. Theo lyù thuyeát tröôøng ñieän töø, kích thöôùc cuûa anten phaùt khoâng nhoû hôn 1/10 ñoä daøi cuûa böôùc soùng phaùt xaï. Ví duï: muoán truyeàn tín hieäu aâm thanh treân khoaûng caùch lôùn baèng soùng ñieän töø. Phoå cuûa tín hieäu tieáng noùi thöôøng vaøo khoaûng 200Hz – 20kHz. Nhö vaäy, kích thöôùc cuûa anten phaùt phaûi lôùn côõ vaøi chuïc km, ñoù laø ñieàu khoâng theå thöïc hieän ñöôïc trong thöïc teá. Do vaäy, phaûi thöïc hieän ñieàu cheá tín hieäu ñeå chuyeån phoå cuûa tín hieäu leân phaïm vi taàn soá lôùn, ôû ñoù, ta coù theå coù kích thöôùc hôïp lyù cuûa anten. - Moät soá loaïi ñieàu cheá cô baûn: o Ñieàu cheá töông töï: AM, PM, FM o Ñieàu cheá soá: ASK, PSK, FSK, QAM a. Ñöôøng truyeàn viba: Hình 1.7: Moâ hình ñöôøng truyeàn viba ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 4
  5. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 1. Thoâng tin soá lieäu - Tuyeán lieân laïc viba coù ñaëc ñieåm laø anten phaùt vaø anten thu phaûi trong taàm nhìn thaúng, phaûi coù tính ñònh höôùng cao. - Soùng viba ñöôïc söû duïng trong tröôøng hôïp cung caáp caùc tuyeán thoâng tin khi coù söï haïn cheá veà ñòa hình, khoâng cho pheùp xaây döïng caùc ñöôøng caùp noái. Ví duï: vöôït soâng, sa maïc, ñoài nuùi hieåm trôû. - Öu ñieåm: taàn soá cao, baêng thoâng roäng Æ bieân ñoä truyeàn raát cao, khoaûng caùch coù theå leân tôùi 50km. - Nhöôïc ñieåm: raát nhaïy vôùi thôøi tieát b. Radio: - Söû duïng trong tröôøng hôïp caùc traïm thoâng tin phaân boá thöa vaø roäng Æ vieäc keát noái caùc ñöôøng truyeàn vaät lyù (caùp) laø khoâng hieäu quaû (veà kinh teá). - Daõy taàn soá cuûa radio coù theå töø 30MHz – 1GHz, toác ñoä bit toái ña laø vaøi chuïc ñeán vaøi traêm kbps. - Öu ñieåm: cöï ly thoâng tin xa vaø ít nhaïy vôùi thôøi tieát hôn so vôùi viba. c. Veä tinh - Laø moät thieát bò thu phaùt ñöôïc phoùng leân töø maët ñaát sao cho söï chuyeån ñoäng cuûa noù so vôùi maët ñaát laø ñöùng yeân (töùc laø veä tinh quay vôùi chu kyø 24giôø ñoàng boä vôùi höôùng quay cuûa traùi ñaát). Vì theá, veä tinh naøy coøn coù teân goïi laø veä tinh ñòa tónh. - Vò trí ñaët veä tinh vaø caùc traïm maët ñaát ñöôïc choïn sao cho veä tinh coù theå lieân laïc tröïc tieáp vôùi caùc traïm thu vaø phaùt. Taàn soá duøng cho veä tinh ôû daûi GHz, moãi veä tinh truyeàn vaø nhaän treân 2 taàn soá khaùc nhau. Hình 1.8õ: Moâ hình truyeàn daãn veä tinh - Veä tinh ñoùng vai troø laø boä chuyeån ñoåi trung gian giöõa boä phaùt vaø boä thu. Taïi traïm phaùt, döõ lieäu ñöôïc ñieàu cheá vaø truyeàn leân veä tinh vôùi taàn soá fuplink. Veä tinh thu soùng vaø seõ truyeàn laïi tôùi caùc traïm thu maët ñaát xaùc ñònh tröôùc nhôø duøng anten höôùng tính vaø boä chuyeån ñoåi vôùi taàn soá fdownlink. Baêng taàn soá cuûa veä tinh nhö sau: Bank Downlink (GHz) Uplink (GHz) C 3.7 – 4.2 5.925 – 6.425 Ku 11.7 – 12.2 14 – 14.5 Ka 17.7 – 21 27.5 - 31 - ÖÙùng duïng: duøng ñeå truyeàn döõ lieäu trong caùc maïng xuyeân quoác gia hay trong caùc tuyeán thoâng tin toác ñoä cao trong cuøng moät quoác gia. 1.4 Suy hao vaø meùo daïng: Baát kyø tín hieäu naøo khi truyeàn treân ñöôøng truyeàn cuõng seõ bò aûnh höôûng do: - Suy hao ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 5
