Bài giảng Các hệ thống truyền thông - Chương 1: Các hệ thống truyền thông - Đặng Lê Khoa

Nội dung text: Bài giảng Các hệ thống truyền thông - Chương 1: Các hệ thống truyền thông - Đặng Lê Khoa

1. TR Ư NG ð I H C KHOA H C T NHÊN KHOA ðIN T - Vi N THƠNG Các h ệ th ống truy ền thơng ð ng Lê Khoa B mơn Vi n thơng – Mng Class 1
2. Ni dung mơn h c Ch ươ ng 1: Phân tích tín hi u và h th ng trong mi n t n s Ch ươ ng 2: H th ng điu bi n biên đ (AM) Ch ươ ng 3: H th ng điu bi n t n s (FM) Ch ươ ng 4: Các quá trình ng u nhiên Ch ươ ng 5: Tác đ ng c a nhi u trong các h th ng truy n thơng tươ ng t Ch ươ ng 6: ðiu bi n xung (PM) và điu bi n xung mã (PCM) Ch ươ ng 7: ðiu bi n s c ơ b n Ch ươ ng 8: Lý thuy t thơng tin và mã hĩa Ch ươ ng 9: Gi i thi u m t s h th ng truy n thơng khác Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [2]
3. Tài li u tham kh o
   Bài gi ng
   Tài li u tham kh o chính [1] V ũ ðình Thành, Nguyên lý thơng tin t ươ ng t - s, NXB ðHQG TPHCM, 2006 [2] B.P. Lathi, Modern Digital and Analog Communication Systems , 3 rd edition, Oxford University Press, 1998
   Tài li u đ c thêm [1] Leon W. Couch II, Digital and Analog Communication System, Sixth Edition, Prentice Hall, 2001. [2] John G. Proakis and Masoud Salehi, Communication Systems Engineering, Second Edition, Prentice Hall, 2002.
   Ph n m m: Matlab – Simulink Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [3]
4. Cách đánh giá
   Thi cu i k ỳ ( 60%)
   Thi gi a k ỳ ( 30%)
   Bài t p (10%)
   Seminar (khơng b t bu c) – Truy n thơng s i quang – Truy n thơng vi va – Truy n thơng v tinh – Truy n thơng khơng dây – Truy n thơng di đ ng Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [4]
5. Ch ng 1: H th ng truy n thơng
   ðin tính
   ðin tho i c đ nh
   H th ng cáp
   Mng h u tuy n
   Internet
   Thơng tin quang
   Truy n thơng khơng dây
   Truy n thơng di đ ng
   Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [5]
6. T ng t và s
   Hi u nh m ph bi n: Tt c tín hi u truy n là ANALOG. NO DIGITAL SIGNAL CAN BE TRANSMITTED
   Thơng tin tươ ng t : liên t c v th i gian và biên đ – AM, FM cho ti ng nĩi – Truy n hình t ươ ng t truy n th ng – ðin tho i t bào th h th nh t ( t ươ ng t ) – Máy ghi âm
   Thơng ti s : 0 ho c 1, ho c giá tr r i r c – VCD, DVD – ðin tho i di đ ng 2G/3G –D li u trên đĩ a c ng – Th h c a các b n
   Th i đ i k thu t s : t i sao truy n thơng k thu t s s chi m ưu th Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [6]
7. A/D và D/A
   B chuy n đ i t ươ ng t sang s, B chuy n đ i s sang tươ ng t
   ðnh lý l y m u Nyquist – Trong mi n th i gian: N u t n s cao nh t trong tín hi u là B Hz, tín hi u cĩ th đư c tái t o t các m u c a nĩ khi tc đ lt m u khơng nh hơn 2B trong mi giây Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [7]
8. A/D và D/A
   Lư ng t hĩa –Ri r c v biên đ –Lư ng t hĩa N bit, L m c: L=2^N – Th ư ng t 8 đ n 16 bit – nh h ư ng c a nhi u l ư ng t Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [8]
9. Communication System Components transmitter Source Channel Source Modulation D/A input Coder Coder channel Distortion and noise + Reconstructed Source Channel Signal demodulation A/D output decoder decoder receiver Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [9]
10. Mã hĩa ngu n
    Ví d – Camera s : mã hĩa; TV/computer: Gi i mã – ðin tho i
    Lý thuy t – Lư ng tin truy n đư c đo b ng Entropy – Càng ng u nhiên, entropy càng cao và l ư ng tin càng l n Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [10]
11. Channel, Bandwidth, Spectrum
    Băng thơng: s bps liên quan đ n B Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [11]
12. Power, Distortion, Noise
    Cơng su t truy n – Gi i h n b i thi t b , pin và s c kh e
    Các đáp ng kênh khác nhau đ i v i t n và th i gian khác nhau – Satellite: h u nh ư ph ng đ i v i t n s ,thay đ i ít đ i v i th i gian – Cable ho c line: cĩ đáp ng khác v t n s , thay đ i it v th i gian – Fiber: R t t t – Wireless: X u. Hi u ng đa đư ng d n đ n đáp ng t n s khác nhau và hi n t ư ng d ch chuy n Doppler làm thay đ i theo th i gian
    Nhi u và can nhi u (Noise and interference) – AWGN: Additive White Gaussian noise – Interferences: dây d n, vi ba, ng ư i dùng khác (CDMA phone) Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [12]
13. Shannon Capacity
    Lý thuy t Shannon –Mt kênh truy n cĩ nhi u v i dung l ư ng kênh là C và t c đ truy n thơng tin là R, thì R <C. đây, t n t i m t k thu t mã hĩa cho phép xác su t c a l i đ u thu nh tùy ý. ðiu này cĩ ngh ĩa là v m t lý thuy t, ta cĩ th truy n dn thơng tin khơng cĩ l i trong gi i h n C.
