Tiểu luận truyền dẫn số

Tiểu luận truyền dẫn số

Truyền dẫn số M ỤC LỤC MỤC LỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT LỜI NÓI ĐẦU I ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ SỐ 1.1 Tổng quan điều chế số 1.2 Một số phương pháp điều chế số II.ĐIỀU CHẾ KHÓA DỊCH PHA PSK 2.1 Giới thiệu khóa dịch pha PSK 2.2 Kỹ thuật điều chế giải điều chế BPSK 2.3 Khóa dịch pha vi phân DPSK 2.4 Khóa dịch pha cầu phương (QPSK) Khóa dịch pha M-ary(MPSK) III ĐIỀU BIÊN CẦU PHƯƠNG QAM 3.1 Giới thiệu điều biên cầu phương QAM………………………………………… 3.2 Kỹ thuật điều chế QAM……………………………………………………………… 3.3 Sơ đồ điều chế giải điều chế M-QAM 3.4 Ứng dụng QAM IV KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Nhóm 16 Page Truyền dẫn số CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AM Amplitude Modulation Điều chế biên độ ASK Amplitude Shift Keying Điều chế khóa dịch biên độ BPSK Binary Phase Shift Keying Điều chế pha nhị phân PSK Phase Shift Keying Điều chế khóa dịch pha QPSK Quadrature Phase Shift Keying Điều chế khóa dịch pha vuông góc QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ cầu phương TLO Transmitter Local Oscillator Bộ dao động nội phát RLO Receiver Local Oscillator Bộ dao động nội thu Nhóm 16 Page Truyền dẫn số I I.1 ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ SỐ Tổng quan điều chế số Điều chế số trình xử lý mà ký hiệu số được chuyển đổi sang dạng sóng tương thích với đặc tính của kênh truyền dẫn Trong trường hợp điều chế băng tần sở (baseband modulation), dạng sóng thường khung định dạng Nhưng trường hợp điều chế thông dải (bandpass modulation), xung định dạng điều chế mộ đường hình sin gọi sóng mang Trong truyền đẫn vô tuyến thì sóng mang được biến đổi thành trường điện từ (EM) để truyền đến nơi mong muốn Một câu hỏi đặt rằng tại cần thiết phải sử dụng sóng mang cho truyền dẫn vô tuyến của tín hiệu băng tần sở ? Câu trả lời sự truyền đẫn của trường điện từ qua không gian dược thực cùng với việc sử dụng ăng ten Kích thước của ăng ten phụ thuộc vào bước sóng lamda ứng dụng của Đối với mạng điện thoại di dộng, kích thước ăng ten điển hình /4, với độ dài bước sóng = c/f c vận tốc ánh sáng cỡ 3.10 m/s Xem xét việc truyền tín hiệu băng tần sở (f=3000Hz) bằng cách kết nối trực tiếp với ăng ten mà sóng mang Khi kích thước của ăng ten sẽ phải lớn đến mức nào? Đối với tín hiệu băng tần sở 3000Hz thì /4=25000 m ( 15 dặm) Để truyền tín hiệu có tần số 3000Hz qua không gian mà điều chế sóng mang thì yêu cầu ăng ten có độ rộng 25000m( 15 dặm ) không khả thi Tuy nhiên, thông tin băng tần sở được điều chế lần thứ nhất ở sóng mang cao hơn, ví dụ sóng mang 900 MHz, thì đường kính ăng ten tương đương sẽ cm Chính vì lí mà diều chế sóng mang hay điều chế thông dải bước quan trọng cho tất hệ thống kể hệ thống truyền dẫn vô tuyến Điều chế thông dải còn đem lại số lợi ích khác truyền đẫn tín hiệu Nếu có nhiều tín hiệu cùng sử dụng kênh truyền đơn, điều chế có thể được sử dụng để tách riêng tín hiệu khác qua việc ghép kênh phân chia theo tần số Điều chế có thể được sử dụng để giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu qua việc điều chế trải phổ, yêu cầu băng thông hệ thống lớn rất nhiều băng thông tối thiểu được sử dụng rong tin Điều chế có thể được sử dụng để đặt tín hiệu băng tần theo yêu cầu thiết kế việc lọc khuếch đại tín hiệu Đây trường hợp tín hiệu ở tần số vô tuyến (RF) được chuyển đổi sang tần số trung tần (IF) ở máy thu Điều chế thông dải (số hoặc tương tự) trình tín hiệu thông tin được chuyển đổi sang dạng sóng tín hiệu hình sin; Đối với điều chế số, chu kỳ tín hiệu hình sin T tương đương với bề rộng của ký hiệu số Nhóm 16 Page Truyền dẫn số Tín hiệu hình sin có đặc điểm để phân biệt tín hiệu hình sin với tín hiệu hình sin khác: biên dộ, tần số, pha Do , điều chế thông dải có thể được định nghĩa trình mà ở biên độ, tần số hay pha của sóng mang vô tuyến RF, hoặc sự kết hợp của yếu tố được biến dổi tương ứng với tín hiệu thông tin cần được truyền Dạng tổng quát của tín hiệu sóng mang là: Ở đây, A(t) biên độ biến đổi theo thời gian góc pha biến dổi theo thời gian có thể viết cụ thể hơn: Khi đó: ] Với tần số góc của sóng mang pha F được sử dụng biểu thị cho tân số Khi f được sử dụng thì đơn vị Hert z (HZ) còn được sử dụng thì đơn vị radian/s, giữa chúng có mối quan hệ : 1.2 Một số phương pháp điều chế số Các loại điều chế/giải diều chế thông dải được minh họa ở hình vẽ Khi máy thu biết được pha của sóng mang để tách tín hiệu thì trình xử lí gọi tách sóng kết hợp ( coherent detection); Khi máy tu không sử dụng thông tin tham khảo pha, thì trình xử lí được gọi tách song không kết hợp ( noncohernt detection) Trong truyền thông số, thuật ngữ giải điêuù chế tách song thường được dùng thay cho nhau, mặc dù giải điêu chế nhấn mạnh sự tái tạo, khôi phục dạng sóng, còn tách song liên quan tới trình đưa định ký hiệu thu được Trong tách sóng kết hợp lý tưởng, có sẵn ở máy thu nguyên mẫu của tín hiệu đến Những dạng song nguyên mẫu cố gắng để chép nguyên tín hiệu ở mọi khía cạnh , chí pha của song vô tuyến Máy thus au được khóa pha (phase locked) với tín hiệu đến Trong trình giải điều chế , máy thu nhân kết hợp ( tương qua ) tín hiệu đến với nguyên mẫu của Điều chế/giải điều chế kết hợp được phân loại là: Khóa dịch pha (PSK), Khóa dịch biên độ (ASK), Khóa dịch tần số (FSK), Điều chế pha liên tục (CPM) lai ghép giữa phương pháp Ví dụ điều chế pha liên tục –CPM Khóa dịch pha cầu phương bù (OQPSK), khóa dịch nhỏ nhất/ tối thiểu (MSK), điều chế lai ghép điều biên cầu phương (QAM) Nhóm 16 Page Truyền dẫn số Giải điều chế không kết hợp có ở hệ thống mà giải điều chế được thiết kế hoạt động không cần biết giá rị tuyệt đối của pha tín hiệu vào; không yều cầu việc ước lượng pha Cho nên ưu điểm của hệ thống khoogn kết hợp so với kết hợp giảm được độ phức tạp, xác suất lỗi ( lại tăng lên.Ở hình những loại điều chế/giải điều chế được liệt kê cột không kết hợp DPSK,FSK,ASK,CPM, điều chế lai Kết hợp (Coherent) Không kết hợp (NonCoherent) Khóa dịch pha - PSK Khóa dịch pha vi phân-DPSK Khóa dịch tần số-FSK Khóa dịch tần số-FSK Khóa dịch biên độ-ASK Khóa dịch biên độ-ASK Điều chế pha liên tục-CPM Điều chế pha liên tục-CPM Điều chế lai-Hybrid Điều chế lai-Hybrid II ĐIỀU CHẾ KHÓA DỊCH PHA PSK (Phase Shift Keying) 2.1 Giới thiệu khóa dịch pha PSK Khóa dịch pha dạng điều chế góc, biên độ không đổi Khóa dịch pha tương tự điều chế pha thông thường, có khác PSK có tín hiệu đầu vào tín hiệu nhị phân pha đầu có số lượng giới hạn Điều chế PSK sử dụng điều chế điều chế pha LiNbO3 Tại máy thu, tín hiệu PSK được giải điều chế bằng hệ thống tách sóng đồng tần hoặc đổi tần, tín hiệu trung tần IF được giải điều chế đồng hoặc không đồng Trong phương pháp điều chế PSK, tần số biên độ của sóng mang được giữ không đổi pha của dịch theo bit dòng truyền dữ liệu Phân loại Có loại PSK thường dùng: Nhóm 16 Page Truyền dẫn số Loại thứ nhất dùng hai tín hiệu sóng mang đại diện cho bit “1” sóng mang khác pha 180º Vì tín hiệu nghịch đảo của nên loại được gọi PSK pha phối hợp Điều bất tiện của loại đòi hỏi phải có sóng mang tham chiếu để so pha với tín hiệu thu, thực đồng pha giữa máy thu máy phát Kết dẫn đến mạch chế phức tạp bit “0”, hai tín hiệu tại máy thu cần phải giải điều Loại PSK thứ gọi PSK vi sai Với loại sự dịch chuyển pha bit hay symbol, không cần quan tâm tới chuỗi bit “0” hay “1” truyền Giả sử với điều chế 2-PSK vi sai thì sự dịch pha 90º tương ứng hành định “0” bit kế tiếp, sự dịch pha 270º bit “1” tiếp Như mạch giải điều chế cần xác định độ lớn của sự dịch pha xác định giá trị tuyệt đối của từng pha Ở mạch điều chế thay thái của dữ liệu đổi pha của sóng mang xảy tại được với tín hiệu bit kế thay vì phải đổi trạng Về mặt toán học ta có thể xác định băng thông của PSK Ở chúng ta trình bày tín hiệu số nhị phân dạng lưỡng cực vì mức âm của tín hiệu sẽ kết đổi pha 180º của sóng mang Tín hiệu dữ liệu biểu diễn dạng chuối Fourier sau: S(t)=4/π[cosωₒt-1/3 cos3ωₒt +1/5cos5ωₒt- ] Từ suy ra: SPSK=4/π[cosωct.cosωₒt-1/3 cosωct cos3ωₒt + ] m(t) s(t) Nhóm 16 Page Truyền dẫn số SPSK (t) Hình 2.1: Điều chế pha tín hiệu nhị phân 1011001 Năng lượng tín hiệu: f1 -3f0 f1 -f0 f0 f1+ f0 f1+3f0 f0 -thành phần tần số =1/2 tốc độ bit Hình 2.2: Băng thông tín hiệu PSK Yêu cầu độ rộng băng ASK PSK giống thể ở hàm mật độ phổ công suất PPSK = (A²/4) Phổ của PSK không chứa hàm Delta Dirac hay xung ở tần số mang, dạng điều chế nén sóng mang 2.2 Kỹ thuật điều chế giải điều chế PSK hai trạng thái quán, BPSK quán Khóa dịch pha nhị phân (BPSK) liên quan đến sự dịch pha của sóng mang hình sin 0º hoặc 180º tương ứng với tín hiệu nhị phân đơn cực đầu vào Sơ đồ tạo tín hiệu điều chế BPSK được miêu tả ở hình Bản tin: m(t) Sóng mang cos (2πfct) Nhóm 16 Tín hiệu BPSK Page Truyền dẫn số Accos(2πfct+Dpm(t) -90º Dịch pha Hình 2.3: Sơ đồ tạo tín hiệu điều chế BPSK Tín hiệu BPSK được biểu diễn bởi: s(t) = Accos [ωct+Dcm(t) ] Trong m(t) tín hiệu dữ liệu băng gốc lưỡng cực Để thuận tiện, m(t) có giá trị đỉnh ±1 dạng xung chữ nhật Giờ ta sẽ rằng BPSK dạng tín hiệu AM khai triển biểu thức, ta được: s(t) = Accos(Dpm(t))cosωct - Acsin(DPm(t))sinωct Nhắc lại, m(t) có giá trị ±1 cos(x) sin(x) hàm chẵn lẻ của x, minh họa cho tín hiệu rút gọn BPSK là: =(AccosDp)cosωct - (AcsinDp)m(t)sinωct Mức độ của sóng mang hoa tiêu được thiết lập bằng độ chênh lệch giá trị đỉnh, θ=Dp Đối với tín hiệu số được điều chế góc, số điều chế số, h, được định nghĩa là: h= độ lệch pha lớn nhất từ đỉnh đến đích (rad) khoảng cách thời gian yêu cầu gửi ký tự, Ts Đối với tín hiệu nhị phân, thời gian ký tự được tính bằng thời gian bit Ts = Tb Mức độ của sóng mang hoa tiêu được thiết lập bằng độ lệch giá trị đỉnh, = D, với m(t) = ±1 N ếu Dp nhỏ, sóng mang hoa tiêu sẽ có biên độ tương đối lớn so sánh với dữ liệu; đó; có rất ít công suất dạng dữ liệu ( gồm thông tin nguồn) Để tối đa hiệu su ất tín hiệu ( khả lỗi thấp), công suất của dạng tín hiệu cần được tối đa hóa Điều đạt được bằng cách = DP=90º=π/2 rad, tương ứng để số điều chế số của h=1 Trong trường hợp h=1, tín hiệu BPSK trở thành: s(t) = -Acm(t)sinωct Nhóm 16 Page Truyền dẫn số Chòm tín hiệu BPSK được minh họa cụ thể ở hình vẽ đây: Bit Phase 0 180 Bits Hình 2.4: Chòm tín hiệu điều chế BPSK Trong suốt phần này, giả sử ∆θ = 90º, h=1 được sử dụng cho tín hiệu BPSK ( loại trừ giai đoạn khác) Biểu thức 6.9 rằng BPSK tương đương với tín hiệu DSBSC với dạng sóng dữ liệu băng gốc lưỡng cực Đường bao dạng phức cho tín hiệu BPSK là: g(t)=jAcm(t) cho BPSK Chúng ta có được mật độ phổ công suất – PSD cho đường bao phức là: Pg(f) = Tb( cho BPSK Phổ của tín hiệu BPSK được minh họa ở hình Băng thông từ đến cho BPSK 2R, giống với ASK Hình 2.5: PSD tín hiệu thông số dải BPSK Để tách BPSK, tách kết hợp được sử dụng minh họa hình vẽ đây: Tín hiệu vào BPSK Nhóm 16 Bộ lọc thông thấp Page Tín hiệu nhị phân Truyền dẫn số cosωct Hình 2.6: Bộ tách tín hiệu BPSK (tách kết hợp) Quá trình điều chế: Hình 2.7: Quá trình điều chế BPSK Luồng nhị phân đơn cực đầu vào b(t) vào Bộ chuyển đổi mức chuyển đổi ký hiệu “0” “1” vào dạng lưỡng cực với + - Thấy rõ, ở mọi khoảng thời gian của tín hiệu điều chế, đưa lên nhân si Luồng được sử dụng để điều chế sóng mang Φ1(t)=-cos(2πfct) từ dao động nội phát TLO Ở đầu của điều chế ta nhận được sóng BPSK mong muốn Quá trình giải điều chế: Nhóm 16 Page 10 Truyền dẫn số phép Ở đây, hai tập giá trị khả của g(t) được minh họa hình hình những giá trị tương ứng với góc pha 0º, 90º, 180º, 270º, còn ở hình b tương ứng với góc pha 45º, 135º, 225º, 315º Cả hai tập chòm biểu diễn tín hiệu có chất giống ngoại trừ sự thay đổi pha sóng mang Thí dụ của M-ary PSK M=4 được gọi khóa dịch pha cầu phương (QPSK) Dibit Phase 00 01 90 10 180 11 270 01 100 00 (a) 11 01 Dibit Phase 00 45 01 135 10 225 11 315 10 11 (b) Nhóm 16 Page 12 Truyền dẫn số Hình 2.10: Chòm tín hiệu điều chế QPSK Sơ đồ điều chế giải điều chế QPSK Bộ điều chế: Hình 2.11: Quá trình điều chế QPSK Luồng nhị phân đầu vào b(t) được phân luồng DEMUX chia thành hai luồng độc lập b1(t) b2(t) chứa bít chẵn lẻ Bộ chuyển đổi mức chuyển đổi ký hiệu “0” “1” vào dạng lưỡng cực với + - Thấy rõ, ở mọi khoảng thời gian của tín hiệu điều chế, đưa lên nhân vào si1 si2 Hai luồng được sử dụng để điều chế cặp sóng mang vuông góc hay hàm sỏ trực giao: Φ1(t)=- sin(2πfct) từ dao động nội phát TLO sau quay pha π/2, Φ2(t)= sin(2πfct), từ dao động nội phát TLO Kết nhận được cặp sóng mang điều chế 2-PSK, nhờ tính trực giao của Φ1(t) Φ2(t) ta có thể tách sóng độc lập cho hai sóng Sau hai sóng 2-PSK được cộng với để tạo sóng QPSK Lưu ý rằng độ lâu ký hiệu T của sóng QPSK gấp hai lần độ lâu của bit T=2Tb Vì vậy, cho trước tốc độ bit Rb=1/Tb, tín hiệu điều chế QPSK chiếm độ rộng băng tần truyền dẫn bằng nửa độ rộng băng tần của tín hiệu 2-PSK Quá trình giải điều chế: Nhóm 16 Page 13 Truyền dẫn số Hình 2.12: Quá trình giải điều chế QPSK Bộ giải điều chế QPSK bao gồm cặp tương quan có chung đầu vào được cấp tại chỗ cặp sóng mang chuẩn Φ1(t) Φ2(t) Các sóng chuẩn được lấy từ khôi phục sóng mang Các đầu của tương quan (y y2) được so sánh với ngưỡng 0V Nếu y1 >0 thì định được thực thiên ký hiệu đầu của kênh đồng pha I phía trên, y10 thì định thiên ký hiệu đầu của kênh vuông góc phía dưới, y2 = Áp dụng định lý cosin cho chòm tín hiệu 8-PSK, ta có: + - 2cos(45º) = => = Nhóm 16 Page 15 Truyền dẫn số Từ đó, ta có công suất phát trung bình của 4-PSK 8-PSK lần lượt là: = = Công suất phát bổ sung 8-PSK để đat được xác suất lỗi là: P = 10 = 5,3392dB Đánh giá hiệu kỹ thuật điều chế: Xác suất lỗi bit của điều chế BPSK kết hợp được xác định theo biêu thức đây: Pe = erfc với Eb lượng xung N0 đại diện cho mật độ phổ công suất nhiễu Hình biểu diễn xác suất lỗi bit (BEP) của dạng điều chế M-PSK với M=2,4,8,16,64 Đối với hệ thống M- ary, xác suất lỗi bit là: Pe=Q Ở hàm Q(u) được xác định theo biểu thức: Q(u)=dz Quan hệ giữa hàm lỗi hàm Q(u) được cho sau: Erfc(u) = 2Q(u; Q(u)= erfc( Nhóm 16 Page 16 Truyền dẫn số 10 HiÖu n¨ng BER cña hÖ thèng M-QAM kªnh AWGN B PSK 4QA M 16QAM 64QAM 10 -2 BER 10 -1 10 10 10 -3 -4 -5 10 15 SNR cña kªnh dB 20 25 30 Hình 2.14: Xác suất lỗi bit của điều chế M-PSK Bài tập ví dụ: Cho hệ thống BPSK truyền qua kênh AWGN với mật độ phổ công suất No/2 = W/Hz, Eb = T/2, T chu kỳ của bít A biên độ tín hiệu Xác định giá trị của A để xác suất lỗi bit đạt được , tốc độ dữ liệu là: a.10kbps b.100kbps c.1Mbps Giải: Xác suất lỗi bit của điều chế BPSK kết hợp được xác định theo biểu thức: Pe = erfc Ta có: Pe = erfc = erfc = Q Với Pe=, chúng ta tra bảng : Nhóm 16 Page 17 Truyền dẫn số = 4,74 => = 44,9352 a Nếu tốc độ dữ liệu Rb=10kbps Ta có : T = = s Khi biên độ tín hiệu: A = = 6,7033 b Tương tự với tốc độ dữ liệu Rb = 100kbps A = 2,12 c Tương tự với tốc độ dữ liệu Rb = 1Mbps A = 6,703 III ĐIỀU BIÊN CẦU PHƯƠNG QAM Giới thiệu điều biên cầu phương QAM 3.1 Phương pháp điều chế M-QAM phương pháp nâng cao hiệu của kênh truyền mà không cần tăng công suất phát hay tăng độ rộng băng thông Việc điều chế hai thành phần đồng pha pha vuông góc cách độc lập với cho ta sơ đồ điều chế gọi điều chế biên độ vuông góc (hay cầu phương) M trạng thái (QAM) Như vậy, sơ đồ điều chế sóng mang bị điều chế biên độ lẫn pha Kỹ thuật điều chế QAM: 3.2 Trong hệ thống PSK, thành phần đồng pha vuông pha được kết hợp với tạo thành tín hiệu đường bao không đổi Tuy nhiên, loại bỏ loại để cho thành phần đồng pha vuông pha có thể độc lập với thì ta được sơ đồ điều gọi điều biên cầu phương điều chế biên độ sóng mang QAM (điều chế biên độ gốc) Ở sơ đồ điều chế này, sóng mang bị điều chế biên độ lẫn pha Điều chế QAM có ưu điểm tăng dung lượng truyền dẫn số Dạng tổng quát của điều chế QAM, 14 mức (m-QAM) được xác định sau: Trong đó, E0 Nhóm 16 : lượng của tín hiệu có biên độ thấp nhất Page 18 Truyền dẫn số , bi : cặp số nguyên độc lập được chọn tùy theo vị trí tin i=1,2…L Dạng sở của chùm tín hiệu M-QAM dạng của hai tín hiệu ASK có L trạng thái Như vậy, tín hiệu S i(t) gồm hai thành phần sóng mang có pha vuông góc được điều chế bởi tập tín hiệu rời rạc nên có tên “Điều chế biên độ vuông góc” Có thể phân tích Si(t) thành cặp hàm sở: Nhóm 16 Page 19 Truyền dẫn số Tọa độ điểm tin Đối với 16-QAM ta có L=4 Nhóm 16 Page 20 với : Truyền dẫn số Thành phần đồng pha vuông pha 16-QAM Chùm tín hiệu của 16-QAM Nhóm 16 Page 21 Truyền dẫn số Hình 3.1: Chùm tín hiệu M-QAM 3.3 Sơ đồ điều chế giải điều chế M-QAM Bộ điều chế Hình 3.2: Quá trình điều chế M-QAM Hoạt động điều chế  Bộ phân luồng (demux) chuyển đổi luồng nhị phân b(t) tốc bit Rb=1/Tb đầu vào thành bốn luồng độc lập, hai bit lẻ được đưa đến chuyển đổi mức ở Nhóm 16 Page 22 Truyền dẫn số nhánh còn hai bit chẵn được đưa đến chuyển đổi mức nhánh Tốc độ ký hiệu trường hợp sẽ bằng Rs=Rb/4 Các biến đổi mức chuyển đổi mức vào L mức () tạo tín hiệu L mức tương ứng với đầu vào đồng pha pha vuông góc • Sau nhân hai tín hiệu L mức với hai sóng mang có pha vuông góc được tạo tử dao động nội phát TLO (Transmitter Local Oscillator) cộng lại ta được tín hiệu M-QAM Bộ giải điều chế Hình 3.3: Sơ đồ giải điều chế M-QAM Hoạt động giải điều chế Tín hiệu thu được đưa lên nhánh đồng pha vuông pha, sau được nhân với hàm trực giao giống phía phát được tạo từ dao động nội thu RLO (Receiver Local Oscillator) Nhờ tính chất trực giao mà ta tách được thành phần tín hiệu Tín hiệu sau được đưa qua tương quan lấy mẫu, đánh giá ngưỡng (so sánh với L-1 ngưỡng) để thu được kí hiệu Sau cùng hai chuỗi số nhị phân được tách nói sẽ kết hợp với ở biến đổi song song vào nốí tiếp để khôi phục lại chuỗi nhị phân phía 3.4 Nhóm 16 phát (ước tính chuỗi phát ) Ứng dụng QAM: Các loại điều chế QAM Page 23 Truyền dẫn số STT LOẠI ĐIỀU CHẾ 4QAM (QPSK) 16QAM 256 SỐ BIT/I(Q) SỐ BIT/SYSMBOL SỐ TRẠNG THÁI 16 64 256 Như với nhiều đề án điều chế kỹ thuật số, biểu đồ chòm đại diện hữu ích Trong QAM, điểm chòm thường được bố trí ô vuông với khoảng cách dọc ngang bằng nhau, mặc dù cấu hình khác có thể (ví dụ Cross-QAM) Từ viễn thông kỹ thuật số dữ liệu thường nhị phân, số lượng điểm lưới điện thường sức mạnh của (2, 4, ) Kể từ QAM thường vuông, số số hình thức phổ biến nhất 16-QAM, 64-QAM, 128-QAM 256-QAM Bằng cách di chuyển đến chòm bậc cao, có thể để truyền tải bit ký hiệu Tuy nhiên, lượng trung bình của chòm cũ (bằng cách làm so sánh công bằng), điểm phải được xích lại gần dễ bị nhiễu tham nhũng khác, điều dẫn đến tỉ lệ lỗi bit cao bậc cao QAM có thể cung cấp nhiều dữ liệu ít đáng tin cậy so với để QAM, cho lượng liên tục có nghĩa chòm Nếu dữ liệu, tỷ giá