Thông tin vô tuyến
I.Hiệu ứng Doppler : 1 1.Tần số Doppler lớn nhất : 2 2.Bề rộng độ ổn định về tần số của kênh 2 3.Bề rộng độ ổn định về thời gian của kênh 2 II.Biến đổi FFT : (BÀI 1) 2 1.Tìm và vẽ hàm truyền đạt từ đáp ứng xung 2 III.Hàm tự tương quan và tương quan chéo 4 1.Tính các hệ số bộ lọc ZF. Cho h(t) 4 2.Tính các hệ số bộ lọc MMSE 5 IV.Vấn đề OFDM 6 1.Điều chế đơn sóng mang : 6 2.Điều chế đa sóng mang (FDM) : 6 3.Chuyển qua dùng điều chế đa sóng mang trực giao(OFDM) : 7 3.1. Tính y khi cho x cùng khoảng chống lỗi G 7 3.2.Tính x sau khi thu được y có khoảng chống lỗi G 7 3.3Tính tốc độ bit thông tin khi truyền có pilot 7 V.Hệ số tạp âm và nhiệt độ tạp âm trong hệ thống thông tin 8 1.Hệ số tạp âm 8 2.Nhiệt độ tạp âm hiệu dụng 9 VI.Những cái chưa biết 11 I.Hiệu ứng Doppler : Hiệu ứng Doppler gây ra hiệu ứng phổ tần số của tín hiệu thu được ở bên thu bị lệch so với tần số trung tâm một khoảng, gọi là tần số Doppler. Hiệu ứng xuất hiện khi có sự chuyển động tương đối giữa bên phát và bên thu. Công thức : 1.Tần số Doppler lớn nhất : = 0 : vận tốc tương đối giữa bên phát và bên thu =3.10 8 0 : tần số trung tâm (tần số làm việc) 2.Bề rộng độ ổn định về tần số của kênh () = 1 : trễ truyền dẫn lớn nhất trên kênh +) () >> B : kênh không phụ thuộc tần số +) () << B : kênh phụ thuộc tần số 3.Bề rộng độ ổn định về thời gian của kênh () = 1 2 +) () >> T S : kênh không phụ thuộc thời gian +) () << T S : kênh phụ thuộc thời gian Trong đó : T S : độ dài một mẫu tín hiệu của hệ thống Đối với điều chế đơn sóng mang : T S = 1/B Đối với điều chế đa sóng mang (FDM) : T S = N C /B N C =2L+1: số kênh II.Biến đổi FFT : (BÀI 1) () = . 2 1 =0 1.Tìm và vẽ hàm truyền đạt từ đáp ứng xung Cho độ phân giải tần số bằng B/7 h phải có 8 số hạng *) Ví dụ Cho = [.8 .3 .4 .1 0 0 0 0 ] N=8; () = . 2 8 7 =0 Tính bằng máy : 0.8 + 0.3.e -k.iπ/4 + 0.4.e -k.iπ/2 + 0.1.e -k.i3π/4 + 0 thay dần k = 0÷ 7 H 0 = h 0 .e 0 +h 1 .e 1 +…=0.8 + 0.3 + 0.4 + 0.1 = 1.6 H 1 = h 0 .e 0 + h 1 .e -2πi/8 + h 2 .e -4πi/8 + h 3 e -6πi/8 +…= = 0.8 + 0.3.e -iπ/4 + 0.4.e -iπ/2 + 0.1.e -i3π/4 + 0 = = 0.8 + 0.3( 2 2 . 2 2 ) + 0.4(-i) + 0.1( 2 2 . 2 2 ) = 0.9414 -0.6828i H 2 = h 0 .e 0 + h 1 .e -4πi/8 + h 2 .e -8πi/8 + h 3 e -12πi/8 +…= = 0.8 + 0.3.e -iπ/2 + 0.4.e -iπ + 0.1.e -i3π/2 + 0 = = 0.8 – 0.3i – 0.4 + 0.1i = = 0.4 – 0.2i H 3 = 0.8 + 0.3.e -3iπ/4 + 0.4.e -3iπ/2 + 0.1.e -i9π/4 + 0 = = 0.8 + 0.3( 2 2 . 2 2 ) + 0.4i + 0.1( 2 2 . 2 2 ) = = 0.6586 + 0.11716i H 4 = 0.8 + 0.3.e -iπ + 0.4.e -i2π + 0.1.e -i3π + 0 = = 0.8 – 0.3 +0.4 – 0.1= 0.8 H 5 = 0.8 + 0.3.e -i5π/4 + 0.4.e -i5π/2 + 0.1.e -i15π/4 + 0 = bấm máy = 0.6586 – 0.1172i H 6 = 0.4 + 0.2i H 7 = 0.9414 + 0.6828i H(f) = [1.6 0.9414-0.6828i 0.4–0.2i 0.6586+0.11716i 0.8 0.6586– 0.1172i 0.4+0.2i 0.9414+0.6828] III.Hàm tự tương quan và tương quan chéo = [ . (+ )] = . () + = Hàm tương quan chéo : = . () + = Tích chập : tính y(t)=x(t)*h(t) = . () + = 1.Tính các hệ số bộ lọc ZF. Cho h(t) Các hệ số bộ lọc là các hệ số của ma trận c : 2N+1 Các hệ số của đáp ứng h : 4N+1 Tìm c : là ma trận trung tâm của |h -1 lập ra ma trận |h tìm ma trận nghịch đảo |h -1 lấy ma trận trung tâm làm ma trận hệ số bộ lọc c Tạo ma trận |= (0) (1) (2) (1) (0) (21) (2) (21) (0) *)Ví dụ : cho h(t)= [ 2 .9 .3] Tìm các hệ số bộ lọc ZF với ít nhất 3 hệ số. Giải : Bộ lọc với ít nhất 3 hệ số 2N+1 = 3 Đáp ứng h phải có : 4N+1=5 hệ số h = [h(-2) h(-1) h(0) h(1) h(2)] h(t) = [0 2 .9 .3 0] lập ra ma trận |h = . 9 .2 0 . 3 . 9 .2 0 . 3 . 9 Ma trận nghịch đảo |h -1 = 1 det [|] 2.Tính các hệ số bộ lọc MMSE Tìm ma trận tự tương quan : = (0) (1) (2) (1) (0) (21) (2) (2+ 1) (0) = () () Ma trận hệ số bộ lọc : = 1 . Phải tính 1 . Sơ đồ bộ lọc MMSE (bộ lọc cân bằng kênh): IV.Vấn đề OFDM ghép kênh phân chia theo các sóng mang trực giao: 1.Điều chế đơn sóng mang : Dòng tín hiệu được truyền trên toàn bộ băng tần, tần số lấy mẫu bằng độ rộng băng tần. Nhiễu nhiều : nhiễu liên tín hiệu ISI : chiều dài mẫu càng nhỏ thì nhiễu càng nhiều dùng trong hệ thống băng hẹp GSM. 2.Điều chế đa sóng mang (FDM) : Toàn bộ băng tần dược chia nhỏ : chia 2L+1 kênh phụ. Chiều dài mẫu lớn hơn nên nhiễu ISI ảnh hưởng đến hệ thống ít hơn…. Phương pháp này không làm tăng hiệu quả sử dụng băng tàn của hệ thống. D D D D ∑ C -N C -N+1 C 0 C N y(t) Z(t) d(t) e(t) 3.Chuyển qua dùng điều chế đa sóng mang trực giao(OFDM) : Để chống nhiễu giao thoa thêm các kí tự chống lỗi Lấy G bit cuối của X đưa lên đầu làm các bit chống lỗi 3.1. Tính y khi cho x cùng khoảng chống lỗi G Kênh truyền h(t)=[.8 .3], tín hiệu kênh truyền x=[.2 3 .4 1] G=2 x G = [.4 1 .2 3 .4 1] y=x G *h(t) : tính tích chập 3.2.Tính x sau khi thu được y có khoảng chống lỗi G cách làm : loại bỏ G bit bảo vệ từ y : được y G Tính FFT cho x và y G được X và Y G Tính H=Y G /X Tính h=IFFT(H) () = 1 . 2 1 =0 3.3Tính tốc độ bit thông tin khi truyền có pilot Phương pháp truyền tín hiệu pilot : thêm pilot D f , D t Bài 6 Các công thức : P = N +G G: số bít thêm chống lỗi N: số bít tín hiệu lúc đầu P: số bít hiệu sau khi thêm Tần số lấy mẫu : f LM = B Chiều tín hiệu : T S = (1/f LM ).P=(1/B)(N+G)=(N+G)/B Tính tốc độ bit thông tin : giử sử đề bài cho D f , D t như trên hình tìm xem cứ 6 bit trắng thì có 1 bit đen tốc độ bit giảm còn 5/6 so với trường hợp không thêm pilot tín trường hợp không thêm pilot sau đó nhân 5/6 = Giả sử điều chế 16QAM 4 BIT/1TIN HIEU (1 kênh) Tổng số bít = số kênh*4 Tốc độ bit cuối cùng : v b *5/6 V.Hệ số tạp âm và nhiệt độ tạp âm trong hệ thống thông tin 1.Hệ số tạp âm : tỷ số giữa công suât S/N đầu vào chia cho S/N đầu ra = = + D f = 3 D t = 2 Pilot = 0 0 N 0 = kT a B = S out = GS 0 P Nout = GN 0 + P NRX = GBkT a + P NRX = GBk(T a + T e ) = : nhiệt độ tạp âm hiệu dụng = 0 0 = 0 ( + ) G i : hệ số khuếch đại của tầng thứ i F i : hệ số tạp âm của tầng thứ i (hệ số tạp âm của một bốn cực suy giảm đúng bằng hệ số suy giảm L của nó ) Khi hệ thống có nhiều tầng khuếch đại : n tầng Hệ số tạp âm tổng cộng : = 1 + 2 1 1 + 3 1 1 2 + + 1 1 2 1 2.Nhiệt độ tạp âm hiệu dụng : = 1 + 2 1 1 + 3 1 1 2 + + 1 1 2 1 Bài 3_k49 thày yem chữa rõ rồi Một máy thu gồm 3 tầng: Tầng 1 là bộ lọc thông dải có băng thông 150 MHz tại tần số trung tâm 2,4 GHz, suy hao của bộ lọc là 1,5 dB ; Tầng 2 là tầng khuếch đại có hệ số khuếch đại 10 dB và hệ số tạp âm 2 dB; Tầng 3 có hệ số khuếch đại 15 dB và hệ số tạp âm 2 dB. Giả thiết hệ thống ở nhiệt độ phòng. a. Tính hệ số tạp âm tổng của máy thu. b. Tính tỉ số tín hiệu - tạp âm ở đầu ra nếu như công suất tín hiệu ở đầu vào là -85 dBm. Người ta có thể thay đổi thứ tự các tầng để cho hệ số tạp âm tốt hơn được không ?. Giải. B = 150 MHz T a =290 K + Tầng 1: L 1 =1,5 dB 708,0 1 4125,15,1 1 1 11 L G dBLF + Tầng 2: 5849,12 1010 2 2 dBF dBG + Tầng 3: 5849,12 6228,3115 3 3 dBF dBG a) Áp dụng công thức Friis: dBF GG F G F FF 657,33212,2 708,010 15849,1 708,0 15849,1 4125,1 11 21 3 1 1 1 b) T=T a =290K: SNR out (dB) = 174 + P in (dBm) – 10logB – F(dB) SNR out (dB) = 174 – 85 – 10log150.10 6 – 3,657 SNR out (dB) = 3,58 dB + Đổi thứ tự tầng 2 cho tầng 1, ta được: [...]... phẳng (flat fading) và fading lựa chọn tần số (frequency selective fading)? Các thông số để phân loại các loại fading này là gì? 6.2 Phân tích ưu nhược điểm của máy thu đổi tần và máy thu giải điều chế tín hiệu trực tiếp 6.3 So sánh FDM và OFDM Nêu và phân tích các ưu nhược điểm của OFDM Bài 3: Một hệ thống thông tin vô tuyến hoạt động ở tần số 2,4 GHz Cự ly giữa máy phát và máy thu là 50 km Máy thu... trữ fading là 20 dB Bài 4: Trình bày việc tính toán lựa chọn các thông số trong một hệ thống OFDM thoả mãn các yêu cầu: tốc độ bit 30 Mbps, dung sai trễ trải cho phép 200 ns, độ rộng băng nhỏ hơn 20 MHz Bài 5: a Hãy vẽ và trình bày chi tiết chức năng của từng khối trong hệ thống máy phát vô tuyến So sánh máy phát trực tiếp và máy phát thông qua trung tần b Nêu sự khác nhau giữa phương pháp cấp phát . được y có khoảng chống lỗi G 7 3.3Tính tốc độ bit thông tin khi truyền có pilot 7 V.Hệ số tạp âm và nhiệt độ tạp âm trong hệ thống thông tin 8 1.Hệ số tạp âm 8 2.Nhiệt độ tạp âm hiệu dụng. 6.3 So sánh FDM và OFDM. Nêu và phân tích các ưu nhược điểm của OFDM. Bài 3: Một hệ thống thông tin vô tuyến hoạt động ở tần số 2,4 GHz. Cự ly giữa máy phát và máy thu là 50 km. Máy thu có độ. Giả sử điều chế 16QAM 4 BIT/ 1TIN HIEU (1 kênh) Tổng số bít = số kênh*4 Tốc độ bit cuối cùng : v b *5/6 V.Hệ số tạp âm và nhiệt độ tạp âm trong hệ thống thông tin 1.Hệ số tạp âm : tỷ số