đề tài kỹ thuật điều chế tín hiệu số

Điều chế nhị phânTín hiệu mang tin: tín hiệu số nhị phânTín hiệu sóng mang: tín hiệu hình sinPhân loại: • Điều chế dịch biên ASK: biên độ của sóng mang thay đổi thành “mark” hoặc “space”

Trường Đại học Bách khoa Đại

Đề tài: Kỹ thuật điều chế tín hiệu số

Nhóm 6B Bùi Công Kiên 20KTMT2 Nguyễn Văn Phước 20KTMT2 Trần Nguyễn Đình Trọng 20KTMT2

Lê Sỷ Thanh Tín 20KTMT2

Giáo viên hướng dẫn: T.S Hoàng Lê Uyên Thục

Kỹ thuật điều chế nhiều

mức

Kỹ thuật điều chế nhiều

mức

• Bức xạ tín hiệu dùng antenna có kích thước thực tế

• Giữ cho giao thoa giữa các hệ thống ở dưới mức cho phép

• Đảm bảo bí mật thông tin

Sóng mang

T/h mang tin

Phân loại điều chế

Sóng mang: 2 loại

• Sóng mang hình sin (AM, FM, PM)

• Sóng mang dạng xung vuông (PAM, PFM, PPM, PWM)Tín hiệu mang tin: 2 loại

• Tín hiệu tương tự

• Tín hiệu số

Trường hợp sóng mang hình sin và tín hiệu mang tin là tín hiệu số: điều chế số (digital modulation)

Kỹ thuật điều chế nhiều

mức

Điều chế nhị phân

Tín hiệu mang tin: tín hiệu số nhị phân

Tín hiệu sóng mang: tín hiệu hình sin

Phân loại:

• Điều chế dịch biên ASK: biên độ của sóng mang thay đổi thành

“mark” hoặc “space” tuỳ theo tín hiệu mang tin là 1 hay 0

• Điều chế dịch tần số FSK: tần số của sóng mang thay đổi thành

“mark” hoặc “space” tuỳ theo tín hiệu mang tin là 1 hay 0

• Điều chế dịch pha PSK: pha của sóng mang thay đổi thành

“mark” hoặc “space” tuỳ theo tín hiệu mang tin là 1 hay 0

Điều chế dịch biên ASK

• Dùng rộng rãi trong truyền số liệu

• Dùng để truyền dữ liệu tốc độ 1200bps hay thấp hơn trên mạng điện thoại

• Có thể dùng tần số cao để truyền sóng radio và cáp đồng trục

Điều chế PSK (Phase Shift

Keying)

Phương pháp điều chế PSK sửa dụng đặc tính pha của sóng mang để chiều chế tin tức Tức là, tín hiệu băng gốc được gắng vào sóng mang bằng cách thay đổi pha của sóng tùy thuộc vào tín hiệu gốc

Điều chế PSK (Phase Shift Keying)

Dữ Liệu Sóng mang

PSK

• Khi dữ liệu bit bằng 1, đồ thị sóng PSK đồng pha với sóng mang

• Khi dữ liệu bit bằng 0, đồ thị sóng PSK ngược pha với sóng mang

Phổ Tín Hiệu PSK

Tương tự của OOK

Phổ tín hiệu băng

Bộ Điều Chế PSK

polar

NRZ

Bộ Giải Điều Chế

Bộ Giải Điều Chế

Tính Chất

• Dùng chủ yếu trong phát vô tuyến số

• Đòi hỏi mạch phức tạp trung bình

• Ít lỗi hơn FSK

• Hiệu suất truyền bằng 1

• Không bị ảnh hưởng nhiễu biên độ, băng thông hẹp

Ứng Dụng

• PSK đạt SNR thu tốt hơn ASK và FSK

• Băng thông tín hiệu PSK tốt hơn so với FSK

• PSK được ứng dung phổ biến trong các hệ thống thông tin số

Kỹ thuật điều chế nhiều

mức

• Hiệu suất phổ đo bằng tốc độ truyền thông tin (bit/s) trên một đơn vị

băng thông chiếm dụng R/W [(bit/s)/Hz]

• Là đại lượng phản ánh tài nguyên băng thông được sử dụng hiệu quả như thế nào để truyền thông tin

Hiệu suất phổ

Điều chế nhiều mức (M mức)

• Về bản chất, điều chế nhị phân chính là ánh xạ 1 bit thành 1 ký hiệu (symbol) Gọi M là số ký hiệu M = 2

• Nếu nhóm k bit (k>1) lại để điều chế thành 1 ký hiệu điều chế nhiều mức

• Số ký hiệu điều chế nhiều mức:

• Tốc độ bit:

