kĩ thuật viễn thông

cấu trúc hệ thống viễn thông, phân loại hệ thống viễn thông, các thông số đánh giá chất lượng hệ thông viễn thông *Cấu trúc hệ thống viên thông - Nguồn tin: âm thanh, ánh sáng, dữ liệu vật lí, dữ liệu máy tính - sử dụng không gian tự do làm môi trường truyền dẫn: mặt đất, không gian, song không gian - các yếu tố cơ bản của 1 hệ thống viễn thông: tất các hệ thống viễn thông đều có các khối cơ bản như trên…, việc kết nối có thể là 1 chiều như phát thanh truyền hình hoặc có thể là 2 chiều như điện thoại di động… -- cảm biến phía phát: biến đổi tin tức cần truyền để thành tín hiệu điện -- xử lí tín hiệu phía phát: biến đổi tín hiệu điện cần truyền thành tín hiệu khác để truyền đạt hiệu quả trong truyền dẫn -- xử l í tín hiệu thu: biến đổi tín hiệu thu đc thành tín hiệu điện ban đầu -- cám biến phía thu:biến tín hiệu điên thu đc thành tin tức -- kênh truyên: đường truyền tín hiệu: 1 cáp kim loại: truyền dẫn cự lí ngắn, tốc độ thấp; 2 cáp quang: cự li dài, chất lượng cao, tốc độ lớn; 3 vô tuyến: truyền trong không khí * phân loại hệ thống viễn thông -theo tính chất công việc:chuyển mạch (kênh và gói); truyền dẫn( vệ tinh, vi ba); -phạm vi quản lí (mạng nội hạt, liên tỉnh, quốc tế); -theo cơ chế truyền tin:- hệ thống đơn công, song công, bán song công -theo phương pháp xử lí truyền dẫn: hệ thống tương tự và hệ thống số *các thông số đánh giá chất lượng hệ thống viễn thông

Câu 1: cấu trúc hệ thống viễn thông, phân loại hệ thống viễn thông, các thông số đánh giá chất lượng hệ thông viễn thông *Cấu trúc hệ thống viên thông - Nguồn tin: âm thanh, ánh sáng, dữ liệu vật lí, dữ liệu máy tính - sử dụng không gian tự do làm môi trường truyền dẫn: mặt đất, không gian, song không gian - các yếu tố cơ bản của 1 hệ thống viễn thông: tất các hệ thống viễn thông đều có các khối cơ bản như trên…, việc kết nối có thể là 1 chiều như phát thanh truyền hình hoặc có thể là 2 chiều như điện thoại di động… cảm biến phía phát: biến đổi tin tức cần truyền để thành tín hiệu điện xử lí tín hiệu phía phát: biến đổi tín hiệu điện cần truyền thành tín hiệu khác để truyền đạt hiệu quả trong truyền dẫn xử l í tín hiệu thu: biến đổi tín hiệu thu đc thành tín hiệu điện ban đầu cám biến phía thu:biến tín hiệu điên thu đc thành tin tức kênh truyên: đường truyền tín hiệu: 1 cáp kim loại: truyền dẫn cự lí ngắn, tốc độ thấp; 2 cáp quang: cự li dài, chất lượng cao, tốc độ lớn; 3 vô tuyến: truyền trong không khí * phân loại hệ thống viễn thông -theo tính chất công việc:chuyển mạch (kênh và gói); truyền dẫn( vệ tinh, vi ba); -phạm vi quản lí (mạng nội hạt, liên tỉnh, quốc tế); -theo cơ chế truyền tin:- hệ thống đơn công, song công, bán song công -theo phương pháp xử lí truyền dẫn: hệ thống tương tự và hệ thống số *các thông số đánh giá chất lượng hệ thống viễn thông -Độ suy hao của đường truyền: là tỷ số tín hiệu công suất đầu ra và công suất