Thuyết trình chủ đề điều chế và giải điều chế

Các quy tắc mã hóa việc truyền dữ liệu • Phân loại phương tiện truyền dẫn: – Hữu tuyến – Vô tuyến • Tín hiệu số digital signal • Tín hiệu tương tự analog signal • Các Phương pháp mã hóa

Điều Chế và Giải Điều Chế

GVHD: TS Nguyễn Đức Thái Nhóm 3:

Nguyễn Anh Quốc Huỳnh Quốc Thái

Nguyễn Thị Thanh Xuân Nguyễn Thụy Quỳnh Như

Mục lục

• Giới thiệu

• Các Kỹ Thuật Điều Chế Tín Hiệu

 ASK ( Amplitude Shift Keying )

 FSK ( Frequency Shift Keying )

 PSK ( Phase Shift Keying )

 QAM ( Quadrature Amplitude Modulation)

Tổng Quát Chung

Các thành phần trong kênh truyền dữ liệu của việc

mã hóa kênh truyền giữa bên gửi và bên nhận.

Modem

Physical Layer

• Modem : 1 thiết bị không đồng bộ

• Truyền dữ liệu bằng các gói nhỏ

• Không có header trailer, chỉ có bit Start/ Stop

• Example: gửi đoạn text ‘HI’

Các quy tắc mã hóa việc truyền

dữ liệu

• Phân loại phương tiện truyền dẫn:

– Hữu tuyến

– Vô tuyến

• Tín hiệu số ( digital signal)

• Tín hiệu tương tự (analog signal)

• Các Phương pháp mã hóa dữ liệu số

– Dữ liệu số  tín hiệu số

– Tín hiệu số  tín hiệu tương tự

Tín hiệu số (digital signal)

• Tín hiệu số: Tín hiệu digital được biểu

diễn bởi hai trạng thái ON hay OFF hoặc

là 1 hay 0 Tín hiệu số yêu cầu khả năng băng thông lớn hơn tín hiệu tương tự

Tín hiệu tương tự ( analog

signal)

• Tín hiệu tương tự: Tín hiệu analog bao

gồm ba đặc điểm chính: Biên độ

(Amplitude), Tần số(Frequency) và Pha

(Phase) Tín hiệu tương tự được biểu diễn dưới dạng các sóng hình sin

• + Điện áp không thay đổi (không có

transition) khi không có sự thay đổi tín

hiệu

• + Điện áp thay đổi (có transition) khi có sự thay đổi tín hiệu (từ 0 → 1 hoặc từ 1 → 0)

Phương pháp mã hóa NRZ

(Nonreturn to Zero) (tt)

• Nonreturn to Zero-Inverted (NRZ-I)

• + NRZI cho các bit 1,

• + Dữ liệu được mã hóa căn cứ vào việc

có hay không sự thay đổi tín hiệu ở

• đầu thời khoảng bit

• + Bit 1: được mã hóa bằng sự thay đổi

điện áp (có transition)

• + Bit 0: được mã hóa bằng sự không thay đổi điện áp (không có transition)

Phương pháp mã hóa NRZ

(Nonreturn to Zero) (tt)

• + L → H biểu diễn bit 1, H → L biểu diễn

bit 0 (NRZ xor tín hiệu clock).

• + Dùng trong chuẩn IEEE 802.3

PP Manchester / Differential

Manchester (tt)

• Phương pháp Differential Manchester:

• + Thay đổi giữa thời khoảng bit chỉ dùng cho đồng bộ

• + Thay đổi đầu thời khoảng biểu diễn bit 0

• + Không có thay đổi ở đầu thời khoảng

biểu diễn bit 1

• + Dùng trong chuẩn IEEE 802.5

PP Manchester / Differential

Manchester (tt)

Mục lục

• Giới thiệu

• Các Kỹ Thuật Điều Chế Tín Hiệu

 ASK ( Amplitude Shift Keying )

 FSK ( Frequency Shift Keying )

 PSK ( Phase Shift Keying )

 QAM ( Quadrature Amplitude Modulation)

Các Kỹ Thuật Điều Chế

• Hai yếu tố quan trọng trong chuyển đổi số

-tương tự:

– tốc độ bit/baud

– tín hiệu sóng mang (carrier wave)

Tốc độ bit là số bit được truyền trong một giây

Tốc độ baud là số đơn vị tín hiệu trong một giây cần có để biểu diễn số bit vừa nêu

Các Kỹ Thuật Điều Chế

• Hai yếu tố quan trọng trong chuyển đổi số

-tương tự:

– tốc độ bit/baud

– tín hiệu sóng mang (carrier wave)

Trong truyền dẫn analog thì thiết bị phát tạo ra tần số sóng cao tần làm nền cho tín hiệu thông tin Tín hiệu nền này được gọi là sóng mang hay tần số sóng mang

Các Kỹ Thuật Điều Chế

2 tín hiệu cùng tần số nhưng khác giá trị đỉnh (biên độ)

 Đặc tính của 1 tín hiệu sóng

Quan hệ giữa độ dài sóng và chu kỳ.

