M c l c:ụ ụ
Ch ng 6: Đ ng b sóng mang và kí hi uươ ồ ộ ệ
Trong ch ng này, ta s xem xét t i ph ng pháp đ ươ ẽ ớ ươ ể tìm ra sóng mang và đ ng b kí hi u t iồ ộ ệ ạ
máy thu trong m t h th ng truy n d li u s .ộ ệ ố ề ữ ệ ố
6.1. c l ng các tham s đ c tr ng:Ướ ượ ố ặ ư
Gi s r ng tín hi u đ u vào máy thu, kênh làm tr tín hi u đ c truy n t i qua chúng vàả ử ằ ệ ở ầ ễ ệ ượ ề ả
t o l i trên chúng b ng vi c thêm nhi u Gauss. Sóng nh n đ c:ạ ỗ ằ ệ ễ ậ ượ
r(t) = s(t – τ) + n(t)
Khi:
s(t) = Re[si(t)ej2πfct] (6-1-1)
Và khi τ là tr lan truy n và sễ ề i(t) là tín hi u thông th p t ng đ ng.ệ ấ ươ ươ Tín hi u thu đ c cóệ ượ
th bi u di n b ng:ể ể ễ ằ
r(t) = Re{[si(t – τ)ej∅ + z(t)]ej2πfct} (6-1-2)
V i pha sóng mang , tùy thu c vào tr lan truy n τ thì = -2πfớ ϕ ộ ễ ề ϕ cτ.
Đ đ n gi n hóa các kí hi u, ta s đ ψ bi u th tham s véc-t { ,τ} sao cho s(t; ,τ) đ nể ơ ả ệ ẽ ể ể ị ố ơ ϕ ϕ ơ
gi n đ c bi u di n là s(t;ψ).ả ượ ể ễ Có hai ch tiêu l n c b n áp d ng đ c l ng tham s tínỉ ớ ơ ả ụ ể ướ ượ ố
hi u: Tiêu chu n kh gi ng c c đ i (ML) và Tiêu chu n xác su t h u nghi m t i đa (MAP). ệ ẩ ả ố ự ạ ẩ ấ ậ ệ ố
6.1.1 Hàm Kh Gi ngả ố
Phát tri n liên t c th i gian t ng đ ng c a s t i đa hóa p(r|ψ) và c ng thêm nhi u n(t) làể ụ ờ ươ ươ ủ ự ố ộ ễ
tr ng cùng v i kỳ v ng trung bình b ng 0, s tham gia pdf p(r|ψ) có th bi u di n:ắ ớ ọ ằ ự ể ể ễ
(6-1-5)
Khi:
rn =
sn(ψ) = (6-1-6)
Khi T0 bi u di n tích phân đo n (vi phân) ph n m r ng c a r(t) và s(t;ψ).ể ễ ạ ầ ở ộ ủ Chuy n đ i (6-1-6)ể ổ
vào (6-1-5). Khi đó nó tr thành:ở
Gi , s t i đa hóa p(r|ψ) v i tham s tín hi u ψ là t ng đ ng v i s t i đa hóa c a hàmờ ự ố ớ ố ệ ươ ươ ớ ự ố ủ
kh gi ng:ả ố
(6-1-8)
D i đây, ta xem xét s c l ng tham s tín hi u t quan đi m c a giá tr c c đ i Λ(ψ)ướ ự ướ ượ ố ệ ừ ể ủ ị ự ạ
6.1.2. Khôi ph c sóng mang và đ ng b kí hi u trong d i đi u ch tín hi uụ ồ ộ ệ ả ề ế ệ
Đ ng b hóa kí hi u đ c đòi h i trong nh ng h thông truy n thông ký thu t s phát thôngồ ộ ệ ượ ỏ ữ ệ ề ậ ố
tin đ ng b hóa kí hi u. Khôi ph c sóng mang đ c yêu c u n u tín hi u đ c ph i h pồ ộ ệ ụ ượ ầ ế ệ ượ ố ợ
tách. Hình 6-1-1 minh h a cho các kh i c a b PSK (ho c b PAM), b c m bi n và b táchọ ố ủ ộ ặ ộ ộ ả ế ộ
tín hi u. ệ Kh i c a b tách sóng M-PSK đ c đ a ra hình 6-1-2. ố ủ ộ ượ ư ở Kh i tách sóng PAM chố ỉ
ra hình 6-1-3. ở Cu i cùng, ta minh h a kh i tách sóng QAM trên hình 6-1-4.ố ọ ố
6.2. c l ng pha sóng mangƯớ ượ
Có hai ph ng pháp xây d ng đ nói v đ ng b sóng mang t i máy thu: Đa truy n vàươ ự ể ề ồ ộ ạ ề
chuy n hóa pha sóng mang c tính tr c ti p t tín hi u nh n đ c. ể ướ ự ế ừ ệ ậ ượ