đầu vào đơn vị dB - công suất: p[dB] = 10 lg p[w]; p[dBm] = 10 lg p[mw] - suy hao:  [dB]= 10 lg( Pout/Pin[w]) = Pout- Pin[dB] - thời gian trễ: là khoảng thời gian tín hiệu đi từ nơi phát đến nơi thu trong các hẹ thống viễn thông, thời gian cho phép tối đa là 100ms Tín hiệu đâu raUout =  Uin(t-  ):  suy hao;  thời gian trễ Băng thông cảu hệ thống: là khoảng tần số đảm bảo cho hệ thống hoạt động bình thường; tần số cắt là tần số mà độ lợi giảm đi căn 2 lần hoặc 3 lần ( tính theo đơn vị dB) - độ méo tín hiệu: méo trong hệ thống phi tuyến là méo hài và méo tương hỗ: méo hài các tần số 2f,3f gọi là hài, méo hài do các phần tử hài gây ra Méo điều chế tương hỗ: trong các mạch phi tuyến, nếu cho các tín hiệu đầu vào có các thành phần tần số khác nhau thì ở đầu ra ngoài các thành phần hài còn có các thành phần tần số khác 0, gấp n lần tần số đầu vào=> sản phẩm điều chế tương hỗ - nhiêu: là tín hiệu không mong muốn xuất hiện trong tín hiệu thu đc phân theo nguồn gốc: can nhiễu: do bên ngoài tác động gây nên, tạp âm: do bên trong hệ thống gây nên phân theo đặc trương tần số: nhiễu trắng: do các thành phần tần số gây nên; nhiễu màu: do 1 thành phần tần số gây nên Để đánh giá chất lượng tín hiệu ta phải sử dụng tỉ lệ tín hiệu/nhiễu S/N or SNR =P[S]/P[N](W) = 10lg (S/N)[dB] Ngoài ra còn sử dung tỉ lệ lỗi bít BER= số bít lỗi/ tổng số bít thu đc Câu 3 mô tả cấu trúc hệ thống viba số, cấu trúc của thiết bị thu phát viba số, các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng viba số, các kĩ thuật giảm fading trong viba số. *mô tả cấu trúc hệ thống viba số: hệ thống thông tin số đc sử dụng trong các đường truyền dẫn số giữa các phần tử khác nhau của mạng vô tuyến Một hệ thống viba số gồm 1 loạt các khối xử lí tín hiệu, các khối này đc phân loại theo: biến đổi tín hiệu tương tự/số;tập các tín hiệu khác nhau thành tín hiệu băng gốc; xử lí tín hiệu băng gốc để truyền kênh thông tin; thu tín hiệu băng gốc từ kênh thông tin; xử lí tín hiệu băng gốc thu đc để phân tách thành các kênh thông tin tương ứng, biến đổi tín hiệu số thành tín hiệu tương tự tương ứng * cấu trúc thiết bị thu phát viba số: * Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng viba số -ảnh hưởng đến sự lan truyền sóng vô tuyến:suy hay do lan truyền trong không gian tự do cua mưa và fading - ảnh hưởng của mưa và fading là các ảnh hưởng truyền lan chủ yếu nhất đối với các tuyến vô tuyến, tầm nhìn thẳng làm trên mặt đất làm việc ở các tần số trong giải GHz vì chúng quy định đến các biến đổi tổn hao truyền dẫn và do đó quyết định khoảng cách lặp cùng với toàn bộ giá thành của 1 hệ thống vô tuyến chuển tiêp -ảnh hưởng của fading: là sư thay đổi cường độ sóng mang cao tần tại anten thu do đó sự thay đổi không đồng đều va chỉ số khúc xạ của khí quyển , các phản xạ của đất và nc trên đường truyền sóng vô tuyến đi qua fading phẳng: làm thay đổi đều tín hiệu sóng mang trên 1 dải tần số fading lựa chon theo tần số: làm thay đổi tín hiệu sóng mang với mức thay đổi phụ thuộc vào tần số=> ảnh hưởng mạnh dén tuyến viba tốc độ cao * các kĩ thuật làm giảm fading trong hệ thống viba số -phân tập không gian: là kĩ thuật thu hoặc phát 1 tín hiệu trên 2( hay nhiều anten) với cùng 1 tần só;khoảng cách ác anten đc lựa chọn sao cho các tín hiệu từ các anten ko tương quan nhau; hệ số tương quan bán kinh nghiệm (đối với LOS) thực tế chọn hệ số này <0.6 Phân tập theo không gian sử dụng 4 anten - phân tập theo tần số : là kí thuật thu hoặc phát 1 tín hiệu trên 2 kênh(hay>2) tần số sóng vô tuyến - phân tập theo không gian và tần số: - chuyển mạch bảo vệ - các kí thuật điều chế và giải điều chế số: là phương thức điều chế với tín hiệu số mà trong đó 1 hay nhiều thông số của sóng mang đc thay đôi theo sóng điều chế, giải điề chế là quy trình ngược lại với điều chế, thu đc 1 trong những tham số: biên độ, tần số, pah của tín hiệu sóng mang đc biến đổi theo tín hiệu điều chế Câu 5,6: thông tin di động *Cấu trúc hệ thống thông tin di động: mỗi BS bao gồm trạm thu phát gôc BTS và đài điều khiển trạm gốc BSC cột và anten là thành phần của BTS , các thiết bị điện tử liên quan dc chứa trong BTS - cơ sở hạ tầng của 1 hệ thống thông tin di đông trung tâm nhận thực AuC có chức năng cung cấp, xác thực và mã hóa các thông số, giải mã thông tin thuê bao thông qua khóa bảo mật cảu nàh sản xuất nhằm 2 mục đích:bảo mật thông tin thuê bao và nhà cung cấp dịch vụ thanh ghia nhận thiết bị EIR là cơ sở dữ liệu có chứa thông tin về nhận dạng thiết bị di động có thể ngăn chặn các cuộc gọi không bị đánh cắp thanh ghi định vi thường trứ HLR và thanh ghi định vị tạm trú VLR: hai thanh ghi hỗ trợ tính di động, cho phép sử dụng 1 số điện thoai trên 1 phạm vi rộng * cơ chế xác định thuê bao ngoài vùng đăng kí HLR đc đặt tại MSC , MS đăng kí ban đầu và vị trí ban đầu để thanh toán và các thông tin truy nhập bất kì cuộc gọi đến, đưa vaò số điện thoại đc dẫn đến HLR của MSC và sau đó đến thanh ghi VLR của MSC nơi MS đăng kí VLR chứa tất cả thông tin của MS truy nhập MSC và do đó điêm HLR của MSC để trao đổi thông tin liên quan đến MS hai thanh này cho phép cuộc gọi đc định tuyến hoặc định tuyên lại MS, bất cứ nơi nào đc đặt nó có nhiều tín hiệu điều khiển qua lại giũa VLR và HLR ( bao gồm cả thanh toán và truy nhập cho phép duy trì ở MSC gốc). Thanh ghi HLR,VLR giúp đỡ trong thực hiện các chức năng khác * quá trình thực hiện thuê bao ngoài vùng đăng kí - chuyển hướng : nó hoạt động rất tốt nếu MS đã di chuyển từ 1 tế bào khác; nếu 1 cuộc gọi bắt đầu từ 1 điện thoại , gọi là chuyển tiếp thông qua mạng đường trục cho các điểm truy nhâp không dây gần MSC chủ, ở đó MS đăng kí; sau đó 1 định tuyến tương tự cho phép kết nối tới MS; kết nối theo đường ngược lại đc thiết lập; MSC chỉ đc duy trì cập nhật thông tin về bất cứ MS đang đăng