Giáo án điện tử công nghệ: Semina cơ sở viễn thông docx

www.themegallery.com 1 LOGO CƠ SỞ VIỄN THÔNG KỸ THUẬT TRẢI PHỔ www.themegallery .com 2 LOGO THUYẾT TRÌNH KỸ THUẬT TRẢI PHỔ Vũ Văn Tài1 Phạm Thị Mai2 Nguyễn Duy Thìn 3 Nguyễn Thị Kiều 4 GVHD: NGUYỄN THỊ BẢO THƯ Nhóm SV thực hiện www.themegallery .com 3 LOGO SEMINA: CƠ SỞ VIỄN THÔNG TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TRẢI PHỔ KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRỰC TIẾP DS/SS KỸ THUẬT TRẢI PHỔ NHẢY TẦN FH/SS ỨNG DỤNG CỦA KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRONG THƯƠNG MẠI CÁC VẤN ĐỀ CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN CƠ BẢN CƠ SỞ VIỄN THÔNG www.themegallery .com 4 LOGO Tổng Quan  Kĩ thuật trải phổ là 1 công nghệ được sử dụng nhiều trong thực tế vì nó có đặc tính chống nhiều và bảo mật rất cao. Ngày nay nó là thành phần tất yếu trong các hệ thống thông tin vô tuyến lớn  CDMA sử dụng trải phổ chuỗi trực tiếp( DSSS) ,  GPS là hệ thống trải phổ lớn nhất thế giới , các Wlan như WIFI hay Bluetooth CƠ SỞ VIỄN THÔNG www.themegallery .com 5 LOGO Phân Loại  Trải phổ dãy trực tiếp (DS/SS) Quá trình đạt được bằng cách nhân nguồn tín hiệu vào với tín hiệu mã giả ngẫu nhiên một cách trực tiếp tín hiệu trải phổ đưa ra có độ rộng phổ xấp xỉ tốc độ của mã giả ngẫu nhiên  Trải phổ nhảy tần Quá trính trải phổ đạt được bằng cách nhảy tần số sóng mang trên một tập lớn các tần số.Sự nhảy tần của tần số sóng mang được quyết định của các mã nhảy tần có dạng giả ngẫu nhiên được điều khiển bởi các từ mã trải phổ PN. CƠ SỞ VIỄN THÔNG www.themegallery .com 6 LOGO Nguyên lý trải phổ Nguyên lý chung  Nguyên lý trải phổ là cung cấp tất cả các tiềm năng tần số và thời gian đồng thời cho mọi thuê bao, khống chế mức công suất phát từ mỗi thuê bao đủ để duy trì một tỷ số tín hiệu/tạp âm theo mức chất lượng yêu cầu. Mỗi thuê bao sử dụng một tín hiệu băng rộng như tạp âm chiếm toàn bộ dải tần phân bố. Theo cách đó mỗi thuê bao tham gia vào tạp âm nền CƠ SỞ VIỄN THÔNG www.themegallery .com 7 LOGO Nguyên lý trải phổ CƠ SỞ VIỄN THÔNG www.themegallery .com 8 LOGO Kĩ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp Hệ thống DS/SS được trải phổ bằng cách cộng module 2 dữ liệu gốc với mã giả ngẫu nhiên. Tín hiệu sau khi trộn sẽ điều chế một sóng mang theo BPSK, QPSK…  Máy thu dùng mã giả ngẫu nhiên được tạo ra giống như bên phát cộng module 2 với tín hiệu thu được, thực hiện giải trải phổ để lấy tín hiệu mong muốn. Đây là hệ thống được biết đến nhiều nhất trong các hệ thống thông tin trải phổ. Là hệ thống tương đối đơn giản vì nó không yêu cầu tốc độ tổng hợp tần số cao dụng mã trải phổ băng rộng để điều chế tín hiệu sóng mang chứa thông tin.Trong phương pháp này mã trải phố trực tiếp tham gia vào quá trình điều chế , còn trong các dạng trải phổ khác mã trải phổ chỉ dùng để điều khiển tần số hay thời gian truyền dẫn sóng mang CƠ SỞ VIỄN THÔNG www.themegallery .com 9 LOGO Hệ thống trải phổ DSSS_BPSK CƠ SỞ VIỄN THÔNG Máy phát DSSS_BPSK ( ) ( ) i Tb b i d t dp t iT ∞ =−∞ = − ∑ 1 ( ) ( ) ( ) N k k Tc c i c t c i p t iT = = − ∑ 1,0 ( ) 0, c Tc t T p t ≤ ≤   =   ≠   www.themegallery .com 10 LOGO Hệ thống trải phổ DSSS_BPSK CƠ SỞ VIỄN THÔNG Dạng tín hiệu DSSS_BPSK khi phát [...]... Hệ thống trải phổ DSSS_BPSK CƠ SỞ VIỄN THƠNG Máy thu DS/SS_BPSK r (t ) = s(t − τ ) + n(t ) = w(t ) = = 2 Ebr d (t − τ )c(t − τ )cos [ 2π fc(t − τ ) + θ '] + n(t ) Tb 2 Ebr d (t −τ)c 2 (t −τ) cos(2π fct +θ ') Tb 2 Ebr d (t 11τ) cos(2π fct +θ ') − Tb LOGO Hệ thống trải phổ DSSS_BPSK CƠ SỞ VIỄN THƠNG Dạng tín hiệu của DSSS_BPSK khi thu 12 LOGO Hệ thống trải phổ nhảy tần CƠ SỞ VIỄN THƠNG o Được phát minh... tần có thể nhanh hơn hay chậm hơn tốc độ số liệu Tương ứng có hai trường hợp là: nhảy tần nhanh và nhảy tần chậm 14 LOGO Hệ thống trải phổ nhảy tần CƠ SỞ VIỄN THƠNG 15 LOGO Kỹ thuật trải phổ nhảy tần CƠ SỞ VIỄN THƠNG 16 LOGO Phân loại trải phổ nhảy tần CƠ SỞ VIỄN THƠNG Phân loại dựa trên tương quan giữa tốc độ nhảy tần RH và tốc độ điều chế RS  NÕu RH lµ béi cđa RS thì ta có nhảy tần nhanh  NÕu RS lµ... thống thương mại CƠ SỞ VIỄN THƠNG 4 VƠ TUYẾN DI ĐỘNG ĐA TRUY NHẬP NHẢY TẦN  Hệ thống CDMA sử dụng DS/SS đã được nghiên cứu chi tiết Ta cũng có thể sử dụng các kĩ thuật trải phổ khác cho các hệ thống CDMA  Mơ tả 1 hệ thống sử dụng kĩ thuật FH kết hợp với MFSK  Hệ thống được xây dựng trên cơ sở kỹ thuật trải phổ trực tiếp 32 LOGO Ứng dụng kĩ thuật trải phổ trong hệ thống thương mại CƠ SỞ VIỄN THƠNG 5... độ nhảy tần bằng 3 lần tốc độ số liệu như biểu đồ trên 23 LOGO Hệ thống FH/SS chậm CƠ SỞ VIỄN THƠNG Biểu đồ tần số của hệ thống FH/SS chậm với T=3Th 24 LOGO Hệ thống FH/SS chậm CƠ SỞ VIỄN THƠNG  Khi tốc độ nhảy tần số của sóng mang trải phổ nhỏ hơn tốc độ dữ liệu ta có hệ thống trải phổ nhảy tần chậm (T/TH < 1) Về cơ bản thì hai hệ thống trải phổ nhảy tần chậm và nhảy tần nhanh tương tự nhau Dưới... để tạo ra tần một tần số thích hợp Như vậy, Sự chuyển dịch tần số giả ngẫu nhiên ở bên phát sẽ được loại bỏ tại nơi thu 21 LOGO Hệ thống FH/SS nhanh CƠ SỞ VIỄN THƠNG Biểu đồ tần số của hệ thống FH/SS nhanh với T=3Th 22 LOGO Hệ thống FH/SS nhanh CƠ SỞ VIỄN THƠNG  Ở hệ thống FH/SS nhanh, có ít nhất một lần nhảy với một bít số liệu Với T là chu kỳ của tín hiệu, Th là thời gian của một đoạn nhảy tần