Gi s r ng có d ng tín hi u đi u bi n biên đ :ả ử ằ ạ ệ ề ế ộ
(6-2-1)
N u ta đi u bi n tín hi u b ng cách nhân s(t) v i d ng sóng mang chu n:ế ề ế ệ ằ ớ ạ ẩ
(6-2-2)
Ta thu đ c:ượ
B ph n t n s đôi có th b tri t tiêu b ng tín hi u t o b i c(t)s(t) qua b l c thông th p.ộ ậ ầ ố ể ị ệ ằ ệ ạ ở ộ ọ ấ
Quá trình l c mang l i tín hi u thông tin mang:ọ ạ ệ
(6-2-3)
S nh h ng c a l i pha sóng mang trong QAM và đa pha PSK còn t h n. Tín hi u QAMự ả ưở ủ ỗ ệ ơ ệ
và M-PSK có th đ c trình bày:ể ượ
(6-2-4)
Tín hi u này đ c đi u bi n b i hai sóng mang vuông góc:ệ ượ ề ế ở
S nhân s(t) v i cự ớ c(t), cs(t) ta đ c:ượ
S bi u di n (6-2-6) và (6-2-7) rõ ràng ch ra r ng l i pha trong đi u ch tín hi u QAM và M-ự ể ễ ỉ ằ ỗ ề ế ệ
PSK có nhi u nh h ng x u h n là đi u ch tín hi u PAM. S yêu c u c a pha đúng choề ả ưở ấ ơ ề ế ệ ự ầ ủ
QAM và s k t h p đa pha PSK là cao h n nhi u so v i DSB/SC PAM.ự ế ợ ơ ề ớ
6.2.1. c l ng pha sóng mang kh gi ng nh t.Ướ ượ ả ố ấ
Ta coi r ng tr τ đã bi t, trong tr ng h p đ c bi t τ=0. Hàm là c c đ i hóa hàm kh gi ngằ ễ ế ườ ợ ặ ệ ự ạ ả ố
cho (6-1-8) v i thay cho ψ, hàm này tr thành:ở ớ ϕ ở
Nhân t th hai bao hàm t ng quan chéo c a tín hi u thu r(t) v i tín hi u s(t; ), ph thu cử ứ ươ ủ ệ ớ ệ ϕ ụ ộ
vào s l a ch n . Do v y, hàm kh gi ng Λ( ) đ c bi u di n:ự ự ọ ϕ ậ ả ố ϕ ượ ể ễ
Khi C ph thu c vào là không đ i.ụ ộ ϕ ổ c tính ML Ướ là giá tr khi t i đa hóa Λ( ) (6-2-ị ϕ ố ϕ ở
9). T ng đ ng giá tr ươ ươ ị cũng t i đa hóa loga c a Λ( ). Ví d hàm log c a hàm kh gi ng:ố ủ ϕ ụ ủ ả ố
Chú ý s xác đ nh Λự ị L( ) ta có th b qua h ng t không đ i lnC.ϕ ể ỏ ạ ử ổ
6.2.2. Vòng khóa pha
Vòng khóa pha c b n g m: M t b nhân, m t vòng l c, m t b đi u khi n dao đ ng đi nơ ả ồ ộ ộ ộ ọ ộ ộ ề ể ộ ệ
áp(VCO) đ c ch ra hình 6-2-3. N u ta coi đ u vào vòng khóa pha là đ ng hình sin d ngượ ỉ ở ế ầ ườ ạ
cos(2πfct + ) và đ u ra VCO là sin(2πfϕ ầ ct + ). Khi bi u di n c l ng . K t qu c a hai tínϕ ể ễ ướ ượ ϕ ế ả ủ
hi u này là:ệ
B l c này th ng đ c ch n đ có hàm chuy n liên h đ n gi n:ộ ọ ườ ượ ọ ể ể ệ ơ ả
Khi τ1 và τ2 đ c thi t l p thông s (τượ ế ậ ố 1≫ τ2) đ đi u khi n đ r ng d i c a vòng. Đ u raể ề ể ộ ộ ả ủ ầ
c a vòng l c cung c p đi u khi n đi n áp v(t) cho b VCO.B VCO c b n là máy sinh tínủ ọ ấ ề ể ệ ộ ộ ơ ả
hi u hình sin v i m t pha t c th i cho b i:ệ ớ ộ ứ ờ ở
V i k là m t h ng s đ t t i không đ i rad/V. Do đó:ớ ộ ằ ố ạ ớ ổ ở
Trong công đo n bình th ng khi vòng đánh d u pha c a sóng mang đang đi t i, pha l i làạ ườ ấ ủ ớ ỗ
nh , do đó:ỏ
Sin() ≈ (6-2-17)
V i s x p x này, PLL tr thành phi tuy n và đ c bi u th đ c đi m b i hàm chuy n vòngớ ự ấ ỉ ở ế ượ ể ị ặ ể ở ể
đóng: