- ET 2060 Hệ thống thông tin TS. - Đặng Quang Hiếu http://ss.edabk.org Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Viện Điện tử - Viễn thông 2011-2012 Outline Hệ thống thông tin và điều chế biên độ Không gian tín hiệu và hệ thống thông tin số Khái niệm hệ thống thông tin kênh h(t) x(t) y (t) yr (t) xˆ(t) điều chế giải điều chế ◮ Máy phát - máy thu (điểm - điểm. - Ghép tin x(t) vào sóng mang tại phía phát sao cho phù hợp với môi trường truyền dẫn (điều chế - modulation. - Tách tin xˆ(t) ra khỏi sóng mang tại phía thu (giải điều chế - demodulation. - Điều chế / giải điều chế “Điều chế là quá trình thay đổi các thuộc tính của sóng mang c(t) theo tín hiệu thông tin x(t. - Điều pha (PM) Một số ưu điểm khi thực hiện điều chế. - Dịch dải tần hoạt động của tín hiệu về trung tâm băng tần được cấp phép. - Khái niệm điều biên (AM) DSB-SC x(t) y (t) cos(Ωc t) y (t) t Phổ của tín hiệu điều biên 1 y (t. - x(t) cos(2Ωc t + θ2 + θ1 ) 2 2 Tín hiệu thu được sau khi lọc thông thấp: xˆ(t. - [B + x(t)] cos(Ωc t) max{x(t)} Độ sâu điều chế (modulation depth): h = B y (t) h = 0.25 t y (t) h = 0.75 t Giải điều chế dùng mạch tách đường bao (envelop detector), ko cần đồng bộ pha nhưng lãng phí công suất phát vào sóng mang. - Vẽ phổ tín hiệu. - Tăng gấp đôi hiệu quả sử dụng dải tần! Điều chế biên độ xung (PAM. - dùng PAM Bài tập Viết chương trình Matlab minh họa điều chế AM trường hợp DSB-SC. - cos(2π · 10t), c(t. - cos(2π · 100t) (b) Vẽ phổ các tín hiệu trên (c) Vẽ dạng tín hiệu tại máy thu xˆ(t) khi SNR = 10 dB. - Outline Hệ thống thông tin và điều chế biên độ Không gian tín hiệu và hệ thống thông tin số Sơ đồ hệ thống thông tin số đầu vào mã hóa nguồn mã hóa kênh điều chế kênh đầu ra giải mã nguồn giải mã kênh giải điều chế Các khái niệm trong thông tin số ◮ Độ rộng băng thông B [hertz. - Tỉ lệ lỗi bit BER Nguyên lý thông tin số n(t) s(t) r (t) m máy phát máy thu m ˆ {mi. - máy thu có nhiệm vụ xử lý tín hiệu thu được r (t. - Eb cos(2πf t), m = 1 1 T c n với fc1 = T. - ETs cos(2πfc t + π/4), m=0. - Es cos(2πfc t + 3π/4), m=1 s(t. - ETs cos(2πfc t + 5π/4), m=2. - Es cos(2πf t + 7π/4), m=3 3 T c Không gian tín hiệu ◮ Tập hợp các dạng sóng s(t) (hàm thực / phức) có năng lượng hữu hạn và phép nhân, phép cộng thông thường → không gian vector N-chiều. - q 2 cos(2πf0 t), 0≤t≤T φ0 (t. - T 0, t còn lại Chòm sao tín hiệu Biểu diễn si (t) theo cơ sở N−1 X si (t. - trong không gian N-chiều gọi là chòm sao tín hiệu (signal constellation. - Truyền tín hiệu M-mức (M-ary signaling) Ví dụ về chòm sao tín hiệu 64-QAM (N=2,M=64) Q b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b I b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b Máy thu khi không có nhiễu φ0 (t) R s0 r (t) b φ1 (t) R s1 b b b b b b b b b φN−1 (t) R sN−1 Máy thu khi có nhiễu Tìm điểm si trên chòm sao tín hiệu sao cho gần với [s0 , s1. - Dữ liệu đầu vào {mi } phân phối đều ◮ Nhiễu trắng Gauss n(t) với giá trị trung bình bằng không Sơ đồ bộ thu phát số s baseband x(t) b mã hóa p(t) cos(2πfc t) kênh ˆ b giải mã matched filter LPF ˆ s xˆ(t) Ts cos(2πfc t) Trên thực tế hay dùng sơ đồ QAM. - Viết chương trình minh họa điều chế BPSK, QPSK, 16-QAM (a) Vẽ dạng tín hiệu baseband tại máy phát và máy thu khi có nhiễu / không có nhiễu, với các dạng xung khác nhau (b) Vẽ dạng tín hiệu tại đầu ra bộ matched filter