Bài dịch tín hiệu và hệ thống chương 3

BÀI DỊCH TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG Nhóm 3: Chương 1: Introduction Chương 8: Probability and Random Variables Danh sách phần dịch: 1. Phạm Thế Tỉnh - Phần Đầu + 1.1 2. Hoàng Tiến Phú - 1.2 3. Lương Đức Hợp - 1.3+1.4 4. Trịnh Hùng Cường 311-316 5. Lê Trần Mạnh 317-322 6. Tạ Văn Bách 323-328 7. Nguyễn Đức Linh 329-333 8. Lê Vũ Hiệp 334-338 9. Lê Duy Nhất 339-344 10. Hồ Quốc Ngọc 345-450 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TÓM TẮT CHƯƠNG 1.1 Những phần tử và giới hạn của hệ thống truyền thông Các yếu tố nền tảng của một hệ thống truyền thông cơ bản: thông tin, tin nhắn, và tín hiệu 1.2 Điều chế và mã hoá Phương pháp điều chế. Ứng dụng phương pháp mã hóa và lợi ích 1.3 Lịch sử phát triển và những tác động đến sự phát triển xã hội Lịch sử tác động quan điểm xã hội. 1.4 Prospectus “ By kingdoms, right wheel!” Đây là những cụm từ đầu tiên đại diện cho các tin nhắn điện báo đầu tiên được ghi nhận. Samuel F. B Morse gửi nó trên một quãng đường 16 km năm 1838. Vì vậy, một kỷ nguyên mới đã được sinh ra: thời đại của điện truyền thông. Bây giờ, hơn một thế kỷ rưỡi sau đó, thông tin liên lạc kỹ thuật đã tiến đến điểm mà khán giả truyền hình ở Trái đất có thể xem các phi hành gia làm việc trong không gian. Điện thoại, đài phát thanh và truyền hình là một phần không thể tách rời của cuộc sống hiện đại.Hệ thống giờ đã mở rộng toàn cầu mang văn bản, dữ liệu, thoại, và hình ảnh.Máy tính kết nối với máy tính thông qua mạng lưới liên lục địa, và kiểm soát hầu như tất cả các thiết bị điện trong nhà của chúng ta. Thiết bị không dây thông tin liên lạc cá nhân tiếp tục được kết nối ở bất cứ nơi nào chúng tôi đi. Chắc chắn những bước tiến lớn đã được thực hiện kể từ những ngày của Morse. Tương tự, nhất định thập kỷ tới sẽ mở ra được nhiều thành tựu mới của kỹ thuật truyền thông Giáo trình này giới thiệu hệ thống thông tin liên lạc điện, bao gồm các phương pháp phân tích, nguyên tắc thiết kế, và về phần cứng. Chúng tôi bắt đầu với một cách nhìn,mô tả tổng quan để thiết lập những quan điểm cho các chương tiếp theo 1.1 CÁC PHẦN TỬ VÀ HẠN CHẾ CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG Một hệ thống thông tin liên lạc truyền tải thông tin từ nguồn của nó đến một địa điểm cách đó không xa. Hiện có rất nhiều ứng dụng khác nhau của hệ thống thông tin liên lạc mà chúng ta không thể đè cập được hết tất cả các loại. Chúng ta cũng không thể thảo luận chi tiết tất cả các bộ phận riêng lẻ tạo nên một hệ thống cụ thể. Một hệ thống điển hình liên quan đến nhiều thành phần chạy âm giai của mạch kỹ thuật điện, điện tử, xử lý tín hiệu, vi xử lý, và các mạng lưới truyền thông và đến một vài các lĩnh vực có liên quan. Hơn nữa, việc thảo về từng phần sẽ làm mờ đi đặc điểm cần thiết của một hệ thống thông tin liên lạc là một bộ tích hợp của các bộ phận của nó. Do đó, chúng tôi tiếp cận chủ đề từ một quan điểm tổng quát hơn.Thừa nhận rằng tất cả các hệ thống thông tin liên lạc có cùng chức năng cơ bản chuyển giao thông tin, chúng tôi sẽ tìm ra và thiết lập các nguyên tắc và các vấn đề về truyền đạt thông tin dưới dạng điện. Điều này sẽ được phân tích ở chiều sâu đủ để phát triển các phương pháp phân CHAPTER 1 • Introduction tích và thiết kế phù hợp với một phạm vi rộng các ứng dụng.Trong thời gian ngắn, giáo trình này là có liên quan với các hệ thống thông tin liên lạc như các hệ thống. Thông tin, tin nhắn, và tín hiệu Rõ ràng, khái niệm của thông tin là trung tâm thông tin liên lạc.Nhưng khái niệm thông tin là một từ mang ngụ ý ngữ nghĩa và triết học ,không được định nghĩa chính xác. Để tránh những khó khăn này bằng cách thay vì có trong thông báo được định nghĩa