  6. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 1. Thoâng tin soá lieäu - Söï giôùi haïn cuûa baêng thoâng - Meùo do treã - Nhieãu 1.4.1 Suy hao - Giaû söû caàn truyeàn tín hieäu soùng vuoâng coù bieân ñoä laø V treân ñöôøng truyeàn höõu tuyeán. Taïi nôi thu, ta nhaän ñöôïc tín hieäu coù bieân ñoä laø V’ (nhoû hôn V). Nhö vaäy, tín hieäu ñaõ bò suy hao do: o Ñieän trôû cuûa vaät daãn taêng (hieäu öùng da) do toaû nhieät treân ñöôøng daây. o Söï suy hao do böùc xaï. Neáu ñöôøng truyeàn vöôït quaù khoaûng caùch cho pheùp thì tín hieäu bò maát heát. Traïm phaùt Moâi tröôøng truyeàn laø caùp Traïm thu V V’ L = 1km Hình 1.9 - Tröôøng hôïp moâi tröôøng truyeàn laø soùng voâ tuyeán thì söï suy hao laø do caùc yeáu toá cuûa moâi tröôøng taùc ñoäng vaøo. Ví duï, ñoä aåm taêng do trôøi möa, tuøy vaøo töøng taàn soá maø möùc ñoä suy hao seõ khaùc nhau. Theo thoáng keâ: ôû taàn soá 6GHz thì möùc ñoä suy hao laø 0,1dB/km. Ôû taàn soá 12GHz thì möùc ñoä suy hao laø 1dB/km. Ta coù coâng thöùc tính ñoä suy hao nhö sau: L(dB) = 20lg4πd/λ = 92,4 + 20lgf + 20lgd Trong ñoù: λ laø böôùc soùng d(km) laø khoaûng caùch giöõa 2 traïm phaùt vaø thu f(GHz) laø taàn soá Ví duï: xeùt trong tröôøng hôïp moâi tröôøng laø chaân khoâng, töùc laø khoâng coù söï taùc ñoäng cuûa nhieãu. Traïm thu Traïm phaùt 90% naêng löôïng taäp trung ôû ñaây Hình 1.10 Muoán thu ñöôïc toaøn boä naêng löôïng tín hieäu töø traïm phaùt thì phaûi caàn moät anten coù ñöôøng kính khoaûng vaøi traêm meùt Æ ñieàu naøy phi thöïc teá. Thöïc teá, ta chæ döïng leân ñöôïc anten coù ñöôøng kính khoaûng töø 3 - 6 meùt. Do vaäy, chæ thu ñöôïc moät phaàn naêng löôïng tín hieäu phaùt, phaàn coøn laïi bò suy hao. - Khaéc phuïc söï suy hao baèng caùch: o Söû duïng boä khueách ñaïi coù ñoä khueách ñaïi khaùc nhau öùng vôùi caùc taàn soá khaùc nhau (vì möùc ñoä suy hao cuûa tín hieäu laø moät haøm cuûa taàn soá). ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 6
  7. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 1. Thoâng tin soá lieäu o Söû duïng caùc boä caân baèng (equalizer) ñeå laøm caân baèng söï suy hao cuûa tín hieäu treân ñöôøng truyeàn. 1.4.2 Söï giôùi haïn cuûa baêng thoâng - Baêng thoâng laø gì? Baêng thoâng cuûa keânh truyeàn daãn laø khoaûng taàn soá maø trong ñoù tín hieäu truyeàn qua ít bò suy hao nhaát. Hay noùi caùch khaùc, baêng thoâng cuûa keânh truyeàn daãn chæ ra ñöôïc caùc thaønh phaàn taàn soá naøo cuûa tín hieäu ñöôïc truyeàn qua keânh maø khoâng bò suy giaûm. - Baêng thoâng cuûa keânh truyeàn daãn coù daïng nhö sau: P 3dB f fL fH BW3dB P 3dB Giaû söû tín hieäu ñeán ñaây laø cuoái cuøng f BW3dB BWnull to null BWA(absolute) Hình 1.11: Baêng thoâng cuûa keânh truyeàn daãn - Neáu baêng thoâng (BW) cuûa keânh truyeàn daãn nhoû hôn baêng thoâng cuûa tín hieäu Æ tín hieäu thu ñöôïc seõ bò meùo daïng. - Baêng thoâng cuûa keânh truyeàn daãn lôùn hôn hoaëc baèng BWnull to null laø thu ñöôïc tín hieäu toát nhaát. BWnull to null ñöôïc xem laø lôùn nhaát. - Neáu tín hieäu thu ñöôïc coù BW nhoû hôn BW3dB thì khoâng theå khoâi phuïc laïi ñöôïc. * Coâng thöùc Nyquist: toác ñoä truyeàn döõ lieäu toái ña treân moät moâi tröôøng truyeàn daãn laø moät haøm cuûa baêng thoâng cuûa moâi tröôøng truyeàn daãn ñoù. Cuï theå, neáu tín hieäu truyeàn trong moâi tröôøng truyeàn coù baêng thoâng laø B (Hz), tín hieäu ñöôïc maõ hoaù M möùc, thì toác ñoä truyeàn tin cöïc ñaïi treân moâi tröôøng truyeàn ñoù laø: C = 2Blog2M (bps) Trong tröôøng hôïp tín hieäu truyeàn qua moâi tröôøng truyeàn coù baêng thoâng laø B, tín hieäu ñöôïc maõ hoaù 2 möùc thì toác ñoä truyeàn tin cöïc ñaïi laø: C = 2B (bps) 1.4.3 Meùo do treã ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 7
  8. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 1. Thoâng tin soá lieäu - Thôøi gian lan truyeàn cuûa moät soùng sin treân ñöôøng truyeàn phuï thuoäc vaøo taàn soá cuûa tín hieäu ñoù. - Tín hieäu soá bao goàm toång caùc thaønh phaàn tín hieäu sin. Caùc thaønh phaàn taàn soá khaùc nhau seõ truyeàn ñeán phía thu taïi nhöõng thôøi ñieåm khaùc nhau Æ gaây ra meùo daïng, nguyeân nhaân laø do treã. 1.4.4 Nhieãu - Moät keânh truyeàn hay ñöôøng truyeàn khi chöa truyeàn tín hieäu seõ coù möùc ñieän theá treân ñoù laø 0. - Treân thöïc teá, ñöôøng truyeàn luoân luoân coù söï taùc ñoäng cuûa nhieãu, nghóa laø khi chöa truyeàn tín hieäu thì treân ñöôøng truyeàn luoân coù moät möùc nhieãu ngaãu nhieân naøo ñoù. Möùc nhieãu ñoù ñöôïc goïi laø nhieãu ñöôøng daây hay nhieãu neàn. Moät trong nhöõng thoâng soá quan troïng nhaát cuûa moâi tröôøng truyeàn laø tyû soá tín hieäu nhieãu SNR S P SNR = = S N PN Trong ñoù: PS: coâng suaát tín hieäu thu ñöôïc (W) PN : coâng suaát nhieãu (W) Neáu bieãu dieãn theo haøm logarit coù ñôn vò ño dB thì: S ⎛P ⎞ [ dB ] = 10 lg ⎜ S ⎟ N ⎝ PN ⎠ Tyû soá tín hieäu nhieãu SNR cuõng coù theå ñöôïc bieåu thò döôùi daïng ñieän aùp vaø ñieän trôû: S ⎡ U S2 / Rvao ⎤ [ dB ] = 10 lg ⎢ 2 ⎥ N ⎣ U N / Rra ⎦ Trong ñoù: Rvaøo: laø ñieän trôû vaøo (Ω) Rra: laø ñieän trôû ra (Ω) US: laø ñieän aùp tín hieäu UN: laø ñieän aùp nhieãu Nhaän xeùt: khi S/N taêng thì coâng suaát tín hieäu taêng töông ñoái so vôùi coâng suaát nhieãu Æ chaát löôïng tín hieäu thu toát. Ngöôïc laïi, S/N giaûm Æ S giaûm töông ñoái so vôùi N Æ chaát löôïng tín hieäu thu khoâng toát (xaùc suaát loãi cao). - Moät nguyeân nhaân gaây nhieãu nöõa laø nhieãu xuyeân aâm: gaây ra do söï gheùp tín hieäu khoâng mong muoán giöõa caùc ñöôøng truyeàn keá caän Æ tín hieäu truyeàn treân moät ñöôøng truyeàn nhöng ñöôïc thu nhaän bôûi ñöôøng truyeàn keá caän vôùi noù. Ví duï: söï nhieãu xuyeân keânh cuûa tín hieäu treân ñöôøng daây ñieän thoaïi. Khi ta ñang noùi chuyeän ñieän thoaïi coù theå nghe tieáng noùi cuûa ngöôøi khaùc xen vaøo ngay caû khi ta khoâng ñaøm thoaïi vôùi ai caû. - Nhieãu xung ñieän: gaây ra do baét nguoàn töø caùc taùc nhaân beân ngoaøi nhö nguoàn ñieän naêng, caùc thieát bò ñieän ñang hoaït ñoäng. (Heä thoáng thoâng tin luoân ñi gaàn vôùi heä thoáng ñieän löïc Æ taùc ñoäng gaây nhieãu xung ñieän) - Nhieãu nhieät: gaây ra do söï chuyeån ñoäng ngaãu nhieân cuûa caùc ñieän töû beân trong vaät daãn döôùi taùc ñoäng cuûa nhieät. ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 8