Ts là độ rộng một tín hiệu

Tốc độ dữ liệu trong điều chế nhiều mức

• Tốc độ dữ liệu vào bộ điều chế:

• Tốc độ dữ liệu ra bộ điều chế:

Ts là độ rộng một ký hiệu

Ý nghĩa của điều chế nhiều mức

• Hiệu suất phổ đối với điều chế nhị phân:

• Hiệu suất phổ đối với điều chế nhiều mức: tăng lên k lần

Thực hiện điều chế nhiều mức

• Sắp xếp k bit nhị phân mang tin vào trong một ký hiệu M mức

QPSK (PSK 4 mức)

• Mỗi trạng thái sóng mang mang thông tin 2 bit

Dạng sóng tín hiệu QPSK

• Sai số ít hơn phương pháp FSK.

• Phổ của tín hiệu điều chế (Fw) bằng nửa tốc độ truyền bit (Fb/2)

• Hiệu suất truyền bằng 2 (Fb/Fw = 2)

• Tốc độ baud được định nghĩa như tốc độ điều chế bằng nửa tốc độ truyền (=Fb/2)

• Sơ đồ điều chế QPSK có độ phức tạp cao, được sử dụng trong modem

truyền số liệu (kiểu CCITT V22, V26, BELL 201) và kỹ thuật radio số

• Không bị ảnh hưởng nhiễu biên độ, nếu cùng 1 BW cho trước thì tốc

độ của dữ liệu lớn hơn tốc độ của các phương pháp điều chế khác

Hệ thống có các đặc trưng sau:

• Phương pháp điều chế 8-PSK tạo tín hiệu dạng sin với 8 giá trị lệch pha

45 độ

• Xác định bởi tổ hợp 3 bit liền nhau của tài liệu nhị phân Tổ hợp 3 bit liền nhau này được gọi là Tribit

PSK 8 mức

• Sai số ít hơn phương pháp QPSK.

• Phổ của tín hiệu điều chế (Fw) bằng 1/3 tốc độ truyền bit (Fb/3)

• Hiệu suất truyền bằng 3 (Fb/Fw = 3)

• Tốc độ baud được định nghĩa như tốc độ điều chế bằng 1/3 tốc độ

truyền (=Fb/3)

• Sơ đồ điều chế 8-PSK có độ phức tạp cao, được sử dụng trong modem truyền số liệu (kiểu BELL 208, CCITT V27) và kỹ thuật radio số

Hệ thống có các đặc trưng sau:

• Phương pháp điều chế 16-PSK tạo tín hiệu dạng sin với 16 giá trị lệch

pha 22,5 độ

• Xác định bởi tổ hợp 4 bit liền nhau của tài liệu nhị phân Tổ hợp 4 bit liền nhau này được gọi là Quadbit

PSK 16 mức

• Sai số ít hơn phương pháp 8-PSK.

• Phổ cực tiểu của tín hiệu điều chế (Fw) bằng 1/4 tốc độ truyền bit (Fb/4)

• Hiệu suất truyền bằng 4 (Fb/Fw = 4)

• Tốc độ baud được định nghĩa như tốc độ điều chế bằng 1/4 tốc độ truyền (=Fb/4)

• Sơ đồ điều chế 16-PSK có độ phức tạp cao, được sử dụng trong kỹ thuật radio số

Hệ thống có các đặc trưng sau:

• Trong phương pháp điều chế QAM, thông tin số được điều chế trong cả pha và biên độ tín hiệu truyền.

• QAM là phương thức kết hợp giữa ASK và PSK sao cho ta khai thác

được tối đa sự khác biệt giữa các đơn vị tín hiệu

• Các giá trị tín hiệu điều chế có dạng sin với pha và biên độ được xác

định bởi tổ hợp các bit liền nhau của tài liệu nhị phân

QAM (Quadrature Amplitude Modulation)

QAM (Quadrature Amplitude Modulation)

Băng thông tối thiểu cần cho truyền dẫn QAM thì giống như của ASK và PSK, đồngthời QAM cũng thừa hưởng ưu điểm của PSK so với ASK

• Sai số ít hơn phương pháp PSK.

• Phổ cực tiểu của tín hiệu điều chế (Fw) bằng 1/n tốc độ truyền bit

(Fb/n), với n là số bit khảo sát điều chế

• Hiệu suất truyền bằng n (Fb/Fw = n)

• Tốc độ baud được định nghĩa như tốc độ điều chế bằng 1/n tốc độ

truyền (=Fb/n)

• Sơ đồ điều chế QAM có độ phức tạp cao, được sử dụng trong kỹ thuật radio số và modem truyền số liệu ( kiểu CCITT V22bis, CCITT V29, V32, BELL 209)

Hệ thống có các đặc trưng sau: