Slide - Format & Điều chế dải gốc ppsx

Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 1 BÀI 3: Format & Điều chế dải gốc Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS Đặng Lê Khoa Email:danglekhoa@yahoo.com dlkhoa@fetel.hcmuns.edu.vn Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 2 Nội dung trình bày • Chuyển nguồn thông tin (âm thanh) trong hệ thống số • Cấu trúc bộ Format • Lấy mẫu • Lượng tử hóa • Luật nén A và luật nén • PCM  Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS Lecture 2 3 Encode Transmit Pulse modulate Sample Quantize Demodulate/ Detect Channel Receive Low-pass filter Decode Pulse waveforms Bit stream Format Format Digital info. Textual info. Analog info. Textual info. Analog info. Digital info. source sink Formatting và truyền tín hiệu dải gốc Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS Lecture 2 4 Format cho tín hiệu analog • Để chuyển từ dạng sóng analog tương thích trong hệ thống số ta phải qua 2 bước sau 1. Sampling (lấy mẫu) 2. Quantization and encoding (Lượng tử hóa và mả hóa) 3. Baseband transmission (truyền dẫn dải gốc) Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS Lecture 2 5 Sampling Time domain Frequency domain )()()( txtxtx s   )()()( fXfXfX s   |)(| fX )(tx |)(| fX  |)(| fX s )(tx s )(tx  Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS Lecture 2 6 Chống biệt danh LP filter Nyquist rate aliasing Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS Lecture 2 7 Định lý lấy mẫu • Chu kì lấy mẫu phải thõa biểu thức: • Tốc độ lấy mẫu được gọi là tốc độ Nyquist Sampling process Analog signal Pulse amplitude modulated (PAM) signal Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS Lecture 2 8 Lượng tử hóa • Lượng tử hóa biên độ: Chuyển dạng sóng liên tục thành một một tập hữu hạn các biên độ In Out Quantized values Công suất nhiễu lượng tử trung bình Công suất đỉnh tín hiệu Công suất tín hiệu trên nhiễu lượng tử trung bình Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS Lecture 2 9 Encoding (PCM) • Lượng tử hóa đều được gọi là Pulse Code Modulation (PCM). • Pulse code modulation (PCM): Mã hóa một tín hiệu lượng tử đến một chuỗi số (PCM word or codeword). • Mỗi mẫu lượng tử được số hóa thành từ mã l bits codeword với L số mức lượng tử và Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS Lecture 2 10 Ví dụ về lượng tử hóa t Ts: sampling time x(nTs): sampled values xq(nTs): quantized values boundaries Quant. levels 111 3.1867 110 2.2762 101 1.3657 100 0.4552 011 -0.4552 010 -1.3657 001 -2.2762 000 -3.1867 PCM codeword 110 110 111 110 100 010 011 100 100 011 PCM sequence amplitude x(t) [...]... symbols (M=2) – M-ary pulse modulation được dùng cho non-binary symbols (M>2) Facuty of Electronics & Lecture 2 Telecommunications, HCMUNS 19 Dạng xung của PCM • Các dạng xung PCM :  Nonreturn-to-zero (NRZ)  Phase encoded  Return-to-zero (RZ)  Multilevel binary NRZ-L +V -V 1 0 1 1 0 +V Manchester -V Unipolar-RZ +V 0 +V Dicode NRZ 0 -V 2T 3T 4T 5T 0 0 1 1 0 Miller +V -V +V Bipolar-RZ 0 -V 0 1 T Facuty... thực hiện và độ phức tạp Facuty of Electronics & Lecture 2 Telecommunications, HCMUNS 21 Mật độ phổ của xung PCM Facuty of Electronics & Lecture 2 Telecommunications, HCMUNS 22 Điều chế xung M-ary • Các loại điều chế xung M-ary : + M-ary pulse-amplitude modulation (PAM) + M-ary pulse-position modulation (PPM) + M-ary pulse-duration modulation (PDM) – M-ary PAM là một tín hiệu đa mức Mỗi symbol sẽ lấy... của tiếng nói Facuty of Electronics & Lecture 2 Telecommunications, HCMUNS 15 Luật nén  S: Segment Q: Quantize range Facuty of Electronics & Lecture 2 Telecommunications, HCMUNS 16 Luật nén range  … Facuty of Electronics & Lecture 2 Telecommunications, HCMUNS 17 • input range Luật nén A Facuty of Electronics & Lecture 2 Telecommunications, HCMUNS 18 Truyền dẫn dải gốc • Để truyền thông tin qua kênh... phép, mỗi nhóm gồm k  log 2 M bit – Đối với tốc độ truyền cho trước, M-ary PAM (M>2) cần ít băng thông hơn PCM nhị phân – Đối với một công suất xung tung bình (average pulse power), PCM nhị phân dễ dàng detect hơn M-ary PAM (M>2) Facuty of Electronics & Lecture 2 Telecommunications, HCMUNS 23 Ví dụ 16QAM Facuty of Electronics & Lecture 2 Telecommunications, HCMUNS 24 Bài tập Theodore S.Rappaport,... xl )ql Uniform q 12  2 Lin q2  12 Facuty of Electronics & Lecture 2 Telecommunications, HCMUNS 12 Lượng tử hóa đều và không đều – Lượng tử hóa đều: + Không quan tâm đến thuộc tính thống kê và tương quan của ngõ vào + Không phát hiện thay đổi nhỏ của tín hiệu + Thực hiện đơn giản Ứng dụng: Xử lý tin hiệu, vẽ và hiển thị ứng dụng, các ưng dụng điều khiển – Lượng tử hóa không đều: + Sử dụng tính thống... biến trong tiếng nói Facuty of Electronics & Lecture 2 Telecommunications, HCMUNS 13 Lượng tử hóa không đều • Lượng tử hóa không đều là quá trình “compressed” • Ở phía đầu thu sẽ thực hiện hiện quá trình “expansion” compression+expansion y  C (x) x(t ) companding ˆ x ˆ y (t ) y (t ) ˆ x(t ) ˆ y x Compress Qauntize Transmitter Expand Channel Facuty of Electronics & Lecture 2 Telecommunications, HCMUNS... dụ 16QAM Facuty of Electronics & Lecture 2 Telecommunications, HCMUNS 24 Bài tập Theodore S.Rappaport, Wireless Communications: Principles and Practice Chapter 7: Problems: 7.1, 7.2, 7.3 - p.392 Facuty of Electronics & Lecture 2 Telecommunications, HCMUNS 25 ... encoded  Return-to-zero (RZ)  Multilevel binary NRZ-L +V -V 1 0 1 1 0 +V Manchester -V Unipolar-RZ +V 0 +V Dicode NRZ 0 -V 2T 3T 4T 5T 0 0 1 1 0 Miller +V -V +V Bipolar-RZ 0 -V 0 1 T Facuty of Electronics & Lecture 2 Telecommunications, HCMUNS T 2T 3T 4T 5T 20 Dạng xung của PCM … • Các tiêu chí trong so sánh và chọn dạng xung PCM: – Đặc tính phổ ( mật độ phổ công suất và hiệu quả băng thông) – Khả năng... của bộ lượng tử ˆ e(t )  x (t )  x(t ) Process of quantizing noise Qauntizer Model of quantizing noise y  q(x) AGC x(t ) ˆ x(t ) x(t ) ˆ x(t ) x e(t ) + e(t )  ˆ x(t )  x(t ) Facuty of Electronics & Lecture 2 Telecommunications, HCMUNS 11 Sai số lượng tử… • Sai số lượng tử: – Lỗi tuyến tính xảy ra khi tín hiệu trong khoảng lượng tử – Lỗi bảo hòa xảy ra khi tín hiệu nằm ngoài khoảng lương tử Lỗi . Multilevel binary  Nonreturn-to-zero (NRZ)  Return-to-zero (RZ) 1 0 1 1 0 0 T 2T 3T 4T 5T +V -V +V 0 +V 0 -V 1 0 1 1 0 0 T 2T 3T 4T 5T +V -V +V -V +V 0 -V NRZ-L Unipolar-RZ Bipolar-RZ Manchester Miller Dicode. Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 1 BÀI 3: Format & Điều chế dải gốc Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS Đặng Lê Khoa Email:danglekhoa@yahoo.com dlkhoa@fetel.hcmuns.edu.vn Facuty. 1.3657 100 0.4552 011 -0 .4552 010 -1 .3657 001 -2 .2762 000 -3 .1867 PCM codeword 110 110 111 110 100 010 011 100 100 011 PCM sequence amplitude x(t) Facuty of Electronics & Telecommunications,