COMMUNICATIONS SYSTEMS - HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG SỐ

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

Thêm vào BST

Báo xấu

137
lượt xem 29
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Truyền thông số - Hệ thống số thực sự : các xung số truyền qua cáp đồng/quang (không sóng mang tương tự). Thông tin có thẻ bao gồm số và tương tự. Cao tần số song mang tương tự được điều chế dạng số 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 - HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG SỐ

University of Natural Sciences- HCMC Faculty of Electronics and Telecommunications COMMUNICATIONS COMMUNICATIONS SYSTEMS Digital Communications 11/14/2012 1
H TH NG TRUY N THÔNG S H TH NG TRUY N THÔNG S • TRUY N THÔNG S – H TH NG S TH C S : CÁC XUNG S (i.e. NRZ, AMI, MANCHESTER,HDB3) TRUY N QUA CÁP ð NG/QUANG (KHÔNG SÓNG MANG TƯƠNG T ). THÔNG TIN CÓ TH BAO G M S VÀ TƯƠNG T (C N A/D và D/A). CÓ • CAO T N S (DIGITAL RADIO): SÓNG MANG TƯƠNG T ðƯ C ðI U CH D NG S (i.e. PAM, QAM, ASK, PSK, FSK, PWM). TRUY N THÔNG QUA CÁP ð NG HO C CÁP QUANG HAY KHÔNG GIAN 11/14/2012 2
DUNG LƯ NG KÊNH TRUY N/THÔNG TIN ðO XEM CÓ BAO NHIÊU THÔNG TIN (i.e. S M U ð C L P) CÓ TH TRUY N QUA M T KÊNH TRUY N TRONG M T ðƠN V TH I GIAN HARTLEY’S LAW (BELL LABS) DUNG LƯ NG KÊNH TRUY N LÀ HÀM TUY N TÍNH: C∝B xt C: DUNG LƯ NG KÊNH TRUY N B: BĂNG THÔNG (Hz) t: TH I GIAN TRUY N (secs) 11/14/2012 3
M I QUAN H C A BĂNG THÔNG VÀ DUNG LƯ NG KÊNH V I 1 KÊNH TRUY N CÓ NHI U, T S TÍN Hi U TRÊN NHI U (S/N) LÀ T S C A CÔNG SU T TÍN HI U TRÊN CÔNG SU T NHI U, ðƯ C ðO ð U THU     Signal Power ( S / N ) dB = 10 log     Noise Power     SHANNON’S THEOREM (BELL LABS) C: DUNG LƯ NG KÊNH TRUY N (bps) / BIT RATE B: BĂNG THÔNG (Hz) C B= S/N: T S TÍN HI U TRÊN NHI U S S C = B log 2 (1 + log 2 (1 + ) ) N N 11/14/2012 4
DUNG LƯ NG KÊNH VÍ D DÙNG 1 KÊNH THO I ð TRUY N D Li U S 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 T C ð BIT NÀY CH LÀ T I ðA THEO LÝ THUY T. NÓ KHÔNG TH ð T ð N V I MÃ HÓA NH PHÂN. • GI NGUYÊN CÁC GIÁ TR KHÁC, TĂNG BĂNG THÔNG S TĂNG T C ð D LI U. 11/14/2012 5
BAUD RATE Vs BIT RATE BIT RATE = S LƯ NG BIT M I GIÂY (BIT = MOST BASIC SYMBOL) BAUD RATE = S LƯ NG M U (SYMBOLS) M I PER SECOND. USING MULTI-LEVEL ENCODING SCHEMES ARE NEEDED TO ACHIEVE THE SHANNON LIMIT. TRANSMISSION OF M SIGNAL SYMBOLS, N BITS EACH. M =2 N • 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. 11/14/2012 6
COMMUNICATIONS SYSTEMS EXAMPLES TRUE DIGITAL SYSTEM: NO ANALOG CARRIER DIGITAL TRANSMISSION ANALOG CARRIER DIGITAL RADIO 11/14/2012 7
CAO CAO T N S (DIGITAL RADIO): • THÔNG TIN CÓ TH LÀ TƯƠNG T THÔNG Ho C S Ho • ði U CH S : CH • TÍN Hi U ði U CH D NG S CH • SÓNG MANG D NG TƯƠNG T SÓNG 11/14/2012 8
