Bài giảng xử lý tín hiệu và truyền tin

_ 'NJN ĐẠI HỌC GIAO THONG VẬN TÀI c0 SO2 pss _THU VIÊN N52 L Reteots Bai giảng € ' ma Xử LÝ TÍN HIỆU VÀ TRUYỀN TIN TRƯỜNG SỐ ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN HÀ NỘN-2002 © TAL | - TT ~ — ~ ~~ Be tnt, ED ` BaAW ae ASL a wel a Ỹ i Ỷ }$ ì ea alia Fors eect SE NetSE £ 299" x ! \ wong ớt SH HAY 72891< greta tain ao geen Ey - PHAN MO DAU Cuộc cách mạng Khoa học uà Công nghệ dang diễn cách sôi động chưa thấy toàn giới thúc lồi người nhanh chóng bước sang ký ngun Nid Đó ky nguyén nén van minh dia trén cơng nghé trí tuệ Mở đầu cho cách mang Khoa hoc va Céng nghé lần đánh dấu đời va phat tr ién Ơ gt máy 'tính phương tiện xử ly thông tin khdc, dac biệt la hệ thống xử lý song song uới tốc độ ngày cao Cùng uới phát triển nhanh chóng cơng cụ xử lý tín hiệu sé va ky thuật truyền tin nhu câu ứng dụng công cụ 0uào lĩnh uực hoạt động xã hội lồi người địi hỏi phat tr ién dong phương pháp xu ly tin hiéu hién dai Mơn học xử lý tín hiệu s6 va tr uyên tin tạo điều Giúp cho sinh uiên lĩnh ouực thông tin liên lạc, phát va tr uyên hình, tự động điều khiển uà ngành cơng nghệ khác -_CĨ.Cở sở giải tốt uấn đê đặt đối uới lĩng bực tr én Cac tac gia PHẦN I_ XỬ LÝ TÍN HIỆU Chương | | | TiN HIEU VA HE THONG ROI RAC 1.1 NHAP MON - 1.1.1- Các định nghĩa —„@) Định nghĩa tín hiệu *Tín hiệu biểu diễn vật lý thơng tin wer Ví dụ 1.1.1.1: - Các tín hiệu nhìn thấy sống ánh sáng mang thông tin tới mắt - Các tín hiệu nghe thấy 'biến đổi aD suất khơng khí truyền thơng tới tai b) Biểu diễn tốn học tín hiệu - Về mặt tốn học, tín hiệu biểu diễn hàm nhiều biến số độc lập - Vý dụ 1.1.1.12 _.'Ta có tín hiệu microphone S, (t) ì _ biểu diễn hình 1.1.1.1 - Từ hình 1.1.1.1 ta thấấy S,(t) IA ham mot biến số biến số thdi gian t - - _ Vidu1l.118: : cà la Vì hàm số biến nên ‘ta goi la tin hiệu một, chiều .- i - — : Sa nộ - „Trong xử lý sé ta chi xét tĩnh: Sa( ảnh, TH cv ng Hinh LLL - Một ảnh đặc trưng cường độ sáng phụ thuộc hai biến sé x y: i,(x, y), X Và ÿ biểu độ diễn hệ toạ _ mặt phẳng anh i,(x, ÿ) tín hiệu hai chiều, i,(x, _y) biểu điễn hình 1.1.1.2 Chúng ta chia tín hiệu » igXQ¥q ) làm hai nhóm lớn: tín hiệu liên tục tín hiệu: rời ¬ rạc e)_ Định nghĩa tín hiệu hiên tục -Nếu - biến độc lập biểu diễn 1.1.1.2 Hinh ee tốn học tín hiệu liên tục, tín ee, Me 06 hiệu gọi tín hiệu ae Nhận xót: Theo định nghĩa tín hiêu liên tục từ liên tục biểu diễn kiên tục theo biến số loại: Nếu dựa vào hàm số, phân loại tín hiệu liên tục.ra: làm hại one Ue Beng nh - Tín hiệu tương tự - Tín hiêu lượng tử hố dat Định nghĩa tín hiệu tưởng tu: Néu ham cua tin hiệu liên tục liên tục tín hiệu gọi tín hiệu tương tự Định nghĩa tín hiệu lượng tử hố: Nếu hàm tín hiệu liên ttục tồi rạc tín hiệu §gọi tín hiệu lượng tt) hod ’ i a ta có hai tín hiệu liên tục có biến số thời giản t Ví dụ 1.1.1.4: Chúng biểu diễn hình 1.1.1:8a tín hiệu tưởng tự hình 1.1.1 3b las tin hiệu lượng tử hố —_ - Nếu tín hiệu biểu diễn :bởi- hầm biến rời :'.