    Dung l ư ng Shannon = + C B log 2 1( SNR ) bit / s – C: channel capacity (bps) / bit rate – B: channel b ăng thơng (Hz) – SNR: t s tín hi u/ nhi u Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [13]
14. Ví d
    S d ng kênh tho i đ truy n d li u s thơng qua Modem B = 3100Hz, S/N = 30 dB = ratio C A 1000:1 S C = B log 2 1( + ) = 3100 log 2 1( +1000 ) = 30 ,894 bps N Tc đ này ch là maximum lý thuy t. Khơng th đ t đư c v i c ơ ch mã hĩa 2-level binary.
    Gi nguyên t t c các y u t , t ăng b ăng thơng làm t ăng t c đ d li u. Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [14]
15. Modulation
    Thay đ i sĩng mang đ sĩng mang cĩ th mang thơng tin – Sĩng mang cĩ th mang thơng tin đi xa cịn thơng tin thì khơng th – Modem: amplitude, phase, and frequency – Analog: AM, amplitude, FM, frequency, Vestigial sideband modulation – Digital: ánh x thơng tin s đ n chịm sao khác nhau : Frequency-shift key (FSK) Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [15]
16. Channel Coding
    Mc đính – Thêm vào các bit redundancy đ truy n thơng tin, n u các l i x y ra, đ u thu cĩ th phát hi n và s a sai.
    Mã hĩa kênh – Mã hĩa kênh t o m i quan h ch t ch c a các thơng tin đ ch ng li nh h ư ng c a kênh truy n.
    Các b mã hĩa ph bi n – Linear block code – Cyclic codes (CRC) – Convolutional code (Viterbi, Qualcom) – LDPC codes, Turbo code, Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [16]
17. Quality of a Link (service, QoS)
    Mean Square Error N = 1 ˆ − 2 MSE ∑| X i X i | N i=1
    Signal to noise ratio (SNR) Γ = Prec = Ptx G σ 2 σ 2 – Bit error rate – Frame error rate – Packet drop rate – Peak SNR (PSNR) – SINR/SNIR: signal to noise plus interference ratio
    Yu t con ng ư i Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [17]
18. Mơ hình OSI Open Systems Interconnections; Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [18]
19. Bi u di n tín hi u mi n t n s
    Tín hi u th c t đư c c u t o b i nhi u thành ph n cĩ t n s khác nhau
    Các tín hi u thành ph n là các sĩng hình sin
    Tt c các tín hi u (t ươ ng t l n s ) đ u cĩ th đư c phân tích thành t ng c a nhi u sĩng sin (khai tri n Fourier)
    Cĩth bi u di n tín hi u theo mi n t n s –Tr c tung: các t n s cĩ trong tín hi u –Tr c hồnh: biên đ đ nh c a tín hi u t ươ ng ng vi m i t n s Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [19]
20. Ví d Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [20]
21. Tn s , ph và b ăng thơng
    Ph –Tm t n s ch a trong tín hi u
    Băng thơng tuy t đ i – ð r ng ph ( đư c đo b ng s chênh l ch t n s cao nh t và th p nh t) –Băng thơng kênh truy n càng l n, t c đ truy n càng cao
    Băng thơng hi u d ng –Gi t t là b ăng thơng –Di t m t n s h p ch a h u h t n ăng l ư ng c a tín hi u
    Thành ph n m t chi u – Thành ph n cĩ t n s b ng 0 Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [21]
22. Tín hi u cĩ thành ph n DC Faculty of Electronics & Telecommunication. HCMUS [22]