Bài Giảng Hệ Thống Truyền Thông.pdf

Chương 1 Hệ thống truyền thông 1 1 Khái niệm về truyền thông và các hệ truyền thông thường gặp 1 2 Mô hình chức năng của hệ thống truyền thông 1 3 Các khái niệm và thuật ngữ 1 4 Chuyển đổi tương tự số[.]

Chương Hệ thống truyền thông 1.1 Khái niệm truyền thông hệ truyền thông thường gặp 1.2 Mơ hình chức hệ thống truyền thơng 1.3 Các khái niệm thuật ngữ 1.4 Chuyển đổi tương tự - số 1.1 Khái niệm hệ thống truyền thơng ví dụ hệ thống truyền thơng thường gặp 1.1.1 Khái niệm hệ thống truyền thông 1.1.2 Các hệ thống truyền thông thường gặp 1.1.1 Khái niệm hệ thống truyền thông ● ● ● Hệ thống truyền thông: liên kết (một hệ thống truyền) thiết lập để hai người truyền kinh nghiệm (cảm nhận, cảm hiểu) cho (theo khởi nguồn hệ thống này) Hệ thống thiết lập hệ thống vật lý, có mơi trường lan truyền, nơi truyền (điểm nguồn), nơi nhận (điểm nhận) có hệ thống xử lý hỗ trợ Cái truyền hệ thống thông tin - cảm nhận (thấy được), cảm hiểu (thấy, hiểu biết cách ứng xử) người xung quanh mình(có thể coi kinh nghiệm người có được) có chất phi vật lý 1.1.1 Khái niệm hệ thống truyền thông ● ● ● ● Hai yêu cầu cho hệ thống truyền thông tốc đọ truyền truyền độ tin cậy truyền Tốc độ truyền đo lượng thông tin truyền qua hệ thống đơn vị thời gian Độ xác thể hiên sai số đo tỷ số số lượng thông tin bị mát truyền chia cho tổng số thông tin truyền Một yêu cầu thực tế hệ thống phải cho tốc độ truyền độ xác truyền với chi phí cho phép, gọi chung hiệu hệ thống 1.1.1 Khái niệm hệ thống truyền thông ● ● ● Hệ thống truyền thông phát triển từ hệ thống cho phép hai người truyền/ trao đổi thông tin cho trực tiếp đến hệ thống cho phép truyền cự ly xa, qua nhiều môi trường vật lý khác nhau, cho truyền thông nhiều người với qua môi trường dùng chung, người với thiết bị hệ thống mạng phức tạp Các hệ thống mạng bao gồm hệ thống truyền thông hệ thống kết nối chúng thành mạng với hệ thống giao thức truyền thông tốc độ cao giao thức mạng Môn xem xét vấn đề liên quan riêng đến hệ thống truyền thông hay hệ thống truyền thông tin từ điểm nguồn đến điểm nhận 1.1.2 Các ví dụ hệ thống truyền thông thường gặp 1.1.2.1 Hệ thống thoại hay hệ thống hai người nói chuyện trực tiếp 1.1.2.2 Hệ thống điện thoại 1.1.2.3 Hệ thống điện thoại vô tuyến 1.1.2.4 Hệ thống truyền ảnh trực tiếp 1.1.2.5 Hệ thống truyền hình (video) truyền hình vơ tuyến 1.1.2.6 Hệ thống truyền thơng tích hợp 1.1.2.1 Hệ thống thoại ● ● ● ● ● ● Hệ thống thoại hệ thống có người dùng tiếng nói truyền cảm nhận qua mơi trường khơng khí đến người nhận Đây hệ thống có từ người biết truyền âm để báo hiệu cho Trời mưa Hệ thống có người nói đóng vai trị điểm nguồn, mà thơng tin, cảm nhận “trời mưa”, chuyển thành tiếng nói Mơi trường khơng khí mơi trường truyền sóng âm giưa hai người Người nghe đóng vai trị nơi nhận, sóng âm đến tai phân tích chuyển lên não để nhận biết thông tin truyền đến người nhận Hệ thống truyền thoại hệ thống chuyển thông tin cần truyền thành sóng âm (tiếng nói), truyền sóng âm đến người nhận người nhận cảm nhận phục hồi thông tin từ sóng âm 1.1.2.2 Hệ thống điện thoại ● ● Hệ thống điện thoại hệ thống thoại người nói, người nghe có hệ thống micro chuyển tiếng nói thành điện (dịng điện chứa âm thanh) qua hệ thống điện thoại truyền điện đến loa để loa phục hồi lại tiếng nói Hệ thống điện thoại cho phép truyền tiếng nói xa sử dụng phổ biến Để truyền xa điện khuếch đại để tạo kết nối khác cho cặp micro, loa có hệ thống chuyển mạch Cặp micro/loa hệ thống quay số gộp lại gọi thiết bị thuê bao 1.1.2.3 Hệ thống điện thoại vô tuyến ● Bộ đàm hệ thống điện thoại vô tuyến Tiếng nói chuyển thành điện qua Micro điện máy phát chuyển thành sóng điện từ truyền vào khơng gian Sóng điện từ thu vào máy thu chuyển thành điện chuyển đến loa 1.1.2.4 Hệ thống truyền ảnh trực tiếp ● ● Hệ thống truyền ảnh hệ thống mà người sử dụng ảnh để truyền thông tin cho Để truyền thông tin, người truyền vẽ ảnh mơ tả thơng tin cần truyền (ví dụ ảnh thể trời mưa) Ảnh thực chất tập hợp điểm sáng diện (thường phẳng) Ánh sáng điểm chuyển đến mắt người từ mắt ảnh phân tích, chuyển lên não để người nhận hiểu thơng tin chứa ảnh Có thể coi hệ thống truyền ảnh trực tiếp chuyển thông tin cần truyền thành tập hợp ánh sáng diện phẳng (điểm sáng) truyền tập hợp điểm sáng đến người nhận Người nhận cảm nhận phục hồi thông tin từ tập hợp điểm sáng 10.5.1 TDM đông ● 10.5.1 TDM đồng ● Khi nguồn khơng truyền khe thời gian dành cho khe bỏ trống 10.5.1 TDM đồng ● Khi luồng thơng tin có tốc độ khác cần có thêm xung 10.5.2 TDM khơng đồng ● ● ● TDM không đồng (Statistical TDM) TDM cho phép tập trung kênh có tốc độ truyền khác thay đổi Giải pháp nguồn có thêm thơng tin địa khe thời gian có hai phần, phần chứa thơng tin địa nguồn phần chứa thông tin mẫu nguồn Bộ quét phải lấy thông tin địa thông tin cần truyền đặt vào khe thời gian nguồn có thơng tin truyền Nếu nguồn khơng có thơng tin truyền qt chuyển qua nguồn Bộ phân kênh nhận thông tin từ khe thời gian, giải mã địa chuyển thông tin truyền đến địa nhận 10.5.2 TDM không đồng ● 10.6 CDM ● ● CDM thường dùng hệ thống truyền thông radio (vô tuyến) đa truy cập vào môi trường hệ thống có nhiều cặp trạm thu phát vơ tuyến sử dụng chung môi trường không gian để truyền Mỗi trạm truyền (nguồn) gắn với mã nhât Mã trạm có đặc tính – Nếu nhân mã trạm với mã trạm khác kết – Nếu nhân mã trạm với kết số trạm 10.6 CDM ● ● ● Dữ liệu trạm truyền trộn với mã trạm, gọi trộn số (scrambling) Ngun tắc truyền minh họa qua ví dụ sau: Có trạm w, x, y z Mã gán cho trạm cw , cx, cy cz Dữ liệu trạm dw , dx, dy dz Dữ liệu trạm nhận với mã trạm liệu trạm đưa vào môi trường cộng với 10.6 CDM ● ● ● Giả sử trạm z muốn nhận liệu từ trạm y thực nhân liệu nhận (dữ liệu tổng cộng mơi trường với mã trạm trạm y data = (dw cw+ dx cx+ dy cy+ dz cz ) cy = dw cw cy + dx cx cy+ dy cy cy+ dz cz cy =0 + + dy + = 4dy Dữ liệu trạm y trạm z nhận 10.6 CDM ● ● Để thỏa mãn yêu cầu trực giao mã trạm (nguồn) mã trạm phải chuỗi trực giao Chuỗi trực giao có tính chất: – Chuỗi có số phần tử số trạm – Chuỗi nhân với số nhân phần tử chuỗi với số – Phép nhân hai chuỗi nhân cặp phần tử vị trí hai chuỗi cộng lại – Tổng hai chuỗi tổng cặp phần tử vị trí chuỗi – Các chuỗi phải chọn cho hai chuỗi khác nhận với chuỗi nhân với số trạm 10.6 CDM ● Ví dụ: Các chuỗi trực giao cho trạm ● Các chuỗi có phần tử ● Dễ dàng kiểm tra chuỗi nhân với có kết chuỗi khác nhân với cho kết 10.7 Dồn kênh tần số trực giao (OFDM) ● ● Trong chương mã hóa liệu, chuyển liệu số thành tín hiệu tương tự ta sử dụng kỹ thuật FSK Với FSK nhị phân tần số sử dụng để mang hai giá trị bít liệu bít liệu tần số tạo đưa vào kênh Để tăng tốc độ truyền, tín hiệu đa trị sử dụng Lúc chuỗi n bit chuyển thành tín hiệu có M trị M= 2^n Mỗi giá trị n bít chuyển thành tín hiệu M trị Kỹ thuật FSK lúc gọi M-FSK dùng M tần số khác để mang giá trị n bít thời điểm n bit xuất chuyển thành tần số tưowng ứng 10.7 OFDM ● Với M-FSK thời điểm truyền tần số có băng tần B1 = 2/Tn băng tần kênh phải B = M x (B1 + G) G khoảng cách tần số để chống chồng lấn phổ => Rất lãng phí kênh 10.7 OFDM ● ● Băng tần dành cho tần số tín hiệu M-FSK khơng gây chồng lấn phổ tín hiệu mang tần số Nói khác tín hiệu tần số trực giao Ta đồng thời truyền tất M tín hiệu tần số để khai thác băng thông Kỹ thuật truyền đồng thời M tín hiệu M tần số tần số mang n bít thơng tin dải tần số khơng chồng lấn phổ (trực giao) gọi kỹ thuật dồn kênh tần số trực giao (OFDM) 10.7 OFDM ● ● Kỹ thuật OFDM: Đầu vào điều chế nhận chuỗi dài M x n bít coi chuỗi n bit biên độ phổ thành phần tần số mang ( tương đương điều chế chuỗi n bít lên biên độ tần số mang nó) tổng lại truyền kênh chung Dải thông kênh dùng truyền M tần số mang trực giao, tần số mang n bít thơng tin OFDM cài đặt dựa vào IFFT-FFT: Trong cài đặt này, n bít coi biên độ phổ thành phần tần số (vật mang) hay điểm Tần số FFT M điểm Qua IFFT cho tín hiệu thời gian, dùng điều chế để truyền Bên nhận thực ngược lại cho M x n bit 10.7 OFDM ●