  9. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 1. Thoâng tin soá lieäu + Coâng suaát nhieãu do nhieät gaây ra phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä cuûa vaät daãn vaø ñoä roäng daûi taàn cuûa tín hieäu vaø ñöôïc xaùc ñònh bôûi coâng thöùc: N = k.T.B (*) Trong ñoù: k = 3,18.10-23(J.K-1): laø haèng soá Boltzman T: nhieät ñoä tuyeät ñoái (Kelvin - oK) (T= oC + 273o) B: ñoä roäng (baêng thoâng) cuûa daûi taàn N: coâng suaát nhieãu (W) Nhieãu nhieät laø nhieãu ngaãu nhieân, lieân tuïc vaø xuaát hieän ôû taát caû caùc taàn soá, trong taát caû caùc thieát bò. Nguoàn nhieãu UN/2 Rt UN/2 R UN Hình 1.12: Maïch ñieän töông ñöông nguoàn nhieãu nhieät Hình veõ 1.12 moâ taû maïch ñieän töông ñöông cuûa moät nguoàn nhieãu nhieät trong ñoù ñieän trôûû trong cuûa nguoàn (Rt) ñöôïc maéc noái tieáp vôùi ñieän aùp hieäu duïng nhieãu (UN). Trong tröôøng hôïp xaáu nhaát vaø söï truyeàn taûi coâng suaát nhieãu laø lôùn nhaát töùc tröôøng hôïp ñieän trôû taûi (R) coù giaù trò baèng Rt.. Khi ñoù, ñieän aùp nhieãu rôi treân taûi R coù giaù trò baèng moät nöûa nguoàn nhieãu (töùc UR = UN/2) vaø töø bieåu thöùc (*), coù theå xaùc ñònh ñöôïc ñieän aùp nhieãu nhö sau: (U / 2) 2 U N2 N = k .T .B = N = R 4.R Ruùt ra: U N2 = 4.R.k .T .B ⇒ U N = 4 R.k .T .B + Heä soá nhieãu: F = (S/N)in/ (S/N)out F caøng nhoû thì thieát bò caøng toát - Xeùt moät maùy thu coù ñoä lôïi coâng suaát laø G, heä soá nhieãu laø F, baêng thoâng laø B. Sin G Sout F Nin B Nout Hình veõ 1.13 Goïi Sin laø coâng suaát tín hieäu ngoõ vaøo Sout laø coâng suaát tín hieäu ngoõ ra Nin laø coâng suaát nhieãu ngoõ vaøo Nout laø coâng suaát nhieãu ngoõ ra ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 9
  10. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 1. Thoâng tin soá lieäu Khi ñoù, ta coù: S N F = in . out N in Sout Maø: Sout = G.Sin N out = G.N in + N R NR: laø coâng suaát nhieãu do maùy thu taïo ra nhöng ñöôïc ñaëc tröng ôû ngoõ vaøo. Ñaët: N R = G.N Ri Æ N out = G ( N in + N Ri ) Neáu ta thay theá maùy thu ñaõ khaûo saùt ôû phaàn treân baèng moät maùy thu lyù töôûng (töùc khoâng coù heä soá nhieãu) Sin G Sout B (Nin + NRi) Nout Hình veõ 1.14 Khi ñoù, ta coù: S N S G ( Nin + N Ri ) F = in . out = in . N in Sout N in G.Sin N + N Ri N F = in = 1 + Ri N in N in - Nhieät ñoä nhieãu: Trong maùy thu, nhieãu nhieät ñöôïc sinh ra do taùc ñoäng cuûa nhieät vaø coù giaù trò tæ leä thuaän vôùi nhieät ñoä. Do vaäy, NRi ñöôïc xaùc ñònh baèng: N Ri = k .TR .B Trong ñoù: TR: laø nhieät ñoä nhieãu cuûa tín hieäu khi ñi qua maùy thu; ñaây laø ñaïi löôïng ñöôïc giaû ñònh khoâng theå ño löôøng tröïc tieáp vaø noù laø moät thoâng soá thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå tính toaùn nhieãu trong caùc maïch, caùc thieát bò VHF, UHF, viba, thoâng tin veä tinh coù yeâu caàu heä soá nhieãu beù. N Ri = k .TR .B N in = k .Tin B Vôùi: Tin: nhieät ñoä gaây ra nhieãu ôû ngoõ vaøo. Töø ñoù, ta coù coâng thöùc: k .T .B F = 1+ R k .Tin .B ⇒ TR = ( F − 1).Tin Ñieàu kieän nhieät ñoä ôû ngoõ vaøo laø nhieät ñoä chuaån thì: Tin=290oK ⇒ TR = ( F − 1).290o Löu yù: Trong maùy thu khoâng cho thoâng soá heä soá nhieãu thì nhaø saûn xuaát quy ñònh ñieàu kieän nhieät ñoä nhieãu ngoõ vaøo laø 290oK. o Giaû söû, neáu cho Tin=400oK thì khoâng ñöôïc aùp duïng coâng thöùc TR = ( F − 1).290o maø phaûi söû duïng coâng thöùc sau ñeå suy ra TR: N out = G (k .Tin .B + k .TR .B ) ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 10
