COMMUNICATIONS SYSTEMS Digital Communications

Chia sẻ: BA AB | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:100

Thêm vào BST

Báo xấu

82
lượt xem 19
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG SỐ TRUYỀN THÔNG SỐ – HỆ THỐNG SỐ THỰC SỰ: CÁC XUNG SỐ (i.e. NRZ, AMI, MANCHESTER,HDB3) TRUYỀN QUA CÁP ĐỒNG/QUANG (KHÔNG SÓNG MANG TƯƠNG TỰ). THÔNG TIN CÓ THỂ BAO GỒM SỐ VÀ TƯƠNG TỰ (CẦN A/D và D/A). CAO TẦN SỐ (DIGITAL RADIO): SÓNG MANG TƯƠNG TỰ ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ DẠNG SỐ (i.e. PAM, QAM, ASK, PSK, FSK, PWM). TRUYỀN THÔNG QUA CÁP ĐỒNG HOẶC CÁP QUANG HAY KHÔNG GIAN

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: COMMUNICATIONS SYSTEMS Digital Communications

University of Natural Sciences- HCMC Faculty of Electronics and Telecommunications COMMUNICATIONS SYSTEMS Digital Communications 11/27/12 1
HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG SỐ HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG SỐ • TRUYỀN THÔNG SỐ – HỆ THỐNG SỐ THỰC SỰ: CÁC XUNG SỐ (i.e. NRZ, AMI, MANCHESTER,HDB3) TRUYỀN QUA CÁP ĐỒNG/QUANG (KHÔNG SÓNG MANG TƯƠNG TỰ). THÔNG TIN CÓ THỂ BAO GỒM SỐ VÀ TƯƠNG TỰ (CẦN A/D và D/A). • CAO TẦN SỐ (DIGITAL RADIO): SÓNG MANG TƯƠNG TỰ ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ DẠNG SỐ (i.e. PAM, QAM, ASK, PSK, FSK, PWM). TRUYỀN THÔNG QUA CÁP ĐỒNG HOẶC CÁP QUANG HAY KHÔNG GIAN 11/27/12 2
DUNG LƯỢNG KÊNH TRUYỀN/THÔNG TIN ĐO XEM CÓ BAO NHIÊU THÔNG TIN (i.e. SỐ MẪU ĐỘC LẬP) CÓ THỂ TRUYỀN QUA MỘT KÊNH TRUYỀN TRONG MỘT ĐƠN VỊ THỜI GIAN HARTLEY’S LAW (BELL LABS) DUNG LƯỢNG KÊNH TRUYỀN LÀ HÀM TUYẾN TÍNH: C∝ B xt C: DUNG LƯỢNG KÊNH TRUYỀN B: BĂNG THÔNG (Hz) t: THỜI GIAN TRUYỀN (secs) 11/27/12 3
MỐI QUAN HỆ CỦA BĂNG THÔNG VÀ DUNG LƯỢNG KÊNH VỚI 1 KÊNH TRUYỀN CÓ NHIỄU, TỶ SỐ TÍN HiỆU TRÊN NHIỄU (S/N) LÀ TỶ SỐ CỦA CÔNG SUẤT TÍN HIỆU TRÊN CÔNG SUẤT NHIỄU, ĐƯỢC ĐO Ở ĐẦU THU   Signal Power   =10 log ( S / N ) dB     Noise Power     SHANNON’S THEOREM (BELL LABS) C: DUNG LƯỢNG KÊNH TRUYỀN (bps) / BIT RATE B: BĂNG THÔNG (Hz) C S/N: TỶ SỐ TÍN HIỆU TRÊN NHIỄU B= S S C = B log 2 (1 + ) log 2 (1 + ) N N 11/27/12 4
