3/22/2010
1
CHƯƠNG 2: TRUYỀN TÍN HIỆU DẢI GỐC
ðặng Lê Khoa
Email: dlkhoa@fetel.hcmuns.edu.vn
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUS
1
Nội dung trình bày:
1. Một số khái niệm: băng thông, bit rate, baud rate,
SNR.
2. Tín hiệu PAM: các phương pháp mã hóa
3. Nhiễu liên ký hiệu (ISI)
4. Tiêu chuẩn Nyquist cho truyền tín hiệu dải gốc
5. Tín hiệu PAM có m mức
6. Mã hóa âm thanh
2
BANDWITH
Phổ là những thành phần tần số của tín hiệu
Băng thông là ñộ rộng của phổ tần (nhiều tín
hiệu có băng thông vô hạn)
Trong truyền thông, ta không thể truyền tín hiệu
có tần số lớn hơn băng thông của kênh truyền
][HzLOWHIGH ffB −
=
ic
BB
≥
3
BAUD RATE Vs BIT RATE
BIT RATE = số bit trong 1 s
BAUD RATE = số symbol trong 1 giây
Truyền symbol tín hiệu có M trạng thái, N số bit
truyền
Ví dụ: Hệ thống truyền nhị phân 2 mức; 1 symbol tín
hiệu = 1 BIT (BAUD RATE = BIT RATE)
N
M
2
=
4
SNR
SNR (Signal to Noise Ratio) tỉ số tín hiệu trên nhiễu
Ví dụ:
S/N = 30 dB = ratio of 1000:1
10log
s
dB
o
S
N N
=
5
CHANNEL CAPACITY
Truyền voice bằng kỹ thuật số thông qua 1 MODEM.
B = 3100Hz, S/N = 30 dB = ratio of 1000:1
Trong các ñiều kiện khác không ñổi, khi tăng băng
thông thì tốc ñộ dữ liệu tăng
bps
N
S
BC 894,30)10001(log3100)1(log
22
=+=+=
6
3/22/2010
2
Tín hiệu PAM
Dùng một dạng sóng thích hợp băng tần cơ sở
ñể biểu diễn bản tin số là vấn ñề ñầu tiên của
việc truyền dữ liệu từ nguồn ñến ñích
Loại ñơn cực (on-off): Khi dữ liệu là 1 sẽ biểu
diễn là một xung dương, dữ liệu là 0 sẽ không
có xung.
7
Các phương pháp mã hóa
NRZ
- NRZ-L,NRZI
Nhị phân ña mức
- AMI, Pseudoternary
Hai pha
- Manchester, Manchester vi sai
Kỹ thuật xáo trộn
- B8ZS, HDB3
8
NRZ-L Non Return to Zero Level
9
NRZ-I Non return to zero invert
10
NRZ-L và NRZ-I
11
NRZ
12
3/22/2010
3
ðiều chế nhị phân ña mức
13
ðiều chế nhị phân ña mức
14
ðiều chế nhị phân ña mức
15
ðiều chế nhị phân ña mức
ðiều chế hai pha: Manchester
16
ðiều chế hai pha
17
ðiều chế Manchester
18
3/22/2010
4
Tốc ñộ ñiều chế
19 20
Dạng xung của PCM …
Các tiêu chí trong so sánh và chọn dạng xung
PCM:
ðặc tính phổ ( mật ñộ phổ công suất và hiệu quả
băng thông)
Khả năng ñồng bộ (synchronization)
Khả năng phát hiện lỗi (Error detection capability)
Chống can nhiễu và nhiễu (Interference and noise
immunity)
Giá thành thực hiện và ñộ phức tạp
21
Mật ñộ phổ của xung PCM
22
Mật ñộ phổ của một số dạng xung PAM
Nhiễu liên ký hiệu (ISI)
Nguồn gây lỗi ñầu tiên trong hệ thống truyền tin
băng cơ sở là nhiễu giữa các ký hiệu
(InterSymbol Interference, ISI)
Vấn ñề ISI luôn tồn tại trong kênh băng tần hạn
chế.
Có thể ñược giải quyết bằng cách lấy mẫu =>
tạo dạng xung p(t) ñể theo ñó ISI bị loại trừ.
=> sử dụng bộ lọc phát và lọc thu là phải tối
thiểu hiệu ứng ồn và hiệu ứng ISI
23 Lecture 6 24
Tiêu chuẩn Nyquist cho truyền tín hiệu dải gốc
ðiều kiện băng thông Nyquist :
• Băng thông yêu cầu tối thiểu theo lý thuyết ñể
thu ñược Rs [symbols/s] không ảnh hưởng ISI
là Rs/2 [Hz].
Hiệu quả băng thông, R/W [bits/s/Hz] :
Hz][symbol/s/ 2
2
2
1≥⇒≤=
W
R
W
R
T
ss
3/22/2010
5
Lecture 6 25
Ideal Nyquist pulse (filter)
T
2
1
T
2
1
−
T
)( fH
f
t
)/sinc()( Ttth
=
1
0
T
T
2
T
−
T
2
−
0
T
W
2
1
=
Ideal Nyquist filter Ideal Nyquist pulse
Lecture 6 26
Nyquist pulses (filters)
Nyquist pulses (filters):
Pulses (filters) which results in no ISI at the
sampling time.
Nyquist filter:
Its transfer function in frequency domain is obtained
by convolving a rectangular function with any real
even-symmetric frequency function
Nyquist pulse:
Its shape can be represented by a sinc(t/T) function
multiply by another time function.
Example of Nyquist filters: Raised-Cosine filter
Lecture 6 27
Pulse shaping to reduce ISI
Goals and trade-off in pulse-shaping
Reduce ISI
Efficient bandwidth utilization
Robustness to timing error
Lecture 6 28
The Raised cosine filter –
2
)1( Baseband
sSB s
R
rW +=
|)(||)(| fHfH
RC
=
0
=
r
5.0
=
r
1
=
r
1
=
r
5.0
=
r
0
=
r
)()( thth RC
=
T
2
1
T
4
3
T
1
T
4
3
−
T
2
1
−
T
1
−
1
0.5
0
1
0.5
0
T
T
2
T3
T
−
T
2
−
T3
−
s
RrW )1( Passband
DSB
+
=
Lecture 6 29
Example of pulse shaping
Square-root Raised-Cosine (SRRC) pulse shaping
t/T
Amp. [V]
Baseband tr. Waveform
Data symbol
First pulse
Second pulse
Third pulse
Lecture 6 30
Example of pulse shaping …
Raised Cosine pulse at the output of matched filter
t/T
Amp. [V]
Baseband received waveform at
the matched filter output
(zero ISI)