  11. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 1. Thoâng tin soá lieäu o Giaû söû cho F=3dB Æ phaûi traû F veà khoâng coù ñôn vò baèng caùch: Ta coù coâng thöùc: NF = 10lgF = 3 Æ logF = 0,3 Æ F = 100,3 ≅ 2 Ví duï: F = 10dB Æ NF = 10lgF = 10 Æ NF = logF = 1 Æ F = 101 = 10 - Xeùt heä thoáng goàm nhieàu boä khueách ñaïi lieân tieáp: Nin=k.Tin.B G1 G2 G3 Gn Nout F1 F2 F3 Fn Tin=T0=2900K B1 B2 B3 Bn Hình 1.15 - Thay theá heä thoáng treân baèng moät boä khueách ñaïi: Nin=k.Tin.B G Nout F Tin=T0 B Hình 1.16 Ta coù coâng thöùc Friis: F −1 F −1 Fn − 1 F = F1 + 1 + 2 + ... + G1 G1G2 G1G2 ...Gn −1 1.5 Thoâng tin soá lieäu Heä thoáng thoâng tin soá lieäu duøng ñeå xöû lyù vaø truyeàn caùc chuoãi maõ nhò phaân. Caùc maõ naøy ñöôïc taïo ra, löu tröõ vaø xöû lyù bôûi maùy tính vaø caùc thieát bò ngoaïi vi, bao goàm caùc loaïi nhö: caùc tin töùc ñaõ maõ hoaù, taäp tin vaên baûn, hình aûnh, döõ lieäu soá vaø caùc thoâng tin khaùc. 1.5.1 Kyõ thuaät truyeàn soá lieäu - Truyeàn soá lieäu laø mang soá lieäu töø nôi naøy ñeán nôi khaùc. Ñeå quaù trình truyeàn coù ñoä chính xaùc 100% thì ngoaøi soá lieäu döõ lieäu coøn coù soá lieäu ñieàu khieån. Soá lieäu ñieàu khieån duøng ñeå ñieàu khieån quaù trình truyeàn ñaûm baûo ñoä chính xaùc 100%, bao goàm ñieàu khieån loãi, ñieàu khieån luoàng, vaø ñieàu khieån keát noái soá lieäu. - Maõ hoaù thoâng ñieäp soá: laø quaù trình bieán ñoåi soá lieäu thaønh caùc bit nhò phaân ñeå truyeàn ñi. Ñeå thöïc hieän, ngöôøi ta duøng caùc baûng maõ. Baûng maõ ñöôïc söû duïng phoå bieán nhaát laø maõ ASCII, baûng maõ naøy seõ bieán ñoåi moät kyù töï thaønh moät soá nhò phaân 7 bit. 1.5.2 Phöông thöùc truyeàn soá lieäu: (seõ nghieân cöùu kyõ ôû chöông 2) - Truyeàn noái tieáp vaø truyeàn song song - Truyeàn ñôn coâng – baùn song coâng – song coâng - Truyeàn baát ñoàng boä – ñoàng boä 1.6 Caùc loaïi tín hieäu: 1.6.1 RS232C: - Maùy tính ñöa ra saün 2 coång COM laø COM1 vaø COM2 duøng ñeå truyeàn döõ lieäu noái tieáp, 2 coång naøy döû duïng chuaån RS232. - Chuaån RS232 laø chuaån giao tieáp ñöôïc ñònh nghóa ñeå keát noái moät DTE tôùi moät DCE, cho pheùp caùc thieát bò coù theå giao tieáp vôùi nhau thoâng qua maïng ñieän thoaïi coâng coäng saün coù. - Giao tieáp naøy thöôøng duøng trong phaïm vi: ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 11
  12. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 1. Thoâng tin soá lieäu R< 9600 bps L
  13. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 1. Thoâng tin soá lieäu + RI (Ring Indicator): modem taùch ñöôïc tín hieäu goïi töø ñöôøng daây (thoâng baùo coù tín hieäu) Löu yù: Taát caû caùc ñöôøng ñieàu khieån ñeàu tích cöïc möùc thaáp. Moät coång COM coù toái thieåu laø 9 chaân. Moät loaïi khaùc coù ñeán 25 chaân (hieän nay loaïi naøy ít ñöôïc söû duïng) (DB-9: Data Bus 9 connector) – nhìn töø beân ngoaøi vaøo thì chaân soá 1 naèm baân phaûi nhaát. 1.6.2 Null modem (modem roãng) - RS232 ñöôïc thieát keá ñeå giao tieáp giöõa DTE vaø DCE, do ñoù ñeå keát noái giöõa 2 DTE vôùi nhau söû duïng RS232 ta phaûi giaû laäp sao cho caû 2 DTE ñeàu töï cho raèng ñang keát noái vôùi DCE. - Null modem ñöôïc söû duïng khi 2 DTE (PC – thieát bò ñaàu cuoái hay PC – PC) ñaët gaàn nhau, muoán thieát laäp 1 tuyeán keát noái ñeå thöïc hieän vieäc truyeàn döõ lieäu qua chuaån RS2332 maø khoâng phaûi söû duïng 2 modem truyeàn döõ lieäu qua maïng PSTN. RI RI DT DT CD CD SI SI DS DS Ñaàu CT CT Maùy tính cuoái RT Null modem RT Rx Rx Tx Tx GND GND Hình 1.18: Keát noái Null modem 1.6.3 Voøng doøng ñieän 20mA Hình 1.19: Voøng doøng ñieän 20 mA Söû duïng tín hieäu doøng ñieän ñeå bieåu dieãn traïng thaùi caùc bit döõ lieäu. ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 13