kí bao gồm:1, trạng thái của MS( hoạt động hay ko hoạt động), 2: loại dịch vụ cho phép (nội hạt,các cuộc gọi đường dai), 3: thông tin thanh toán qua tín dụng, phí hiện hành pà thứ tự thời gian của cuộc gọi đc thực hiện, thời gian của mỗi cuộc gọi công việc này đc thực hiện ngay khi MSC chủ là MSC khác miễn là 2 MSC có thông tin hoạt động về việc làm thế nào để chuyển tiếp tin nhắn với nhau tính linh động cũng có thể đc hỗ trợ từ 1 vị trí ko rõ -đăng kí điều này đc duy trì không chỉ cho thanh toán mà còn cho xác minh, xác thực cụng như các đực quyền truy cập các hệ thống không dây cần phải biết liệu MS hiện đang nằm trong khu vực của mình hoặc ở nói khác đến, điều này cho phép các cuộc gọi đến đc chuyển đển vị trí thích hợp và đảm bảo các cuộc gọi đi đc hỗ trợ, nó đc thực hiện bằng cach trao đổi tín hiệu đc gọi là báo hiệu giữa BS và MS BS phát tín hiệu kiểm tra và xác định MS đó, các MS lắng nghe tín hiệu mới và thông tin đc sử dụng bởi MS để xác định vị trí các BS gần nhất và thiết lập giao tiêp để kết nối thoại với bên ngoài thông qua các BS như 1 gateway các thông tin khác nhau của báo hiệu(nhận dạng di động, tời gian, gateway ) của phân vùng báo hiệu giúp đồng bộ hóa, phối hợp và quản lí và sử dụng tài nguyên = cách sử dụng băng thông rất nhỏ trong 1 khoảng thời gian rất ngắn, các nhà nghiên cứu cải thiện chức năng này bằng cách tăng vùng phủ sóng tín hiệu trong trong khi tối ưu hóa năng lượng tiêu thụ - sử dụng thuê bao đi động ngoài khu vực, các bước đăng kí 1 di động lắng nghe các báo hiệu mới và nó thêm vào bảng báo hiệu hoạt động. Nếu thiết bị xác định cần thiết giao tiêp thông qua 1 BS mới, bắt đâu quá trình chuyển giao thuê bao di động ở gần BS nhất thông qua người sử dụng cần xử lí, BS thực hiện xử lí và xác đinh người sử dụng, người dung đc đăng kí vị trí nhằm mụ đích thanh toán nhứng ji mà người dung đc phép truy cập các BS tại các vị trí chấp nhận hoặc không chấp nhận người dùng truy cập *các trường hợp chuyển giao trong thông tin đi động: chuyển giao cứng (còn đc gọi là ngắt trước khi thực hiện):đc đặc trưng = cách giải phóng tài nguyên uvô tuyến hiện tại từ BS trước khi nó có đc nguồn tài nguyên từ các BS tiếp theo Chuyển giao mềm: có thể cho 1 MS giao tiếp đồng thời với 1 BS trước cũng như BS mới trong 1 khoảng thời gian ngắn -trong CDMA 1 kênh đc sử dụng trong tất cả các cell nếu mã ko phải là trực giao với các mã khác đc sử dụng trong các Bs tiếp theo , mã có thể thay đổi đc - trên thực tế, tín hiêu báo hiệu và việc sử dụng các cặp VLR, HLR cho phép MS chuyển vùng bất cứ nơi nào miễn là nhà cung cấp cùng dịch vụ, sử dụng băng tần cụ thể trong khu vực đó * các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chuyển giao trong thông tin di động -ảnh hưởng: chuyển giao phụ thuộc vào kích thước tế bào, chiều dài biên, cường độ tín hiệu, fading, phản xạ, khúc xạ của tín hiệu và tiếng ồn do con