• Tần số là số lần cùng 1 hiện tượng lặp lại trên 1 đơn vị thời gian.

• Tần số và chu kỳ là nghịch đảo của nhau

 Đặc tính của 1 tín hiệu sóng

Các Kỹ Thuật Điều Chế

Các Kỹ Thuật Điều Chế

Pha mô tả vị trí tương đối của tín hiệu với trị 0

 Đặc tính của 1 tín hiệu sóng

Các Kỹ Thuật Điều Chế

• Tính hiệu sóng được định

nghĩa từ 3 đặc tính: biên độ,

tần số, và góc pha

• Trong truyền số liệu ta quan tâm đến các phương pháp sau:

• ASK(Amplitude shift keying): Điều chế khóa dịch biên độ

• FSK(Frequency shift keying): Điều chế khóa dịch tần số

• PSK(Phase shift keying): Điều chế khóa dịch pha

• QAM(Quadrature amplitude modulation): Điều chế vừa kết hợp

biên độ và pha

• Phương pháp dùng 2 biên độ khác nhau của

sóng mang để biểu diễn 0 và 1.

• Sóng mang sẽ được truyền, khi tín hiệu có giá trị

1, ngược lại được hiểu tín hiệu có giá trị 0.

Tín hiệu mã hóa tương ứng của phương pháp ASK

• Kỹ thuật được dùng trong cáp quang

• Truyền dẫn kiểu ASK thường rất nhạy cảm với nhiễu

• Băng thông dùng cho ASK

BW = (1+d).Nbaud

• N baud : tốc độ baud

• d: thừa số liên quan đến điều kiện đường dây(bé nhất là 0)

=> Băng thông tối thiểu bằng với tốc độ baud

• Kỹ thuật được dùng trong cáp quang

• Truyền dẫn kiểu ASK thường rất nhạy cảm với nhiễu

Điều tần (FSK)

Trong kỹ thuật chuyển đổi này tần số của tín hiệu sóng mang được thay đổi để phản ánh dữ liệu nhị phân.

Điều tần (FSK)

Hiện thực:

Có 2 kiểu: noncoherent và coherent

•Noncoherent FSK(Discontinuous Phase FSK): có thể

có gián đoạn pha khi kết thúc một signal element và bắt đầu tín hiệu kế tiếp.

Điều tần (FSK)

Hiện thực:

Có 2 kiểu: noncoherent và coherent

•Coherent FSK(Continuous Phase FSK): Không có gián đoạn pha giữa các signal element.

Điều pha(PSK)

Trong kỹ thuật chuyển đổi này pha của tín hiệu sóng mang ban đầu được thay đổi để phản ánh dữ liệu nhị phân.

•Sử dụng một tần số sóng mang và thay đổi pha của sóng

mang này

PSK (tt)

Nguyên tắc của PSK

Đồ thị thời gian và trạng thái

PSK

Điều pha(PSK)

• PSK bị giới hạn từ khả năng phân biệt các thay đổi góc pha nhỏ của thiết bị, điều này làm giảm tốc độ bit

• Ta chỉ mới khảo sát riêng lẻ các yếu tố

biên độ, góc pha và tần số của sóng

mang, nhưng khả năng phối hợp của

chúng ra sao?

QAM được dùng trong ADSL và một số hệ thống wireless

•Kết hợp giữa ASK và PSK

•Mở rộng logic của QPSK

•Gởi đồng thời 2 tín hiệu khác nhau cùng tần số mang

– Dùng 2 bản sao của sóng mang, một cái được dịch đi 90 độ

– Mỗi sóng mang đã được điều chế ASK

– 2 tín hiệu độc lập trên cùng môi trường

– Giải điều chế và kết hợp cho dữ liệu nhị phân ban đầu

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

Quadrature Amplitude Modulation (QAM)