  14. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 1. Thoâng tin soá lieäu Ví du:ï tröôøng hôïp toång ñaøi ñieän thoaïi: khi nhaác maùy goïi ñieän thoaïi (off hook) Æ neáu ngöôøi nghe nhaác maùy Æ thoâng thoaïi Æ coù doøng 20mA chaïy qua vaø ngöôïc laïi. Tröôøng hôïp voøng doøng ñieän 20mA laø söû duïng nguyeân taéc gioáng nhö ñieän thoaïi. - Hoaït ñoäng: traïng thaùi ñoùng môû cuûa khoùa ñöôïc ñieàu khieån bôûi chuoãi bit phaùt. + Chuyeån maïch ñoùng töông öùng vôùi phaùt bit 1 Æ cho doøng ñieän 20mA ñi qua. + Chuyeån maïch môû töông öùng vôùi phaùt bit 0 Æ khoâng cho doøng ñieän 20mA ñi qua. Taïi ñaàu thu seõ coù maïch caûm nhaän doøng ñieän vaø caùc tín hieäu nhò phaân seõ ñöôïc taùi taïo laïi. - Do caáu truùc ñöôøng truyeàn tín hieäu, moãi ñöôøng seõ coù 2 daây neân aûnh höôûng cuûa nhieãu ít hôn so vôùi RS232. Do ñoù, loaïi tín hieäu naøy coù theå truyeàn trong moät khoaûng caùch lôùn hôn (coù theå leân ñeán 1km) so vôùi RS232. Tuy nhieân, toác ñoä bit thaáp hôn do haïn cheá toác ñoä ñoùng ngaét cuûa khoaù vaø maïch caûm bieán doøng ñieän. 1.6.4 Caùc chuaån RS-449, RS-423, RS-422: (töï tham khaûo taøi lieäu) 1.7 Tín hieäu döõ lieäu truyeàn qua maïng PSTN (Public Switch Telephone Network) - Khi muoán truyeàn döõ lieäu giöõa 2 DTE trong moät toaø nhaø thì vieäc ñôn giaûn laø laép caùp daãn cho noù. Thoâng thöôøng, duøng caùp xoaén, caùp ñoàng truïc hoaëc caùp quang hoaëc coù theå duøng voâ tuyeán. Tuy nhieân, khi muoán truyeàn döõ lieäu giöõa 2 DTE caùch xa nhau thì chæ coù theå duøng caùc lieân keát viba, veä tinh hoaëc daây truyeàn daãn höõu tuyeán cung caáp töø caùc coâng ty truyeàn daãn coâng coäng. - Khi muoán truyeàn döõ lieäu duøng caùc ñöôøng truyeàn PSTN analog saün coù thì caàn phaûi chuyeån ñoåi caùc tín hieäu ñieän ñi ra töø caùc DTE sang daïng phuø hôïp vôùi maïng PSTN. - Ñöôøng truyeàn PSTN ñöôïc thieát keá cho thoâng tin tieáng noùi coù baêng thoâng trong khoaûng 300Hz – 3400Hz. Ñieàu naøy coù nghóa laø moät ñöôøng daây ñieän thoaïi seõ khoâng truyeàn caùc tín hieäu coù taàn soá thaáp khi coù moät chuoãi lieân tieáp caùc bit [1] hoaëc bit [0]. - Ñeå truyeàn tín hieäu soá giöõa caùc maùy tính vôùi nhau thoâng qua maïng ñieän thoaïi thì ôû nôi phaùt caùc tín hieäu soá seõ ñöôïc ñieàu cheá sao cho coù baêng thoâng naèm trong daõy taàn 300Hz – 3400Hz. Ôû nôi thu tín hieäu ñaõ ñieàu cheá ôû daïng analog ñöôïc giaûi ñieàu cheá taùi taïo laïi daïng tín hieäu soá ban ñaàu. 1.7.1 Caùc loaïi tín hieäu ñieàu cheá cô baûn Coù 3 phöông phaùp ñieàu cheá cô baûn ñeå chuyeån tín hieäu nhò phaân sang daïng thích hôïp ñeå truyeàn qua maïng PSTN. Phöông phaùp ñieàu cheá bieân ñoä, ñieàu cheá taàn soá, ñieàu cheá pha. - ASK xuaát phaùt töø AM. - FSK xuaát phaùt töø FM. - PSK xuaát phaùt töø PM o Toác ñoä tín hieäu (signal rate): ñôn vò laø baud, xaùc ñònh soá laàn chuyeån ñoåi möùc tín hieäu trong 1 giaây treân ñöôøng truyeàn. o Toác ñoä truyeàn tin (data transfer rate – toác ñoä döõ lieäu): ñôn vò laø bps, xaùc ñònh soá bit döõ lieäu ñöôïc truyeàn ñi trong 1 giaây treân ñöôøng truyeàn. Ví duï1: tín hieäu ñöôïc maõ hoaù 2 möùc 0 Æ +3V 1 Æ -3V ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 14