như là sự biểu hiện vật lý của thông tin được tạo lập bởi nguồn.Bất cứ hình thức tin nhắn nào, mục tiêu của một hệ thống thông tin liên lạc là để tái lập tại điểm đến một bản sao chấp nhận được của các thông báo nguồn Có nhiều nguồn thông tin, bao gồm máy móc cũng như con người, và các tin nhắn xuất hiện trong các hình thức khác nhau. Tuy nhiên, chúng ta có thể xác định hai loại tín hiệu riêng biệt:tương tự và số. Sự phân biệt giữa 2 tín hiệu này dữa vào cách thức truyền tính hiệu. Tín hiệu Tín hiệu Nguồn Bộ chuyển đổi vào Hệ thống thông tin ra Bộ chuyển đổi đầu ra Đích đến Đầu vào Hình 1.1-1: hệ thống truyền thông với các đầu dò đầu vào và đầu ra Một tín hiệu tương tự là một đại lượng vật lý mà thay đổi theo thời gian, thường là một cách trơn tru và liên tục.Ví dụ các tín hiệu tương tự như :công suất âm hình thành khi bạn nói, vị trí góc của một con quay hồi chuyển của máy bay, hoặc cường độ ánh sáng tại một số điểm trong một màn ảnh truyền hình. Kể từ khi thông tin tồn tại trong một dạng sóng thời gian khác nhau, một hệ thống thông tin liên lạc tín hiệu tương tự nên cung cấp dạng sóng này với một mức độ quy định của âm thanh có độ chính xác. Một tín hiệu số là một chuỗi các lệnh của các kí tự được lựa chọn từ một tập hữu hạn các yếu tố rời rạc. Ví dụ tín hiệu số là các chữ in trên trang này, một danh sách các bài đọc nhiệt độ theo giờ, hoặc các phím bạn bấm vào bàn phím máy tính.Kể từ khi thông tin nằm trong các kí tự rời rạc, một hệ thống truyền thông kỹ thuật số cung cấp các kí tự này với một mức độ quy định cụ thể chính xác trong một khoảng thời gian đã định. Cho dù là tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu số, các nguồn tin số vốn điện.Do đó, hầu hết các hệ thống thông tin liên lạc có đầu vào và đầu ra như thể hiện trong hình. 1,1- 1.Đầu vào chuyển đổi các tín hiệu thành một tín hiệu điện,điện áp rồi qua hệ thống thông tin và tới một bộ chuyển đổi khác tại điểm đến chuyển đổi tín hiệu đầu ra dưới hình thức tín hiệu mong muốn. Ví dụ, các đầu dò trong một hệ thống thông tin liên lạc bằng giọng nói có thể là một microphone ở đầu vào và một loa ở đầu ra. Chúng tôi sẽ giả định sau đây rằng các đầu dò thích hợp tồn tại, và chúng tôi sẽ tập trung chủ yếu vào nhiệm vụ truyền dẫn tín hiệu.Trong bối cảnh này, các tín hiệu điều kiện và thông tin sẽ được sử dụng thay thế cho nhau .Ttín hiệu, như là một phương án vật lý của thông tin. CHAPTER 1 • Introduction Các yếu tố của một hệ thống truyền thông Hình 1.1-2 mô tả các yếu tố của một hệ thống thông tin liên lạc, bỏ qua một đầu dò nhưng bao gồm cả nhiễm bẩn không mong muốn.Có ba phần thiết yếu của bất kỳ hệ thống thông tin liên lạc, máy phát, thánh điện truyền và nhận. Mỗi phần đóng một vai trò đặc biệt trong việc truyền tín hiệu, như sau. Máy phát xử lý tín hiệu đầu vào để sản xuất một tín hiệu truyền phù hợp với đặc điểm của kênh truyền dẫn.Xử lý tín hiệu cho truyền dẫn hầu như luôn luôn liên quan đến việc điều chế và cũng có thể bao gồm mã hóa. Các kênh truyền dẫn là phương tiện điện là cầu nối khoảng cách từ nguồn tới đích. Nó có thể là một cặp dây, cáp đồng trục, hoặc một làn sóng đài phát thanh hoặc chùm tia laser.Mỗi kênh giới thiệu một số lượng tổn thất truyền tải hoặc suy giảm, do đó, sức mạnh tín hiệu dần dần giảm với khoảng cách ngày càng tăng Nhận hoạt động trên các tín hiệu đầu ra từ các kênh để chuẩn bị cho giao hàng cho đầu dò tại điểm đến.Hoạt động thu bao gồm khuếch đại để bù đắp cho tổn thất truyền tải, và giải điều chế và giải mã để đảo ngược tín hiệu chế biến thực hiện ở máy phát. Lọc là một chức năng quan trọng khác ở người nhận, vì lý do thảo luận tiếp theo. Tác dụng không mong muốn khác nhau không mong muốn nảy sinh trong quá trình