vượt những người được cung cấp bởi PSK-8 được yêu cầu, nhiều bình thường để di chuyển đến QAM kể từ đạt được khoảng cách lớn giữa điểm lân cận mặt phẳng IQ phân phối điểm đồng Các yếu tố phức tạp những điểm không còn tất biên độ đó, giải điều phải bây giờ chính xác phát hai pha biên độ, giai đoạn 64-QAM 256 QAM-thường được sử dụng truyền hình cáp kỹ thuật số ứng dụng modem cáp Tại Hoa Kỳ, 64-QAM 256-QAM đề án điều chế uỷ quyền cho cáp kỹ thuật số (xem QAM tuner) theo tiêu chuẩn của SCTE tiêu chuẩn ANSI / SCTE 07 năm 2000 Lưu ý rằng những người tiếp thị nhiều người sẽ tham khảo những lúc QAM-64 QAM-256 Tại Anh, 16Nhóm 16 Page 24 Truyền dẫn số QAM 64-QAM được sử dụng cho truyền hình mặt đất kỹ thuật số (Freeview Top Up TV) 256-QAM được lên kế hoạch cho Freeview-HD Hệ thống truyền thông được thiết kế để đạt được mức độ rất cao hiệu quang phổ thông thường sử dụng chòm QAM rất dày đặc Một ví dụ G.hn ITU-T tiêu chuẩn cho nối mạng thông qua hệ thống dây điện tại nhà (cáp đồng trục, đường dây điện thoại đường dây điện), sử dụng chòm lên tới 4096-QAM (12 bit / biểu tượng) Một ví dụ khác công nghệ VDSL2 cho cặp đồng xoắn, có chòm kích thước lên tới 32768 điểm KẾT LUẬN  M-QAM những sơ đồ điều chế M trạnh thái thường được dùng so với sơ đồ trạng thái để truyền số liệu kênh băng tần hạn chế  Việc sử dụng M-QAM sẽ giảm được độ rộng băng tần n= so với BPSK Nhóm 16 Page 25 Truyền dẫn số TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình Truyền Dẫn Số Giáo trình Cơ sở Kỹ Thuật Thông Tin Vô Tuyến Nhóm 16 Page 26 [...]... là “Điều chế biên độ vuông góc” Có thể phân tích Si(t) thành cặp hàm cơ sở: Nhóm 16 Page 19 Truyền dẫn số Tọa độ các điểm bản tin là và Đối với 16-QAM ta có L=4 Nhóm 16 Page 20 với : Truyền dẫn số Thành phần đồng pha và vuông pha trong 16-QAM Chùm tín hiệu của 16-QAM Nhóm 16 Page 21 Truyền dẫn số Hình 3.1: Chùm tín hiệu M-QAM 3.3 Sơ đồ điều chế và giải điều chế M-QAM Bộ điều chế Hình 3.2:... có chòm sao kích thước lên tới 32768 điểm KẾT LUẬN  M-QAM là một trong những sơ đồ điều chế M trạnh thái thường được dùng hơn so với sơ đồ 2 trạng thái để truyền số liệu trong kênh băng tần hạn chế  Việc sử dụng M-QAM sẽ giảm được độ rộng băng tần n= so với BPSK Nhóm 16 Page 25 Truyền dẫn số TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Giáo trình Truyền Dẫn Số 2 Giáo trình Cơ sở Kỹ Thuật Thông Tin Vô Tuyến... chuỗi số nhị phân được tách ra nói trên sẽ kết hợp với nhau ở bộ biến đổi song song vào nốí tiếp để khôi phục lại chuỗi nhị phân phía 3.4 Nhóm 16 phát (ước tính chuỗi phát ) Ứng dụng QAM: Các loại điều chế QAM Page 23 Truyền dẫn số STT 1 2 3 4 LOẠI ĐIỀU CHẾ 4QAM (QPSK) 16QAM 256 SỐ BIT/I(Q) 1 2 3 4 SỐ BIT/SYSMBOL 2 4 6 8 SỐ TRẠNG THÁI 4 16 64 256 Như với nhiều đề án điều chế kỹ thuật số, biểu... truyền hình cáp kỹ thuật số và các ứng dụng modem cáp Tại Hoa Kỳ, 64-QAM và 256-QAM là các đề án điều chế uỷ quyền cho cáp kỹ thuật số (xem QAM tuner) theo tiêu chuẩn của SCTE trong tiêu chuẩn ANSI / SCTE 07 năm 2000 Lưu ý rằng những người tiếp thị nhiều người sẽ tham khảo những lúc QAM-64 và QAM-256 Tại Anh, 16Nhóm 16 Page 24 Truyền dẫn số QAM và 64-QAM hiện đang được sử dụng cho truyền. .. điều chế này, sóng mang bị điều chế cả biên độ lẫn pha Điều chế QAM là có ưu điểm là tăng dung lượng truyền dẫn số Dạng tổng quát của điều chế QAM, 14 mức (m-QAM) được xác định như sau: Trong đó, E0 Nhóm 16 : năng lượng của tín hiệu có biên độ thấp nhất Page 18 Truyền dẫn số ai , bi : cặp số nguyên độc lập được chọn tùy theo vị trí bản tin i=1,2…L Dạng cơ sở của chùm tín hiệu M-QAM... sóng QPSK gấp hai lần độ lâu của một bit T=2Tb Vì vậy, khi cho trước tốc độ bit Rb=1/Tb, tín hiệu điều chế QPSK chỉ chiếm độ rộng băng tần truyền dẫn bằng một nửa độ rộng băng tần của tín hiệu 2-PSK Quá trình giải điều chế: Nhóm 16 Page 13 Truyền dẫn số Hình 2.12: Quá trình giải điều chế QPSK Bộ giải điều chế QPSK bao gồm một cặp các bộ tương quan có chung một đầu vào và được cấp tại chỗ... (ví dụ như Cross-QAM) Từ trong viễn thông kỹ thuật số dữ liệu thường nhị phân, số lượng các điểm trong lưới điện thường là một sức mạnh của 2 (2, 4, 8 ) Kể từ khi QAM thường vuông, một số trong số này là hiếm các hình thức phổ biến nhất là 16-QAM, 64-QAM, 128-QAM và 256-QAM Bằng cách di chuyển đến một chòm sao bậc cao, có thể để truyền tải các bit trên mỗi ký hiệu Tuy nhiên, nếu... (QPSK) và Khóa dịch pha M-ary(MPSK) Nếu máy phát là một máy phát PM với M=4, khóa dịch pha điều chế số 4 mức MPSK được tạo thành ở đầu ra máy phát Biểu đồ các giá trị cho phếp của đường bao phức, g(t)=Ac, gồm 4 điểm cho bốn mức giá trị khác nhau, tương ứng với 4 pha θ cho Nhóm 16 Page 11 Truyền dẫn số phép Ở đây, hai tập các giá trị khả năng của g(t) được minh họa trên hình hình là những... lỗi và hàm Q(u) được cho như sau: Erfc(u) = 2Q(u; Q(u)= erfc( Nhóm 16 Page 16 Truyền dẫn số 10 HiÖu n¨ng BER cña hÖ thèng M-QAM trong kªnh AWGN 0 B PSK 4QA M 16QAM 64QAM 10 -2 BER 10 -1 10 10 10 -3 -4 -5 0 5 10 15 SNR cña kªnh dB 20 25 30 Hình 2.14: Xác suất lỗi bit của điều chế M-PSK Bài tập ví dụ: Cho hệ thống BPSK truyền qua kênh AWGN với mật độ phổ công suất No/2 = W/Hz, Eb = T/2, T là chu... Nhóm 16 Page 17 Truyền dẫn số = 4,74 => = 44,9352 a Nếu tốc độ dữ liệu Rb=10kbps Ta có : T = = s Khi đó biên độ tín hiệu: A = = 6,7033 b Tương tự với tốc độ dữ liệu Rb = 100kbps A = 2,12 c Tương tự với tốc độ dữ liệu Rb = 1Mbps A = 6,703 III ĐIỀU BIÊN CẦU PHƯƠNG QAM Giới thiệu về điều biên cầu phương QAM 3.1 Phương pháp điều chế M-QAM là phương pháp nâng cao hiệu quả của một kênh truyền mà không ... 19 Truyền dẫn số Tọa độ điểm tin Đối với 16-QAM ta có L=4 Nhóm 16 Page 20 với : Truyền dẫn số Thành phần đồng pha vuông pha 16-QAM Chùm tín hiệu của 16-QAM Nhóm 16 Page 21 Truyền dẫn số. .. Page Truyền dẫn số I I.1 ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ SỐ Tổng quan điều chế số Điều chế số trình xử lý mà ký hiệu số được chuyển đổi sang dạng sóng tương thích với đặc tính của kênh truyền. .. lượng truyền dẫn số Dạng tổng quát của điều chế QAM, 14 mức (m-QAM) được xác định sau: Trong đó, E0 Nhóm 16 : lượng của tín hiệu có biên độ thấp nhất Page 18 Truyền dẫn số , bi : cặp số