  15. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 1. Thoâng tin soá lieäu x(t) 3V 0 1 1 0 0 1 t -3V 1s Hình 1.20 Æ Toác ñoä bit: 6 bps Æ Toác ñoä baud: 6 baud/s Ví duï2: tín hieäu ñöôïc maõ hoaù ña möùc 00 Æ -3V 01 Æ -1,5V 10 Æ +1,5V 11 Æ +3V Hình 1.21 Æ toác ñoä bit: 12 bps Æ toác ñoä baud: 6 baud/s Löu yù: Toác ñoä truyeàn tin (bps) chæ baèng vôùi toác ñoä tín hieäu (baud/s) khi döõ lieäu ñöôïc maõ hoaù 2 möùc. a. Ñieàu cheá ASK (Amplitude Shift Keying) hoaëc ñieàu cheá ñoùng – ngaét (OOK - on off keying): Phöông trình ñieàu cheá AM: AM (t ) = m(t ) cos ωc (t ) + Ac cos ωc (t ) [m(t ) + Ac ]cos ωc (t ); ωc = 2π f c Trong ñoù: fc laø taàn soá soùng mang Ac laø bieân ñoä cuûa soùng mang khi khoâng coù tín hieäu ñieàu cheá m(t) laø tín hieäu caàn ñieàu cheá neáu m(t) laø tín hieäu soá thì ñieàu cheá AM seõ trôû thaønh ñieàu cheá ASK (khoùa dòch bieân ñoä). ASK (t ) = ( Ac ± V ) cos 2π f c t ⎧+V → [1] m(t ) = ⎨ ⎩−V → [0] Sô ñoà ñieàu cheá ASK +A m(t) ASK = m(t) . vc(t) vc(t)=cosωct OSC Hình 1.22 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 15
  16. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 1. Thoâng tin soá lieäu Daïng tín hieäu: m(t) 0 1 0 1 0 vc(t) ASK(t) off on off on off 1s Hình 1.23: Ñieàu cheá soá ASK vôùi tín hieäu nhò phaân 01010 Toác ñoä bit: 5 bps Toác ñoä baud: 5 baud/s - Phoå cuûa tín hieäu: thöïc hieän pheùp bieán ñoåi Fourier ñeå xaùc ñònh phoå cuûa tín hieäu. o Ñònh lyù ñieàu cheá: 1 1 x(t ) cos ω0 (t ) ↔ X (ω − ω0 ) + X (ω + ω0 ) 2 2 1 1 x(t ) sin ω0 (t ) ↔ X (ω − ω0 ) − X (ω + ω0 ) 2j 2j fc - f0 fc + f0 fc - 3f0 fc + 3f0 f fc fc - 2f0 fc + 2f0 BWnull to null = 4f0 = 2Rb Hình 1.24 - Xeùt tröôøng hôïp tín hieäu vaøo thay ñoåi traïng thaùi lieân tuïc [1] vaø [0], töùc laø tín hieäu coù daïng xung vuoâng vôùi taàn soá cô baûn cao nhaát laø f0. 0 1 0 1 0 1 R Tb f0 = = b 2Tb 2 T Hình 1.25 Vôùi Tb laø ñoä roäng 1 bit Rb laø toác ñoä bit ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 16
  17. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 1. Thoâng tin soá lieäu 1 Tb = Rb Khi ñoù baêng thoâng toái thieåu cuûa ñieàu cheá ASK laø: BWnull to null = f c + 2 f 0 − ( f c − 2 f 0 ) = 4 f 0 = 2 Rb b. Ñieàu cheá FSK (Frequency Shift Keying) - Ñieàu cheá FSK duøng 2 tín hieäu soùng mang coù cuøng bieân ñoä vaø coá ñònh veà pha. Moät tín hieäu cho bit nhò phaân [0] vaø moät tín hieäu cho bit nhò phaân [1]. - Sô ñoà maïch ñieàu cheá FSK: cos2πf2t VCO#2 +∆f = 1 inverter ∑ Data in -∆f = 0 cos2πf1t VCO#1 Hình 1.26 u (t ) = A cos 2π f1t → bit 1 u (t ) = A cos 2π f 2t → bit 0 - Tín hieäu FSK taïi ngoõ ra cuûa boä ñieàu cheá: FSK (t ) = A cos[2π ( f c ± Δf )t ] ⎧ A cos 2π f1 (t ); f1 = f c + Δf → "1" FSK (t ) = ⎨ ⎩ A cos 2π f 2 (t ); f 2 = f c − Δf → "0" Hay: FSK (t ) = Vd (t ) cos 2π f1t + Vd (t ) cos 2π f 2t - Daïng tín hieäu v(t) 0 1 0 1 1 0 cos2πf1t cos2πf2t 0 1 0 1 1 0 FSK(t) 1s Hình 1.27 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 17