‡, rạc, tín hiệu gọi Tà tín hiệu rời rac Nhận xét: Từ rời rạc hiểu rời rạc theo | biến số Nếu chúng dựa 'vào biên độ, ta cũng: phân ' loại tín hiệu hailoại: ˆ rời Tạc : + Tin hiéu lấy mẫu + Tin hiéu sé làm : -: x ¬ ` Pea ros ys Hình 1.113 - Dinh nghia tin hiệu lấy mẫu t (không lượng tử hoa) thi ttin Nếu hàm tín hiệu rời rạc liên tục hiéu dé dude gol tín hiệu lấy mẫu XL6_ Lo Ư——— ee ee ——-—_——m=_TS - Định nghĩa tín hiệu số: “Nếu hàm tín hiệu r rạc rời rạc tin hiệu gọi Là tín "hiệu SỐ / ` Nhận xét: Như tín hiệu số Ta tin hiéu rdi rac hod biến s số Tin biên độ Cịn tín hiệu tương tự tín hiệu liên tục biến số biên do.” Wi du 1.1.1.5: Chúng ta có hai tín hiệu rời rạc có biến số thời giant biểu diễn hình 1.1.1.4, thời gian t rời rạc hố với chu ky rdi rac Ts Hình 1.1.1 A (a) tin higu 'ấy mẫu vàà®) tín hiệu số _ — " xalat, ) ATs oe § Hink L114, _ “a 2- Cac thống xử lý tín hiệu .- - Chúng ta phân loại hệ thống xử lý theo tín hiệu ccân xửily _Vi dụ: 118.1 " ¬ ¬ Ching ta có hệ thống tướng tực ¡ đầu v vào hệ thống đặt tín hiệu tương tự đầu tạ thu tín hiệu tương tự, xem "hình | ee, L121 : Vào - ;TC Tin hiéu tuong tu x,(t), * Ra ——— ' Tín hiệu tương tự y„() sở He thống tương tự _ Hình 1.1.2.1 ˆ Chúng tac có mat thống số Ichi tín hiệu đầu vào đầu hệ xi _thống tín hiệu, Số, xem hình 1.2 Xử Vào [Ra Tin hiệu số xin) : Ho " - c4 Tin hiệu số Syn): Hệ thống s số M " “Hình 1.1/82, -XL7 = So đồ6 tổng quát hệ thống xử lý số cho bởihình 1.1.9.3 Hệ thống số Xa@ R Và Hình Nhận —— + Xq@) - — Yạ(@) Y, © 1.1.2.3 xét: - Tín hiệu tương tự đầu vào chuyển sang dạng số nhờ một, hệ biến đổi tượng tự số ADC DAC " $: - Tín hiệu tương tự đầu thiết lập lại nhờ hệ biến đổi số— tương tự ¬ có Như tín hiệu biến đổi ADC tín hiệu x,(n), tín hiệu vào hệ thống, hệ thống số nay, lam nhiém vu xu ly tin hiệu số xạ(n) đưa tín hiệu số ya(n) " Về chất ta: thấy xử lý tín hiệu tương tự: đường số, mơn học gọi là: “ Xử lý số tín hiệu” , tổng quát tên gọi “-Xử lý : tin sd” 1.2.1 Biểu điễn tín hiệu rời rạc ? ae oe „ _ø) Biểu diễn tốn học _ Một tín hiệu rời rạc biểu diễn dãy giá trị thực phức Nếu hình thành giá trị thực, gọi tín hiệu thực Cịn hình thành giá trị phức, gọi tín hiệu phức - Trong phan trén chung ta định nghĩa tín hiệu rời rạc gầm loại tín hiệu lấy mẫu tín hiệu số, với ký hiệu sau: X, (nT): tín hiệu lấy mẫu " cà , ta Xu (nT,: tín hiệu số Bây thống ký hiệu chung tín hiệu rời rac x(a) Nhu vay ' nT, biến độc lập, n số nguyên, T, chu ky] ay mẫu Để tiện cho cách biểu diễn tín hiệu rời rạc chuẩn hoá biến số độc lập nT, chu kỳ lấy mẫu T, sau: š Như sau chuẩn hoa ta CĨ: Chuẩn hố x (nT ) ——————>xí(n) ` “bởi Ts | X18 ee ¬ _.T, - Chú ý miền biến số chuẩn hoá chu kỳ lấy mẫu EIE af ta phải tân số chúng miển chuẩn hố tần số lấy mẫu =——] x +) Cách biểu diễn tốn học tín hiệu rdi rac x(n) cu thé nhu sau: biểu thức toán N,