truyền tín hiệu. Sự suy giảm là không mong muốn vì nó làm giảm cường độ tín hiệu tại máy thu.Nghiêm trọng hơn, tuy nhiên, là bóp méo, nhiễu, và tiếng ồn, mà xuất hiện như là sự thay đổi của hình dạng tín hiệu. Mặc dù nhiễm bẩn như vậy có thể xảy ra tại bất kỳ điểm nào, quy ước tiêu chuẩn là để đổ lỗi cho họ hoàn toàn trên kênh, điều trị mitter ghép thận và người nhận là lý tưởng. Hình 1,1-2 phản ánh ước này Tình trạng méo là dạng sóng nhiễu loạn gây ra bởi phản ứng không hoàn hảo của hệ thống tín hiệu mong muốn bản thân. Không giống như tiếng ồn và nhiễu, biến dạng biến mất khi tín hiệu được tắt. Nếu kênh có một phản ứng tuyến tính nhưng bóp méo, biến dạng có thể được sửa chữa, hoặc ít nhất là giảm, với sự giúp đỡ của các bộ lọc đặc biệt gọi là bộ cân bằng Can thiệp là ô nhiễm bởi các tín hiệu không liên quan từ nguồn nhân lực các thiết bị phát khác, đường dây điện và máy móc, mạch chuyển đổi, và như vậy.Xảy ra nhiễu sóng thường xuyên nhất trong các hệ thống vô tuyến có nhận được ăng-ten thường đánh chặn một số tín hiệu cùng một lúc. Nhiễu tần số vô tuyến (RFI) cũng xuất hiện trong hệ thống cáp dây truyền hoặc mạch điện nhận tín hiệu bức xạ từ các nguồn lân cận. Thích hợp lọc loại bỏ sự can thiệp ở mức độ mà các tín hiệu can thiệp chiếm dải tần số khác nhau hơn so với tín hiệu mong muốn. xử lý cả hai nội bộ và bên ngoài vào hệ thống.Khi biến thể như vậy ngẫu nhiên được chồng trên một tín hiệu mang thông tin, tin nhắn có thể bị hỏng một phần hoặc hoàn toàn CHAPTER 1 • Introduction xóa sạch. Lọc làm giảm bớt ô nhiễm tiếng ồn, nhưng có chắc chắn vẫn còn một số lượng tiếng ồn mà không thể được loại bỏ. ¬ tiếng ồn con này stitutes một trong những hạn chế hệ thống cơ bản. Cuối cùng, cần lưu ý rằng hình. 1,1-2 đại diện cho một chiều hoặc simplex (SX) Tiếng ồn là ngẫu nhiên và không thể đoán trước các tín hiệu điện được sản xuất bởi lây truyền tự nhiên. Giao tiếp hai chiều, tất nhiên, đòi hỏi một máy phát và nhận ở cuối mỗi. Full- duplex (FDX) hệ thống có một kênh cho phép đồng thời- neous truyền theo cả hai hướng. A half-duplex (HDX) hệ thống cho phép nhiệm vụ ghép thận dirkction hoặc nhưng không phải cùng một lúc. Những hạn chế cơ bản Một kỹ sư phải đối mặt với hai loại chung các ràng buộc khi thiết kế một hệ thống thông tin liên lạc.Một mặt là những vấn đề công nghệ, bao gồm những cân nhắc khác nhau như phần cứng có sẵn, các yếu tố kinh tế, quy định của liên bang, và như vậy. Đây là những vấn đề về tính khả thi có thể được giải quyết trong lý thuyết, mặc dù giải pháp hoàn hảo có thể không thực tế.Mặt khác là những hạn chế vật lý cơ bản, các quy luật tự nhiên khi họ liên quan đến nhiệm vụ trong câu hỏi.Những hạn chế này cuối cùng dictate những gì có thể hoặc không có thể được thực hiện, không phân biệt trong những vấn đề công nghệ. Những hạn chế cơ bản của truyền tải thông tin bằng phương tiện điện là băng thông và tiếng ồn. Khái niệm về băng thông áp dụng cho cả hai tín hiệu và hệ thống như là một thước đo của tốc độ.Khi một tín hiệu thay đổi nhanh chóng theo thời gian, nội dung tần số của nó, hoặc quang phổ, kéo dài trên một phạm vi rộng và chúng ta nói rằng tín hiệu có một băng thông lớn. Tương tự như vậy, khả năng của một hệ thống để theo dõi biến đổi tín hiệu được phản ánh trong đáp ứng tần số có thể sử dụng băng thông truyền tải. Bây giờ tất cả các hệ thống điện có chứa các thành phần lưu trữ năng lượng, và năng lượng lưu trữ không thể thay đổi ngay lập tức. Do đó, tất cả các hệ thống thông tin liên lạc có một B băng thông hữu hạn giới hạn tỷ lệ biến đổi tín hiệu. Truyền thông theo điều kiện thời gian thực đòi hỏi băng thông truyền tải đủ để thích ứng với phổ tín hiệu, nếu không, biến dạng nghiêm trọng sẽ dẫn đến. Như vậy, ví dụ, một băng thông của một số megahertz là cần thiết cho một tín hiệu video truyền hình, trong khi chậm hơn nhiều các biến thể của một sự phù hợp tín hiệu thoại thành các kHz ~ 3 B. Đối với một tín hiệu kỹ thuật số với r biểu tượng mỗi giây, băng thông phải là B> r / 2. Trong trường hợp truyền tải thông tin mà không có một hạn chế thời gian thực, băng thông có sẵn quyết định tốc độ tín hiệu tối đa. Thời gian cần thiết để truyền tải một lượng thông tin do đó tỉ lệ nghịch với B. Tiếng ồn áp đặt một giới hạn thứ hai trên truyền tải thông tin. Tại sao là tiếng ồn không thể tránh khỏi? Thay vì tò mò, câu trả lời đến từ lý thuyết động học.Tại bất kỳ nhiệt độ trên không độ tuyệt đối, nhiệt năng gây ra các hạt vi để triển lãm chuyển động ngẫu nhiên. Sự chuyển động ngẫu nhiên của các hạt tích điện như electron tạo ra dòng điện hoặc điện áp ngẫu nhiên được gọi là tiếng ồn nhiệt. Ngoài ra còn có các loại tiếng ồn, nhưng tiếng ồn nhiệt xuất hiện trong tất cả các hệ thống thông tin liên lạc Chúng tôi đo tiếng ồn liên quan đến một tín hiệu thông tin về SIN tiếng ồn tín hiệu để tỷ lệ công suất. Tiếng ồn nhiệt điện thông thường là khá nhỏ, và SIN có thể là quá lớn nên tiếng ồn không được chú ý.Tuy nhiên, tại các giá trị thấp hơn của SIN, tiếng ồn làm giảm âm thanh có độ trung thực trong giao tiếp tương tự và sản xuất lỗi trong truyền thông kỹ thuật số. Những vấn đề này trở nên nghiêm trọng nhất trên đường dài liên kết khi tổn thất CHAPTER 1 • Introduction truyền tải làm giảm sức mạnh tín hiệu nhận được xuống đến mức độ tiếng ồn.Khuếch đại ở người nhận là sau đó để avail không có, bởi vì tiếng ồn sẽ được khuếch đại cùng với tín hiệu. Kết hợp cả hai hạn chế trên, Shannon (1948) nói rằng tốc độ truyền tải thông tin không thể vượt quá công suất kênh. C = B log (1 + S / N) Mối quan hệ này, được gọi là pháp luật Hartley-Shannon, thiết lập một giới hạn trên hiệu suất của một hệ thống thông tin liên lạc với một băng thông và tín hiệu để tỷ lệ tiếng ồn. 1.2 ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI MÃ Điều chế và mã hóa là hoạt động thực hiện ở máy phát để đạt được truyền tải thông tin hiệu quả và đáng tin cậy. Vì vậy, chúng là các hoạt động quan trọng xứng đáng được xem xét ở đây. Sau đó, chúng tôi sẽ dành một số chương với các kỹ thuật điều chế và mã hóa. Phương pháp điều chế Điều chế liên quan đến hai dạng sóng: một tín hiệu điều biến đại diện cho tin nhắn, và một làn sóng nhà cung cấp dịch vụ phù hợp với các ứng dụng cụ thể. Một hệ thống điều biến làm thay đổi làn sóng truyền tải tương ứng với sự biến đổi của tín hiệu điều chỉnh. Các sóng điều chế kết quả do đó "mang" các thông tin thông báo. Chúng tôi thường yêu cầu điều chế là một hoạt động đảo ngược, do đó, thông điệp có thể được lấy ra bởi quá trình bổ sung của giải điều chế. Hình 1,2-1 mô tả một phần của một tín hiệu điều biến tương tự (phần một) và điều chế dạng sóng tương ứng thu được bằng cách thay đổi biên độ của một sóng mang hình sin (b). Đây là điều chế biên độ quen thuộc (AM) được sử dụng cho đài phát thanh truyền hình và các ứng dụng khác. Tin nhắn cũng có thể được ấn tượng trên một tàu sân sin biến tần số (FM) hoặc giai đoạn điều chế (AM). Tất cả các phương pháp điều chế nhà cung cấp dịch vụ hình sin được nhóm lại dưới tiêu đề của sóng liên tục (CW) điều chế. Ngẫu nhiên, bạn hoạt động như một bộ điều biến CW bất cứ khi nào bạn nói. Sự truyền giọng nói qua không khí được thực hiện bằng cách tạo ra tấn vận chuyển trong dây thanh quản và điều chỉnh các tông với các hành động cơ bắp của khoang miệng.Vì vậy, những gì tai nghe như bài phát biểu là một làn sóng âm thanh được điều chế tương tự như một tín hiệu AM. Hầu hết các hệ thống truyền dẫn đường