Digital Communications_hệ thống truỳên thông số

Chia sẻ: Nguyen Hoang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:100

Thêm vào BST

Báo xấu

431
lượt xem 103
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chuyên đề Hệ Thống Truyền Thông Số nghiên cứu các nguyên tắc cơ bản của truyền thông kỹ thuật số: các khối xây dựng hệ thống truyền thông và các cơ chế mã hóa các loại hình thông tin. Chuyên đề cũng giới thiệu lý thuyết thông tin Shannon trong đó đặt nền tảng của truyền thông kỹ thuật số. Chúng cũng sẽ bao gồm các đặc tính của phương tiện truyền thông khác nhau và làm thế nào để sử dụng một phương tiện hiệu quả thông qua các kỹ thuật ghép kênh và đa truy cập....

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Digital Communications_hệ thống truỳên thông số

Digital Communications 9/12/2010 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 9/12/2010 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) 9/12/2010 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 ( S / N ) dB = 10 log ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ 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 9/12/2010 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. 9/12/2010 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. 9/12/2010 6
COMMUNICATIONS SYSTEMS EXAMPLES TRUE DIGITAL SYSTEM: NO ANALOG CARRIER DIGITAL TRANSMISSION ANALOG CARRIER DIGITAL RADIO 9/12/2010 7
CAO TẦN SỐ (DIGITAL RADIO): • THÔNG TIN CÓ THỂ LÀ TƯƠNG TỰ HoẶC SỐ • ĐiỀU CHẾ SỐ: • TÍN HiỆU ĐiỀU CHẾ DẠNG SỐ • SÓNG MANG DẠNG TƯƠNG TỰ 9/12/2010 8
HỆ THỐNG CAO TẦN SỐ ENCODER PHASE LOCKED LOOP CLOCKS HAVE TO BE SYNCHRONIZED 9/12/2010 9
DIGITAL MODULATION SCHEMES • ĐiỀU CHẾ BIÊN ĐỘ SỐ / ON-OFF KEYING (OOK) / AMPLITUDE SHIFT KEYING (ASK) • FREQUENCY SHIFT KEYING (FSK) • BINARY FSK (BFSK) • CONTINUOUS-PHASE FSK (CP-FSK) • PHASE SHIFT KEYING (PSK) • BINARY PSK (BPSK) • QUATERNARY PSK (QPSK) • EIGHT-PHASE PSK (8-PSK) • QUADRATURE AMPLITUDE MODULATION (QAM) • EIGHT QAM (8-QAM) • SIXTEEN QAM (16-QAM) • DIFFERENTIAL PHASE SHIFT KEYING (DPSK, DBPSK) 9/12/2010 10
ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ SỐ 9/12/2010 11
ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ SỐ (OOK, ASK) • KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ ĐƠN GIẢN NHẤT • LÀ SÓNG LIÊN TỤC (CM), SINCE SÓNG MANG TRUYỀN (‘1’) CÓ BIÊN ĐỘ, TẦN SỐ BIÊN VÀ PHA CỐ ĐỊNH • DSB-FC AM WAVE: TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ NGÕ VÀO LÀ DẠNG NHỊ PHÂN • KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ CHI PHÍ THẤP, CHẤT LƯỢNG THẤP, HIỆU SUẤT THẤP • HIẾM KHI ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG HIỆU SUẤT VÀ DUNG LƯỢNG CAO DUNG 9/12/2010 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 9/12/2010 13
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 NORMALIZED INPUT SIGNAL vm(t ) = ⎨ ⎩− 1V = log ical 0 ⎧Vc cos(ωct ); log ical 1 input vam(t ) = ⎨ ⎩0 ; log ical 0 input 9/12/2010 14
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 9/12/2010 15
FREQUENCY SHIFT KEYING 9/12/2010 16
FREQUENCY SHIFT KEYING (FSK, BFSK) • KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ ĐƠN GIẢN • KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ CHI PHÍ THẤP, HIỆU SUẤT THẤP • BFSK TƯƠNG TỰ NHƯ FM (CONSTANT AMPLITUDE/ BFSK NH PHASE) NGOẠI TRỪ TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ LÀ NHỊ PHÂN PHÂN (THAY ĐỔI GIỮA 2 MỨC RIÊNG BIỆT) • BFSK HIẾM KHI ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG SỐ HIỆU SUẤT CAO. SỬ DỤNG HẠN CHẾ TRONG MODEM BẤT ĐỒNG BỘ HIỆU SUẤT THẤP, CHI PHÍ THẤP DÙNG ĐỂ TRUYỀN DỮ LIỆU QUA ĐƯỜNG DÂY THOẠI TƯƠNG TỰ. 9/12/2010 17
FREQUENCY SHIFT KEYING (FSK, BFSK) v fsk ( t ) = V c cos [2π { f c + v m ( t ) Δ f }t ] f c ≡ TẦN SỐ SÓNG MANG TRUNG TÂM Δ f ≡ ĐỘ LỆCH TẦN SỐ ĐỈNH Vc ≡ BIÊN ĐỘ SÓNG MANG ĐỈNH ⎧+ 1V = log ical 1 NORMALIZED vm(t ) = ⎨ INPUT SIGNAL ⎩− 1V = log ical 0 ⎧Vc cos[2π { fc + Δf }t ] ; log ical 1 input vfsk (t ) = ⎨ ⎩Vc cos[2π { fc − Δf }t ] ; log ical 0 input 9/12/2010 18
FREQUENCY SHIFT KEYING (FSK, BFSK) • VỚI BPSK, TẦN SỐ SÓNG MANG BỊ DỊCH BỞI TÍN HiỆU NHỊ PHÂN NGÕ VÀO • fm ≡ fc + Δ f (SHIFT UP) MARK FREQUENCY = TẦN SỐ NGÕ RA VỚI LOGIC 1 NGÕ VÀO • fs ≡ fc − Δ f (SHIFT DOWN) SPACE FREQUENCY = TẦN SỐ NGÕ RA VỚI LOGIC 0 NGÕ VÀO • fm , fs GIÁ TRỊ DỰA VÀO THIẾT KẾ HỆ THỐNG 9/12/2010 19
FREQUENCY SHIFT KEYING (FSK, BFSK) 2Δf Δf Δf fs = fc − Δ f fm = fc + Δ f fc fm − fs LOGICAL 0 LOGICAL 1 Δf = (SPACE) (MARK) 2 9/12/2010 20