người tạo ra - xác suất 1 kênh trong thực tế có sẵn phụ thuộc vaò số lượng kênh trên 1 đơn vị diện tích - nó có thể dễ dàng quan sát số lượng các kênh/ diện tích tăng nếu số lượng các kênh phân bố cho mỗi cell đc tăng lên hoặc giảm xuống - điều này dẫn đến kích thước tế bào nhỏ hơn có thể đc tốt, tuy nhiên điều này sẽ gây ra chuyển giao thường xuyên hơn, đặc biệt v với MS có tính cơ động cao - chuyển giao có thể đc tao ra từ BS và MS có thể do: liên kết vô tuyến; quản lí mạng; các dịch vụ Câu 2: Điều chế tương tự AM? Máy thu phát AM * Đ/C AM: là phương thức đ/c mà biên độ của tín hiệu sóng mang biến thiên theo quy luật biến đổi của tín hiệu tin tức còn tần số và pha sóng mangko thay đổi. Biểu thức toán học: + tin tức: V m (t). Sóng mang V c (t) = V Co sin(2 c f  t +  ). AM: V AM (t) = {V C0 + V m (t) sin(2 c f  t +  )}. Hệ số điều chế: m = C m E E m>1: quá điều chế, khó khôi phục tín hiệu m<=1: phía thu có thể khôi phục tín hiệu + nếu tín hiệugồm nhiều thành phần tần số: m = 2 2 2 1  mm V AM (t)=E C sin2 c f  t- 2 C mE   tfftff mCmC )(2cos)(2cos   Trong đó: E C sin2 c f  t : tín hiệu sóng mang - 2 C mE tff mC )(2cos   : tín hiệu tần số trên 2 C mE tff mC )(2cos   : tín hiệu tần số dưới + Năng lượng của dải tín hiệu AM: P C = R E C 2 2 P USB = P LSB = R mE C 2 )2/( 2 = R Em C 8 22 = C P m 4 2 Trong đó: P C : công suất sóng mang E C : điện áp đỉnh của sóng mang [...]... vệ tinh? Các quỹ đạo vệ tinh? Các kỹ thuật đa truy nhập trong thông tin vệ tin * cấu trúc hệ thống thông tin vệ tinh: - phân đoạn không gian: vệ tinh thông tin và trạm điều khiển NCC để kiểm tra theo dõi và điều khiển quá trình của vệ tinh (bám, đo đạc, điều khiển) - phân đoạn mặt đất: gồm tất cả các trạm mặt đất được nối trực tiếp hoặc thông qua các trạm mặt đất đến các thiết bị đầu cuối người sử... khi lọc thông dải - máy trộn/ chuyển đổi: tín hiệu chuyển từ RF sang IF - tín hiệu trung tần IF: kđ, bộ lọc, tần số có khả năng chấp nhậ, tần số có khả năng bị từ chối - bộ điều chế tín hiệu RF ban đầu KĐ khôi phục tín hiệu tin tức Câu 4: cấu trúc hệ thống thông tin vệ tin: cấu trúc liên lạc giữa 2 trạm mặt đất(tương tự)? sơ đồ khối chức năng của bộ phát đáp vệ tinh? Các quỹ đạo vệ tinh? Các kỹ thuật. .. phủ sóng nhỏ nhưng tín hiệu mạnh, rẻ hơn trong việc phóng vệ tinh nhưng yêu cầu số lượng vệ tinh lớn để xây dụng mạng vệ tinh HAP * các kỹ thuật truy nhật trong thông tin vệ tinh: + FDMA: đa truy nhập phân chia theo tần soosvaf bị chia thành các kênh nhỏ , Băng thông tổng cộng trong các dải tần số sẽ tăng lên do sự tái sử dụng tần số(một tần số được sử dụng bởi 2 thue bao với sự phân cực trực gao)... rãi trong thông tin vệ tinh - ưu điểm của TDMA: thiết bị số sử dụng trong ghép kênh phân chia theo thời gian ngày càng rẻ hơn Có các ưu điểm của kỹ thuật truyền dẫn số vd: khả năng sửa lỗi loại bỏ được nhiễu xuyên điều chế có nghĩa là hiệu suất tăng lên đáng kể - MF-TDMA: đa truy nhập phân chia theo thời gian da tần số: băng tần chia thành các sóng mang son và khe thời gian Có ưu điểm của kỹ thuật TDMA... dịch vụ khác -nhược điển: do quỹ đạo GEO xa mặt đất nên tín hiệu yếu và độ trễ truyền dẫn lớn ~125ms, kém cho truyền dẫn điểm điểm, vệ tinh GEO nằm trên đường xích đạo nên khó truyền thông tin ở các vùng cực -úng dụng: thông tin(DBS, dữ liệu) + Quỹ đạo tầm thấp LEO: vệ tinh leo gần mặt đất hơn nhiều so với các vệ tinh GEO nằm ở độ cao khoảng từ 500 đến 1500km so với mặt đất vệ tinh leo không nằm ở vị... tinh leo - ứng dụng: thông tin di động, hệ thống định vị toàn cầu GPS + quỹ đạo vệ tĩnh Molniya: sử dụng trong hệ thống vệ tinh của nga, quỹ đạo molnaya là quỹ đạo hình elip: vệ tinh molniya giũ vị trí tương đối so với mặt đất không đổi khoảng 8k, ba vệ tinh molniya có thể hoạt động tương tự như 1 vệ tinh GEO, sử dụng hiệu quả ở các vùng cực + quỹ đạo HAP: ý tưởng mới nhất trong thông tin vệ tinh ,... số sóng mang fc = 200 KHz và 1 tín hiệu tin tức có tần số điều chế lớn nhất fm = 10KHz Tính: Tần số giới hạn ở hai biên Băng thông Tần số biên trên và biên dưới khi tín hiệu tin tức là đơn tần fm = 6KHz Tần số biên dưới là: fLSf = fC – fm Tần số biên trên là: fUSf = fC + fm Băng thông của tín hiệu: B = fUsf – fLSf (KHz) Với fm = 6KHz Tần số biên dưới là: fLSf = fC – fm (KHz) Tần số biên trên là: fUSf... tín hiệu songa mang là:PC = (W) 2R Công suất của tín hiệu AM là: PT =  m2  1   PC  2    (W) Bài 5: Thiết kế tuyến có cự ly 30Km, sử dụng thiết bị vi ba loại MINI – LINK (Ericson) với các thông số kỹ thuật của thiết bị như sau: Tần số 7GHz , công suất phát +25dBm, anten 2.4m với G = 40dB Ngưỡng thu: BER 10-3 = 93dBm, BER 10-6 = -89dBm ống dẫn sóng W2: 0.1dB/m, dung lượng 2  2 Mb/s Giả sử trên... độ 2-PSK không đổi trong quá trình truyền dẫn nhưng bị đổi trạng thái Giải điều chế sơ đồ giải điều chế 2-PSK Sơ đồ giải điều chế tín hiệu 2-PSK Tín hiệu 2PSK được tổng hợp với sóng mang chuẩn thông qua bộ lọc thông thấp để bỏ thành phần hài bậc cao để thu tín hiệu ban đầu Tín hiệu thu được: P(t)= 2 cos( 0 t   2 )= 2 s(t)sin 0 t S(t)=  1 *Điều chế 4 mức(4-PSK): Từ biểu thức : p(t)=cos{ 0t  ... sử dụng * cấu trúc liên lạc giũa 2 trạm mặt đất qua vệ tinh Sơ đồ liên lạc 2 trạm mặt đất qua vệ tinh * Truyền tín hiệu số trên kênh vệ tinh Sơ đồ khối chức năng quá trình truyền tín hiệu số trên kênh thông tin vệ tinh * sơ đồ khối chức năng của bộ phát dáp vệ tinh: * các quỹ đạo vệ tinh: + quỹ đạo địa tĩnh(GEO): độ cao 35863Km so với mặt dất và nằm dọc theo đường xích đạo vận tốc quay của vệ tinh GEO . hiệu điên thu đc thành tin tức kênh truyên: đường truyền tín hiệu: 1 cáp kim loại: truyền dẫn cự lí ngắn, tốc độ thấp; 2 cáp quang: cự li dài, chất. sao cho các tín hiệu từ các anten ko tương quan nhau; hệ số tương quan bán kinh nghiệm (đối với LOS) thực tế chọn hệ số này <0.6 Phân tập theo không