  18. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 1. Thoâng tin soá lieäu Phoå cuûa tín hieäu Hình 1.28 BW = f1 + 2 f 0 − ( f 2 − 2 f 0 ) = f1 − f 2 + 4 f 0 = f1 − f 2 + 2 Rb Ta coù: f1 = f c + Δf ⇒ Δf = f1 − f c (1) f 2 = f c − Δf ⇒ Δf = f c − f 2 (2) (1)+(2): 2Δf = f1 − f 2 ⇒ BW = 2Δf + 2 Rb = 2(Δf + Rb ) Δf : ñoä leäch taàn Rb: toác ñoä truyeàn bit c. Ñieàu cheá PSK (Phase Shift Keying) - Taàn soá vaø bieân ñoä cuûa soùng mang ñöôïc giöõ khoâng ñoåi trong khi pha cuûa noù ñöôïc dòch theo moãi bit cuûa doøng döõ lieäu truyeàn. - Pha cuûa tín hieäu ñöôïc thay ñoåi bieãu dieãn caùc bit 0 hoaëc 1. Ví duï: neáu baét ñaàu 1 pha taïi goác 00 ñeå bieãu dieãn bit 1 thì ta coù theå thay ñoåi pha 1800 ñeå phaùt bit 0. Phöông phaùp ñieàu cheá naøy goïi laø ñieàu cheá pha 2-PSK hay binary PSK (BPSK) Balanced Mod BPF Binary data in PSK output OSC Hình 1.29 - Phöông trình ñieàu cheá BPSK BPSK (t ) = Vd (t ) cos 2π f c t + Vd (t ) cos(2π f c t + π ) ⎧ A cos 2π f c t → "1" BPSK (t ) = ⎨ ⎩ A cos(2π f c t + π ) → "0" - Daïng tín hieäu: ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 18
  19. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 1. Thoâng tin soá lieäu Vd(t) 0 1 0 1 1 0 Vc(t) 0 1 0 1 1 0 BPSK(t) 1800 00 1800 00 00 1800 1s 90 0 cos wc t − sin wc t sin wc t Logic 0 Logic 1 0 180 00 − 90 0 − cos wc t Hình 1.30: daïng soùng vaø giaûn ñoà pha cuûa tín hieäu BPSK - Phoå cuûa tín hieäu BPSK(t) khoâng toàn taïi thaønh phaàn soùng mang (gioáng phoå tín hieäu ASK) BWnull to null = 2 Rb ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 19
  20. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 1. Thoâng tin soá lieäu 1.7.2 Caùc loaïi tín hieäu ñieàu cheá nhieàu möùc a. Ñieàu cheá nhieàu möùc QPSK - Trong caùc phöông phaùp ñieàu cheá soá cô baûn thì toác ñoä bit baèng toác ñoä baud. Tuy nhieân, coù theå thöïc hieän toác ñoä bit cao hôn nhieàu so vôùi toác ñoä baud. Coù nghóa laø moãi phaàn töû tín hieäu coù theå ñaïi dieän cho 2 bit (4 giaù trò) hay 3 bit (8 giaù trò) cuûa thoâng tin. Vaø do ñoù, toác ñoä bit seõ gaáp 2 hay 3 laàn toác ñoä baud. - Thay vì, thöïc hieän thay ñoåi theo 2 pha (0o, 1800) thì ta thöïc hieän thay ñoåi theo 4 pha khaùc nhau ((0o, 900, 1800, 2700). Khi ñoù, moãi thay ñoåi pha mang thoâng tin cuûa 2 bit. Vì duøng 4 pha neân phöông phaùp ñieàu cheá naøy ñöôïc goïi laø phöông phaùp ñieàu cheá QPSK hay 4-PSK. - Sô ñoà maïch ñieàu cheá 4-PSK Hình 1.31: sô ñoà khoái boä ñieàu cheá QPSK - Chuoãi bit ngoõ vaøo ñöôïc taùch thaønh 2 chuoãi bit song song. Neáu 1 bit vaøo keânh I, bit khaùc vaøo keânh Q. Caùc bit keânh I ñöôïc ñieàu cheá cuøng pha vôùi dao ñoäng noäi (I nghóa laø In phase). Caùc bit keânh Q ñieàu cheá bôûi soùng mang dòch pha 900 so vôùi dao ñoäng noäi (Q nghóa laø Quarature). - QPSK goàm 2 BPSK maéc toå hôïp song song. Hai traïng thaùi pha ngoõ ra boä ñieàu cheá caân baèng I ( ± sinwct) vaø 2 traïng thaùi pha ngoõ ra boä ñieàu cheá caân baèng Q( ± coswct) ñeán boä coäng tuyeán tính, taïo neân 4 toå hôïp pha ngoõ ra töông öùng vôùi caùc traïng thaùi (+ sinwct + coswct), (+ sinwct - coswct), (- sinwct + coswct), (- sinwct - coswct). Caùc pha ñoù dòch pha 900. o Baûng söï thaät QPSK vaø giaûn ñoà pha QPSK Binary input QPSK output phase Q I 0 0 - 1350 0 1 - 450 1 0 + 1350 1 1 + 450 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 20
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2