DUNG LƯỢNG KÊNH VÍ DỤ DÙNG 1 KÊNH THOẠI ĐỂ TRUYỀN DỮ LiỆU SỐ QUA MODEM. B = 3100Hz, S/N = 30 dB = ratio of 1000:1 S C = B log 2 (1 + ) = 3100 log 2(1 + 1000) = 30,894 bps N TỐC ĐỘ BIT NÀY CHỈ LÀ TỐI ĐA THEO LÝ THUYẾT. NÓ KHÔNG THỂ ĐẠT ĐẾN VỚI MÃ HÓA NHỊ PHÂN. • GIỮ NGUYÊN CÁC GIÁ TRỊ KHÁC, TĂNG BĂNG THÔNG SẼ TĂNG TỐC ĐỘ DỮ LIỆU. 11/27/12 5
BAUD RATE Vs BIT RATE BIT RATE = SỐ LƯỢNG BIT MỖI GIÂY (BIT = MOST BASIC SYMBOL) BAUD RATE = SỐ LƯỢNG MẪU (SYMBOLS) MỖI PER SECOND. USING MULTI-LEVEL ENCODING SCHEMES ARE NEEDED TO ACHIEVE THE SHANNON LIMIT. TRANSMISSION OF M SIGNAL SYMBOLS, N BITS EACH. M = 2N • EXAMPLE: 2-LEVEL BINARY SYSTEM: M = 2, N = 1. ONE SIGNAL SYMBOL = 1 BIT. TRANSMISSION OF 1 SIGNAL SYMBOL = TRANSMISSION OF 1 BIT. (BAUD RATE = BIT RATE) • EXAMPLE: 16-QAM. M = 16, N = 4. ONE SIGNAL SYMBOL = 4 BITS. TRANSMISSION OF 1 SIGNAL SYMBOL = TRANSMISSION OF 4 BITS. THUS, 9600 BPS = 2400 BAUDS. 11/27/12 6
COMMUNICATIONS SYSTEMS EXAMPLES TRUE DIGITAL SYSTEM: NO ANALOG CARRIER DIGITAL TRANSMISSION ANALOG CARRIER DIGITAL RADIO 11/27/12 7
CAO TẦN SỐ (DIGITAL RADIO): • THÔNG TIN CÓ THỂ LÀ TƯƠNG TỰ HoẶC SỐ THÔNG • ĐiỀU CHẾ SỐ: Đi • TÍN HiỆU ĐiỀU CHẾ DẠNG SỐ TÍN • SÓNG MANG DẠNG TƯƠNG TỰ SÓNG 11/27/12 8
HỆ THỐNG CAO TẦN SỐ ENCODER PHASE LOCKED LOOP CLOCKS HAVE TO BE SYNCHRONIZED 11/27/12 9
DIGITAL MODULATION SCHEMES • ĐiỀU CHẾ BIÊN ĐỘ SỐ / ON-OFF Đi KEYING (OOK) / AMPLITUDE SHIFT KEYING (ASK) KEYING • FREQUENCY SHIFT KEYING (FSK) FREQUENCY • BINARY FSK (BFSK) BINARY • CONTINUOUS-PHASE FSK (CP-FSK) CONTINUOUS-PHASE • PHASE SHIFT KEYING (PSK) PHASE SHIFT • BINARY PSK (BPSK) BINARY • QUATERNARY PSK (QPSK) QUATERNARY • EIGHT-PHASE PSK (8-PSK) EIGHT-PHASE • QUADRATURE AMPLITUDE MODULATION (QAM) QUADRATURE • EIGHT QAM (8-QAM) EIGHT • SIXTEEN QAM (16-QAM) SIXTEEN • DIFFERENTIAL PHASE SHIFT KEYING (DPSK, DBPSK) DIFFERENTIAL 11/27/12 10
ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ SỐ 11/27/12 11
ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ SỐ (OOK, ASK) • KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ ĐƠN GIẢN NHẤT THU • LÀ SÓNG LIÊN TỤC (CM), SINCE LÀ SÓNG MANG TRUYỀN (‘1’) CÓ BIÊN ĐỘ, TẦN SỐ SÓNG VÀ PHA CỐ ĐỊNH VÀ • DSB-FC AM WAVE: TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ NGÕ VÀO DSB-FC LÀ DẠNG NHỊ PHÂN LÀ • KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ CHI PHÍ THẤP, CHẤT LƯỢNG THU THẤP, HIỆU SUẤT THẤP TH • HIẾM KHI ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG HIỆU HI SUẤT VÀ DUNG LƯỢNG CAO SU 11/27/12 12
ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ SỐ BINARY INPUT (BASEBAND SIGNAL) tb tb ON-OFF KEYING MODULATION (OOK, ASK) tb = BIT TIME 1/tb = fb=BIT RATE 11/27/12 13
DIGITAL AMPLITUDE MODULATION Vc vam (t ) = [1 + vm(t )] cos(ωct ) 2 Vc Vc vam (t ) = cos(ωct ) + vm(t ) cos(ωct ) 2 2 + 1 V = log ical 1 NORMALIZED vm(t ) =  − 1 V = log ical 0 INPUT SIGNAL Vc cos(ωct ); log ical 1 input vam(t ) =  0 ; log ical 0 input 11/27/12 14
DIGITAL AMPLITUDE MODULATION M (ω ) INPUT 1 = fb SIGNAL tb − 1 / tb 0 1 / tb DSB-FC MODULATED SIGNAL ϑDSB (ω ) 1 ωc 1 0 ωc + ωc − B = 2 fb tb tb B 11/27/12 15
FREQUENCY SHIFT KEYING 11/27/12 16
FREQUENCY SHIFT KEYING (FSK, BFSK) • KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ ĐƠN GIẢN THU • KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ CHI PHÍ THẤP, HIỆU SUẤT THẤP THU • BFSK TƯƠNG TỰ NHƯ FM (CONSTANT AMPLITUDE/ BFSK PHASE) NGOẠI TRỪ TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ LÀ NHỊ PHÂN PHASE) (THAY ĐỔI GIỮA 2 MỨC RIÊNG BIỆT) (THAY • BFSK HIẾM KHI ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG BFSK SỐ HIỆU SUẤT CAO. SỬ DỤNG HẠN CHẾ TRONG HI MODEM BẤT ĐỒNG BỘ HIỆU SUẤT THẤP, CHI PHÍ MODEM THẤP DÙNG ĐỂ TRUYỀN DỮ LIỆU QUA ĐƯỜNG DÂY TH THOẠI TƯƠNG TỰ. THO 11/27/12 17
FREQUENCY SHIFT KEYING (FSK, BFSK) vfsk (t ) = Vc cos[ 2π { fc + vm (t )∆f }t ] fc ≡ TẦN SỐ SÓNG MANG TRUNG TÂM ∆f ≡ ĐỘ LỆCH TẦN SỐ ĐỈNH Vc ≡ BIÊN ĐỘ SÓNG MANG ĐỈNH + 1 V = log ical 1 NORMALIZED INPUT SIGNAL vm (t ) =  − 1 V = log ical 0 Vc cos[ 2π { fc + ∆f } t ] ; log ical 1 input vfsk (t ) =  Vc cos[ 2π { fc − ∆f } t ] ; log ical 0 input 11/27/12 18
FREQUENCY SHIFT KEYING (FSK, BFSK) • VHÂN NGÕTVÀOSỐ SÓNG MANG BỊ DỊCH BỞI TÍN HiỆU NHỊ ỚI BPSK, ẦN PHÂN P • fm ≡ fc + ∆f (SHIFT UP) MARK FREQUENCY = TẦN SỐ NGÕ RA VỚI LOGIC 1 NGÕ VÀO • fs ≡ fc − ∆f (SHIFT DOWN) SPACE FREQUENCY = TẦN SỐ NGÕ RA VỚI SPACE FREQUENCY LOGIC 0 NGÕ VÀO • fm , fs GIÁ TRỊ DỰA VÀO THIẾT KẾ HỆ THỐNG 11/27/12 19
FREQUENCY SHIFT KEYING (FSK, BFSK) 2∆f ∆f ∆f fs = fc − ∆f fm = fc + ∆f fc fm − fs LOGICAL 0 LOGICAL 1 ∆f = (SPACE) (MARK) 2 11/27/12 20