dài sử dụng CW điều chế với tần số sóng mang cao hơn nhiều so với các thành phần tần số cao nhất của tín hiệu điều chỉnh.Phổ của tín hiệu điều chế sau đó bao gồm một ban nhạc của các thành phần tần số nhóm xung quanh tần số sóng mang. Dưới những điều kiện này, chúng ta nói rằng CW điều chế sản xuất dịch tần số.Trong AM phát thanh truyền hình, ví dụ, phổ thông điệp thường chạy từ 100 Hz đến 5 kHz, nếu tần số sóng mang là 600 kHz, sau đó phổ của sóng mang điều chế bao gồm 595-605 kHz. CHAPTER 1 • Introduction Phương pháp điều chế khác được gọi là điều chế xung, có một chuyến tàu định kỳ các xung ngắn là sóng mang. Hình 1.2 lc cho thấy một dạng sóng xung ampli ¬ tude điều chế (PAM). Chú ý sóng PAM này bao gồm các mẫu ngắn chiết xuất từ tín hiệu tương tự ở đầu của hình. Lấy mẫu là kỹ thuật xử lý tín hiệu quan trọng, và tùy thuộc vào một số điều kiện nhất định, nó có thể để tái tạo lại toàn bộ dạng sóng từ các mẫu định kỳ. Nhưng điều chế xung tự nó không sản xuất các dịch tần số cần thiết để truyền tín hiệu hiệu quả. Một số máy phát do đó kết hợp xung và CW điều chế. Các kỹ thuật điều chế khác, mô tả một thời gian ngắn, kết hợp điều chế xung với mã hóa. Lợi ích của điều chế và Ứng dụng Mục đích chính của điều chế trong một hệ thống thông tin liên lạc là để tạo ra một tín hiệu điều chế phù hợp với đặc điểm của kênh truyền dẫn. Trên thực tế, có rất nhiều lợi ích và các ứng dụng thực tế của điều chế thảo luận ngắn gọn dưới đây. Điều chế để truyền hiệu quả truyền dẫn tín hiệu qua khoảng cách đáng luôn luôn liên quan đến một làn sóng điện từ đi du lịch, có hoặc không có một phương tiện hướng dẫn. Hiệu quả của bất kỳ phương pháp truyền dẫn cụ thể nào phụ thuộc vào tần số của các tín hiệu được truyền đi. Bằng cách khai thác tài nguyên sự dịch chuyển tần số của biến điệu CW, thông tin tin nhắn có thể được đưa vào trên một vật mang có tần số đã được lựa chọn với phương pháp truyền mong muốn. Như một trường hợp tại điểm, sự truyền dẫn tỉ lệ hiệu quả đường ngắm đòi hỏi phải có ăng-ten có kích thước vật lý ít nhất 1/10 bước sóng của tín hiệu. Truyền dẫn tín hiệu âm thanh không điều chế có chứa các thành phần tần số xuống 100 Hz do đó sẽ gọi cho ăng-ten dài khoảng 300 km . Truyền dẫn điều chế ở 100 MHz , trong phát thanh truyền hình FM , cho phép kích thước ăng ten thực tế khoảng một mét. Tại các tần số dưới 100 MHz , phương thức tuyên truyền khác có hiệu quả tốt hơn với các kích thước ăng-ten hợp lý. Tomasi (1994, chương 10) đưa ra một phương pháp điều trị nhỏ gọn tuyên truyền vô tuyến và ăng-ten. Đối với mục đích tham khảo , hình. 1,2-2 CHAPTER 1 • Introduction cho thấy những phần của phổ điện từ , phù hợp với tín hiệu truyền dẫn . Con số này bao gồm các bước sóng không gian tự do , định băng tần số , và các phương tiện truyền thông truyền điển hình và phương thức tuyên truyền. Cũng đòi hỏi là những ứng dụng đại diện ủy quyền của Ủy ban Truyền thông Liên bang Mỹ. Điều chế để khắc phục những hạn chế phần cứng thiết kế của một hệ thống thông tin liên lạc có thể được hạn chế bởi chi phí và tính sẵn sàng của phần cứng, phần cứng có hiệu suất thường phụ thuộc vào tần số liên quan. Điều chế cho phép các nhà thiết kế để đặt một tín hiệu trong một số phạm vi tần số mà tránh hạn chế phần cứng. Một mối quan tâm đặc biệt cùng dòng này là câu hỏi băng thông phân đoạn, được định nghĩa như băng thông tuyệt đối chia tần số trung tâm. Chi phí phần cứng và các biến chứng được giảm thiểu nếu băng thông phân đoạn được giữ trong vòng 1-10 phần trăm. Fractional băng thông xem xét tài khoản cho một thực tế rằng các đơn vị điều chế được tìm thấy trong thu cũng như trong truyền. Tương tự như vậy sau đó tín hiệu với băng tần lớn nên được điều chỉnh trên