thì... điều chế ta có 2 loại :  Hệ thống nhảy tần kết hợp (Coherent FH/SS)  Hệ thống nhảy khơng tần kết hợp (Non Coherent FH/SS) 17 LOGO Mơ hình hệ thống trải phổ nhảy tần CƠ SỞ VIỄN THƠNG Mơ hình hệ thống trải phổ nhảy tần 18 LOGO CƠ SỞ VIỄN THƠNG Hoạt động của trải phổ nhảy tần  Ở phía phát dữ liệu d(t) được đưa tới bộ điều chế MFSK để điều chế sóng mang sau đó được đưa tới điều chế nhảy tần với mã nhảy... T/TH= 1/2 25 LOGO Các ưu nhược điểm trải phổ nhảy tần CƠ SỞ VIỄN THƠNG Ưu điểm :  Giảm fading đa đường do tín hiệu được các sóng mang có tần số khác nhau  Sử dụng 1 phần dải thơng nhỏ ở mỗi thời điểm Nhược điểm :  Phụ thuộc nhiều vào các yếu tố mơi trường  Dễ bị phát hiện hơn DSSS 26 LOGO Ứng dụng kĩ thuật trải phổ trong hệ thống thương mại CƠ SỞ VIỄN THƠNG 1 Thơng tin vệ tinh  Đa truy nhập  Tỉ... tín/tạp 2 Đo cự li 3 Hệ thống định vị tồn cầu (GPS) 4 Vơ tuyến di động đa truy nhập nhảy tần 5 Radar xung 27 LOGO Ứng dụng kĩ thuật trải phổ trong hệ thống thương mại CƠ SỞ VIỄN THƠNG 1 Thơng tin vệ tinh  Những tiến bộ của cơng nghệ vi điện tử cho phép thực hiện 1 số sử lí tín hiệu (giải điều chế, lọc và điều chế lại) ngay trên vệ tinh trước khi phát các tín hiệu đường xuống Việc sử lí tín hiệu ngay trên... mang khác nhau (tránh nhau về tần số).Trong các hệ thống TDMA, các người dùng khác nhau phát tại các khe thời gian khác nhau, như vậy chúng tránh nhau về thời gian 29 LOGO Ứng dụng kĩ thuật trải phổ trong hệ thống thương mại CƠ SỞ VIỄN THƠNG Tỉ số tín/tạp  Tham số quan trọng trong việc tính tốn hiệu suất của hệ thống thơng tin số là tỉ số giữa năng lượng bít tín hiệu và mật phổ cơng suất tạp âm (SNR),... thường để khơi phục lại dữ liệu Ở cả máy thu và máy phát đều có bộ tạo mã PN gồm k chíp mã tương ứng với 1 từ tần số 19 LOGO Hoạt động của trải phổ nhảy tần CƠ SỞ VIỄN THƠNG Sơ đồ khối của hệ thống trải phổ FH 20 LOGO Hoạt động của trải phổ nhảy tần CƠ SỞ VIỄN THƠNG  Khác với trải phổ chuỗi trực tiếp, ở trải phổ nhảy tần mã trải phổ khơng trực tiếp điều chế tín hiệu mà được dùng để điều khiển bộ tổ hợp . phổ nhảy tần CƠ SỞ VIỄN THÔNG www.themegallery .com 16 LOGO Kỹ thuật trải phổ nhảy tần CƠ SỞ VIỄN THÔNG www.themegallery .com 17 LOGO Phân loại trải phổ nhảy tần CƠ SỞ VIỄN THÔNG Phân. điều khiển tần số hay thời gian truyền dẫn sóng mang CƠ SỞ VIỄN THÔNG www.themegallery .com 9 LOGO Hệ thống trải phổ DSSS_BPSK CƠ SỞ VIỄN THÔNG Máy phát DSSS_BPSK ( ) ( ) i Tb b i d t dp t. www.themegallery .com 10 LOGO Hệ thống trải phổ DSSS_BPSK CƠ SỞ VIỄN THÔNG Dạng tín hiệu DSSS_BPSK khi phát www.themegallery .com 11 LOGO Hệ thống trải phổ DSSS_BPSK CƠ SỞ VIỄN THÔNG Máy thu DS/SS_BPSK [ ] 2 ( )