H TH NG CAO T N S ENCODER PHASE LOCKED LOOP CLOCKS HAVE TO BE SYNCHRONIZED 11/14/2012 9
DIGITAL MODULATION SCHEMES • ði U CH BIÊN ð S / ON-OFF N- KEYING (OOK) / AMPLITUDE SHIFT KEYING (ASK) • FREQUENCY SHIFT KEYING (FSK) • BINARY FSK (BFSK) • CONTINUOUS-PHASE FSK (CP-FSK) CONTINUOUS- CP- • PHASE SHIFT KEYING (PSK) • BINARY PSK (BPSK) • QUATERNARY PSK (QPSK) • EIGHT-PHASE PSK (8-PSK) EIGHT- • QUADRATURE AMPLITUDE MODULATION (QAM) • EIGHT QAM (8-QAM) • SIXTEEN QAM (16-QAM) 16- • DIFFERENTIAL PHASE SHIFT KEYING (DPSK, DBPSK) 11/14/2012 10
ðI U C H BIÊN ð S 11/14/2012 11
ðI U CH BIÊN ð S (OOK, ASK) • K THU T ðI U CH S ðƠN GI N NH T • LÀ SÓNG LIÊN T C (CM), SINCE SÓNG MANG TRUY N (‘1’) CÓ BIÊN ð , T N S SÓNG VÀ PHA C ð NH VÀ • DSB-FC AM WAVE: TÍN HI U ðI U CH NGÕ VÀO LÀ D NG NH PHÂN LÀ • K THU T ðI U CH CHI PHÍ TH P, CH T LƯ NG TH P, HI U SU T TH P • HI M KHI ðƯ C S D NG TRONG H TH NG HI U HI SU T VÀ DUNG LƯ NG CAO SU 11/14/2012 12
ðI U CH BIÊN ð S BINARY BINARY INPUT tb tb (BASEBAND SIGNAL) ON-OFF KEYING ON- MODULATION (OOK, ASK) tb = BIT TIME 1/tb = fb=BIT RATE 11/14/2012 13
DIGITAL DIGITAL AMPLITUDE MODULATION v am ( t ) = [1 + v m ( t ) ] cos( ω ct ) Vc 2 Vc Vc cos( ω ct ) + v m ( t ) cos( ω ct ) v am ( t ) = 2 2 + 1V = log ical 1 INPUT SIGNAL vm(t ) =  NORMALIZED − 1V = log ical 0 Vc cos(ωct ); log ical 1 input vam(t ) =  0 ; log ical 0 input 11/14/2012 14
DIGITAL DIGITAL AMPLITUDE MODULATION M (ω ) INPUT 1 = fb SIGNAL tb − 1 / tb 0 1 / tb DSB-FC MODULATED SIGNAL ϑ DSB (ω ) 1 ωc 1 0 ωc + ωc − B = 2 fb tb tb B 11/14/2012 15
FREQUENCY SHIFT KEYING 11/14/2012 16
FREQUENCY FREQUENCY SHIFT KEYING (FSK, BFSK) • K THU T ðI U CH S ðƠN GI N • K THU T ðI U CH CHI PHÍ TH P, HI U SU T TH P • BFSK TƯƠNG T NHƯ FM (CONSTANT AMPLITUDE/ PHASE) NGO I TR TÍN HI U ðI U CH LÀ NH PHÂN (THAY ð I GI A 2 M C RIÊNG BI T) • BFSK HI M KHI ðƯ C S D NG TRONG H TH NG S HI U SU T CAO. S D NG H N CH TRONG MODEM B T ð NG B HI U SU T TH P, CHI PHÍ TH P DÙNG ð TRUY N D LI U QUA ðƯ NG DÂY THO I TƯƠNG T . 11/14/2012 17
FREQUENCY FREQUENCY SHIFT KEYING (FSK, BFSK) v fsk ( t ) = V c cos [2π { f c + v m ( t ) ∆ f }t ] f c ≡ T N S SÓNG MANG TRUNG TÂM ∆f ≡ ð ð NH L CH T N S Vc ≡ BIÊN ð SÓNG MANG ð NH + 1V = log ical 1 vm(t ) =  NORMALIZED − 1V = log ical 0 INPUT SIGNAL Vc cos[2π { fc + ∆f }t ] ; log ical 1 input vfsk (t ) =  Vc cos[2π { fc − ∆f }t ] ; log ical 0 input 11/14/2012 18
FREQUENCY FREQUENCY SHIFT KEYING (FSK, BFSK) •V I BPSK, T N S SÓNG MANG B D CH B I TÍN Hi U NH NH PHÂN PHÂN NGÕ VÀO • fm ≡ fc + ∆ f (SHIFT UP) MARK FREQUENCY = T N S FREQUENCY NGÕ RA V I LOGIC LOGIC 1 NGÕ VÀO • fs ≡ fc − ∆ f (SHIFT DOWN) SPACE FREQUENCY = T N S NGÕ RA V I LOGIC LOGIC 0 NGÕ VÀO • fm , fs GIÁ TR D A VÀO THI T K H TH NG 11/14/2012 19
FREQUENCY 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 11/14/2012 20