vận chuyển tần số cao. Kể từ khi thông tin tỷ lệ là tỷ lệ thuận với băng tần , theo quy định của luật Hartley-Shannon, chúng tôi kết luận rằng một tỷ lệ thông tin cao đòi hỏi một tần số sóng mang cao. Chẳng hạn, hệ thống lò vi sóng 5 GHz có thể chứa 10.000 lần nhiều thông tin trong một khoảng thời gian nhất định như là một kênh 500KHz đài phát thanh . Thậm chí còn cao hơn trong quang phổ điện từ, một chùm tia laser quang học có tiềm năng băng tần tương đương 10 triệu kênh truy nhập. Điều chế để giảm tiếng ồn và nhiễu Một phương pháp tổng lực để chống tiếng ồn và giao thoa sóng là để tăng sức mạnh tín hiệu cho đến khi nó lấn át độ nhiễm xạ. Tuy nhiên, tăng sức mạnh là tốn kém và có thể làm hỏng thiết bị. (Một trong các dây cáp xuyên Đại Tây Dương đầu dường như bị phá hủy bởi sự gãy trong một nỗ lực để có được một tín hiệu nhận được có thể sử dụng điện áp cao.) May mắn thay, FM và một số loại khác của sự biến điệu có tài sản có giá trị của tiếng ồn và sự can thiệp đàn áp. Thuộc tính này được gọi là "giảm tiếng ồn dải rộng bởi vì nó đòi hỏi băng thông truyền dẫn lớn hơn nhiều so với băng thông của tín hiệu điều chỉnh.Điều chế băng rộng do đó cho phép các nhà thiết kế để trao đổi gia tăng băng thông cho công suất tín hiệu giảm, một sự cân bằng ngụ ý của pháp luật Hartley Shannon. Lưu ý rằng một tần số sóng mang cao hơn có thể cần thiết để thích ứng với điều chế băng rộng. CHAPTER 1 • Introduction Điều chế cho ghép kênh là quá trình kết hợp một số tín hiệu để truyền đồng thời trên một kênh. Phân chia tần số ghép kênh (FDM) sử dụng CW điều chế để đưa từng tín hiệu trên một tần số sóng mang khác nhau, và một ngân hàng của các bộ lọc tách tín hiệu tại điểm đến. Phân chia thời gian ghép kênh (TDM) sử dụng điều chế xung để đưa mẫu tín hiệu khác nhau không chồng chéo trong khe thời gian. Trở lại trong hình. 1,2-lc, ví dụ, khoảng cách giữa các xung có thể được lấp đầy với các mẫu từ các tín hiệu khác. Một mạch chuyển đổi tại điểm đến sau đó phân biệt các mẫu cho tái thiết. Ứng dụng tín hiệu ghép kênh FM âm thanh nổi phát thanh truyền hình, truyền hình cáp và điện thoại đường dài. Một biến thể của ghép kênh đa truy nhập (MA). Trong khi đó, ghép kênh liên quan đến một nhiệm vụ cố định của các nguồn tài nguyên thông tin liên lạc thông thường (chẳng hạn như fre phổ tần ¬) ở cấp địa phương, MA liên quan đến việc chia sẻ từ xa của các nguồn tài nguyên. Ví dụ, đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA) gán một mã duy nhất cho mỗi người dùng di động kỹ thuật số, và truyền cá nhân được phân chia bởi mối tương quan giữa các mã của truyền mong muốn và bên nhận. Kể từ CDMA cho phép người CHAPTER 1 • Introduction dùng khác nhau để chia sẻ cùng một băng tần số đồng thời, nó cung cấp một cách khác để tăng hiệu quả truyền thông. Phương pháp mã hóa và lợi ích Chúng tôi đã mô tả điều chế như là một hoạt động xử lý tín hiệu cho lây truyền hiệu quả. Mã hóa là môột quá trình hoạt động suy biến -biểu tượng cho truyền thông được cải thiện khi các thông tin kỹ thuật số hoặc có thể gần đúng trong các hình thái của các biểu tượng riêng biệt. Cả hai mã hóa và điều chế đều cần thiết cho việc truyền tải kỹ thuật số từ xa trở nên đáng tin cậy. Các hoạt động của mã hóa biến đổi một thông điệp kỹ thuật số thành một chuỗi mới của các biểu tượng. Giải mã chuyển đổi một chuỗi mã hóa thông điệp ban đầu, có lẽ, một vài lỗi gây ra bởi nhiễm bẩn truyền. Hãy xem xét một máy tính hoặc nguồn kỹ thuật số khác có M >> 2 biểu tượng. giải mã truyền tải một thông điệp từ nguồn này sẽ yêu cầu M dạng sóng khác nhau, một cho mỗi biểu tượng. Ngoài ra, mỗi biểu tượng có thể được đại diện bởi một từ mã nhị phân con bao gồm các số nhị phân K. Vì có các ctừ mã khóa , 2K có thể tạo ra các số nhị phân K, chúng ta cần K> log, M chữ số cho mỗi mã hóa các ký hiệu nguồn M. Nếu nguồn sản xuất ký hiệu r mỗi giây, các mã nhị phân sẽ có Kr chữ số cho mỗi giây và yêu cầu băng thông truyền dẫn là K lần băng thông của một tín hiệu giải mã. Trong việc trao đổi để tăng băng thông, Mã hóa mã nguồn M-ary dưới dạng nhị phân có hai thuận lợi, Thứ nhất, cần phần cứng ít phức tạp để xử lý tín hiệu chỉ bao gồm hai dạng sóng. Thứ hai, ô nhiễm tiếng ồn ít tác dụng lên tín hiệu nhị phân hơn tín hiệu bao gồm các bước sóng M khác nhau, vì thế sẽ giảm thiểu lỗi do tiếng ồn.Do đó phương pháp mã hóa này là một phương pháp kỹ thuật số cơ bản cho việc giảm thiểu tiếng ồn băng thông rộng. Mã hóa kênh là một kỹ thuật được sử dụng để giới thiệu dự phòng kiểm soát để nâng cao hơn nữa độ tin cậy thực hiện trong một kênh ồn ào. Lỗi kiểm soát mã hóa đi xa hơn theo hướng giảm tiếng ồn băng rộng. Bằng cách phụ thêm chữ số kiểm tra thêm để mỗi từ mã nhị phân, chúng ta có thể phát hiện, hoặc thậm chí chính xác, hầu hết các lỗi xảy ra.Kiểm soát lỗi mã hóa làm tăng băng thông và phức tạp phần cứng, nhưng nó trả về truyền thông kỹ thuật số gần lỗi mặc dù một tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm thấp. Vì vậy, mã nguồn có thể được xem như là kép của mã hóa kênh trong đó nó làm giảm sự dư thừa để đạt được hiệu quả mong muốn.Bây giờ, hãy kiểm tra các hạn chế hệ thống cơ bản khác: băng thông. Nhiều hệ thống thông tin liên lạc dựa trên mạng điện thoại để truyền. Kể từ khi băng thông của hệ thống truyền tải được giới hạn bởi các thông số kỹ thuật thiết kế nhiều thập kỷ, để tăng tốc độ dữ liệu, băng thông tín hiệu phải được giảm. Modem tốc độ cao (dữ liệu điều biến demodulators) là một ứng dụng yêu cầu như vậy để cắt giảm dữ liệu . Kỹ thuật mã hóa nguồn tận dụng lợi thế của kiến thức thống kê của nguồn tín hiệu để kích hoạt tính năng mã hóa hiệu quả. Vì vậy, mã nguồn có thể được xem như là kép của mã hóa kênh trong đó nó làm giảm sự dư thừa để đạt được hiệu quả mong muốn. Cuối cùng, những lợi ích của kỹ thuật mã hóa số có thể được kết hợp trong giao tiếp tương tự với sự giúp đỡ của phương pháp chuyển đổi kỹ thuật số như biến điệu mã xung (PCM). Một tín hiệu PCM được tạo ra bằng cách lấy mẫu các tin nhắn tương tự, số hóa (lượng tử) các giá trị mẫu, và mã hóa trình tự của các mẫu số hóa. Theo quan điểm của độ tin cậy, tính linh hoạt, và hiệu quả của kỹ thuật số truyền, PCM đã trở thành một phương pháp quan trọng để giao tiếp tương tự.Hơn nữa, khi kết hợp với các bộ vi xử lý tốc độ cao, PCM làm cho nó có thể thay thế xử lý tín hiệu kỹ thuật số cho các hoạt động tương tự. CHAPTER 1 • Introduction [...]... lý và đánh giá kỹ thuật Chương 2 và 3 sử lý các tín hiệu xác định, nhấn mạnh trong miền thời gian và phân tích miền tần số truyền tín hiệu, biến dạng và lọc Chương 4 và 5 thảo luận về làm thế nào và lý do tại sao các loại khác nhau của CW điều chế Chủ đề cụ thể bao gồm điều chế dạng sóng, máy phát, và băng thông truyền tải Lấy mẫu và điều chế xung được giới thiệu trong Chương 6, tiếp theo là hệ thống. .. bao gồm cả thu, hệ thống ghép kênh, và các hệ thống truyền hình trong Chương 7 Trước khi thảo luận về tác động của tiếng ồn trên hệ thống CW điều chế trong Chương 10 Chương 8 và 9 áp dụng lý thuyết xác suất và thống kê để giải các bài toán về tín hiệu ngẫu nhiên và tiếng ồn Truyền thông kỹ thuật số bắt đầu trong chương 11 với baseband (điều chế) truyền, vì vậy chúng ta có thể tập trung vào các khái niệm... các tín hiệu kỹ thuật số và quang phổ tiếng ồn, và các lỗi và đồng bộ hóa trong Chương 12 , sau đó rút ra sau khi các chương trước sử dụng cho việc nghiên cứu điều chế xung mã hoá, bao gồm PCM và các hệ thống ghép kênh kỹ thuật số Sự khảo sát ngắn mã kiểm soát lỗi được trình bày trong Chương 13 Chương 14 phân tích các hệ thống truyền dẫn kỹ thuật số với CW điều chế, mà đỉnh cao là một so sánh hiệu. .. truyền tải : Landmark lý thuyết truyền tín hiệu và tiếng ồn JR Carson, H Nyquist, JB Johnson, và RV L Hartley 19 23- 1 938 Hệ thống truyền hình bằng hình ảnh được hình thành bởi Baird và Jenkins :lý thuyết phân tích các yêu cầu băng thông , Farnsworth và Zworykin đề xuất hệ thống điện tử, chân không ống cathode-ray hoàn thiện của Dumont và những người khác, thử nghiệm và phát sóng thử nghiệm bắt đầu Ủy ban... Liên bang thành lập 1 931 Bắt đầu dịch vụ máy đánh chữ 1 934 H.S Black phát triển các bộ khuếch đại âm phản hồi 1 936 Bài báo của Armstrong nêu trường hợp cho các đài phát thanh FM 1 937 Alec Reeves hình thành kỹ thuật đếm xung 1 938 -1945 Hệ thống Radar và hệ thống lò vi sóng phát triển; FM được sử dụng rộng rãi cho thông tin liên lạc quân sự, cải tiến thiết bị điện tử, phần cứng, và lý thuyết trong tất... khác nhau Một bài thuyết trình mở rộng của hệ thống trải phổ được trình bày trong ấn bản này trong Chương 15.Cuối cùng, một giới thiệu về lý thuyết thông tin trong Chương 16 cung cấp kỹ thuật truyền thông kỹ thuật số và cho chúng ta biết định luật Hartley-Shannon Mỗi chương chứa vài bài tập được thiết kế để làm rõ và củng cố các khái niệm và các kỹ thuật phân tích Bạn nên làm việc với các bài tập như... P(A C) và P(A + B) thỏa mãn với điều kiện A C có năm khả năng và A + B có bốn 3 2 1 4 3 2 1 P( A + B) = + − = P( A + B) = + − 8 8 8 8 8 8 8 BÀI TẬP 8.1-1:Một bánh xe được chia làm 3 phần bằng nhau, sơn các màu Xanh (G), Đỏ (R) và màu vàng (Y) tương ứng Quay bánh xe 2 lần và kết quả nhận được có thể là GR, RG… Đặt A=”Cả 2 lần đều không phải màu vàng” và B “2 màu khác nhau” Vẽ biểu đồ Ven và tính P(A),... các tín hiệu được biết đến hoặc được xác định tại mọi thời điểm Trong chương 9 chúng ta sẽ xử lý với tín hiệu ngẫu nhiên ,tín hiệu mà không thể mô tả chính xác trạng thái của hàm tổng quát cho trước .Tín hiệu ngẫu nhiên xuất hiện trong truyền thông cả về nhiễu không như ý muốn và nhiễu như ý muốn mang thông tin dưới dạng sóng Do thiếu hiểu biết chi tiết về sự thay đổi theo thời gian của một tín hiệu. .. cho các chủ đề MỤC TIÊU Sau khi nghiên cứu chương này và làm việc tập các bài tập, bạn sẽ có thể làm mỗi sau đây: 1 Tính toán xác suất sự kiện sử dụng tần số xảy ra và các mối quan hệ để loại trừ lẫn nhau,điều kiện, và biến cố thống kê độc lập (Sect 8,1) 2 Xác định và nêu rõ các thuộc tính của các hàm xác suất của biến ngẫu nhiên rời rạc và liên tục (Sect 8,2) 3 Viết một biểu thức xác suất của một hàm... kiện 1800-1 837 Sơ bộ sự phát triển : Volta phát hiện ra pin tiểu học , toán học luận bởi Fourier, Cauchy và Laplace, thí nghiệm về điện và từ Oersted, Ampere, Faraday, và Henry, định luật Ohm (1826), hệ thống điện tín đầu bởi Gauss, Weber và Wheatstone 1 838 -1866 Điện báo: Morse hoàn thiện hệ thống của mình; Steinheil tìm thấy rằng trái đất có thể được sử dụng cho một con đường hiện tại, dịch vụ thương . Hợp - 1 .3+ 1.4 4. Trịnh Hùng Cường 31 1 -31 6 5. Lê Trần Mạnh 31 7 -32 2 6. Tạ Văn Bách 32 3 -32 8 7. Nguyễn Đức Linh 32 9 -33 3 8. Lê Vũ Hiệp 33 4 -33 8 9. Lê Duy Nhất 33 9 -34 4 10. Hồ Quốc Ngọc 34 5-450 CHƯƠNG. xác định hai loại tín hiệu riêng biệt:tương tự và số. Sự phân biệt giữa 2 tín hiệu này dữa vào cách thức truyền tính hiệu. Tín hiệu Tín hiệu Nguồn Bộ chuyển đổi vào Hệ thống thông tin . BÀI DỊCH TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG Nhóm 3: Chương 1: Introduction Chương 8: Probability and Random Variables Danh sách phần dịch: 1. Phạm Thế Tỉnh - Phần Đầu + 1.1 2. Hoàng Tiến Phú - 1.2 3.