Nghiên cứu tín hiệu điều chế băng gốc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG - BÁO CÁO ĐỒ ÁN Đề tài: Nghiên cứu tín hiệu điều chế băng gốc GVHD: Nhóm thực hiện: TS Trần Trung Dũng Nguyễn Ngọc Tân Hùng Tào Văn Hùng Lã Quý Hùng Ninh Thị Nhài Huyền Hà Nội, 5/2014 20111523 20112593 20111517 20111672 LỜI NÓI ĐẦU Đồ án thiết kế môn học quan trọng sinh viên Viện Điện tử - Viễn thông Môn học giúp sinh viên có hội áp dụng kiến thức học vào thực tiễn, thiết kế sản phẩm hoàn chỉnh, từ nâng cao kiến thức chuyên môn kỹ học tập Ngoài ra, môn học hội để sinh viên luyện tập kỹ làm việc nhóm, thực theo quy trình Trong trình thực đồ án chúng em nhận giúp đỡ đóng góp thầy Trần Trung Dũng Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nhóm thực TABLE OF CONTENTS LỜi nói đẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU CHẾ SỐ I LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN Lịch sử phát triển truyền dẫn số Sơ đồ hệ thống thông tin số II CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ SỐ Phân loại điều chế băng gốc CHƯƠNG II: CÁC LOẠI ĐIỀU CHẾ BĂNG GỐC I TÍN HIỆU Unipolar Unipolar NRZ Unipolar RZ II TÍN HIỆU Polar Polar NRZ Polar RZ CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU CHẾ SỐ I LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN • Điều chế số gắn liền với phát triển hệ thống truyền dẫn phận truyền dẫn thông tin Lịch sử phát triển truyền dẫn số Sự phát triển liên lạc viễn thông phát minh hệ thống điện tín hoạt động theo chế độ chữ số Nghĩa Morse phát minh máy điện tín nǎm 1835 việc liên lạc viễn thông số bắt đầu phát dòng chấm gạch ngang nǎm 1876, việc sử dụng chế độ tương tự bắt đầu với phát minh điện thoại A.G Bell Từ công nghệ liên quan phát triển mạnh mẽ Phương pháp truyền dẫn đa lộ có dây dẫn ba mạch thực Mỹ nǎm 1925 qua phát triển cáp đồng trục có 240 mạch, sử dụng phương pháp liên lạc với cáp đồng trục có 3.600 - 10.800 mạch, FDM (Ghép kênh theo tần số) nhiều mạch 1.800 mạch vi ba Mặt khác từ nǎm 1930, phương pháp 24 mạch PAM (Điều chế biên độ xung) PWM (Điều chế độ rộng xung) phát triển chưa phổ biến Ngay sau A.H Reeves phát huy PCM (Điều chế mã xung) Nhưng phương pháp liên lạc viễn thông kết hợp phương pháp PCM không áp dụng thuận lợi Nǎm 1948, sau kết thúc chiến tranh giới thứ hai, thiết bị PCM để thí nghiệm thiết kế sản xuất Mỹ Nhưng không thựchiện lúc ống điện tử phần tử tích cực ống mã dùng cho mã hoá bị có nhiều vấn đề thực hành Sự phát minh kỹ thuật bán dẫn phát minh chất bán dẫn đóng vai trò định việc áp dụng PCM Lúc việc ghép kênh cáp tiếng nói phương pháp PCM đánh dấu bước phát triển to lớn lịch sử liên lạc viễn thông Phương pháp PCM có tính thời đại đời có nhu cầu mạch sóng mang gần tǎng lên việc ghép thực có khó khǎn việc thiết lập thêm cáp trao đổi Dĩ nhiên có sẵn phương pháp sóng mang gần FDM so sánh với phương pháp PCM mặt kinh tế chất lượng truyền dẫn Hơn phương pháp FDM hoạt động điều kiện yếu cáp địa phương đưòng dài, phương pháp PCM có ưu điểm lớn hoạt động điều kiện Do hệ thống T1 (bộ điện thoại 1) dùng liên lạc viễn thông công cộng sử dụng phương pháp PCM Chicago (Mỹ) nǎm 1962, phương pháp PCM-24 áp dụng Nhật nǎm 1965, phương pháp Châu Âu (CEPT) phát triển sử dụng nǎm 1970 Lúc ITU-T kiến nghị G.733 phương pháp Bắc Mỹ (NAS) G.732 phương pháp Châu Âu Mặt khác liên lạc quang đánh dấu bước phát triển liên lạc viễn thông tích cực nghiên cứu với việc phát minh laser nǎm 1960 Khi đó, việc nghiên cứu sử dụng sóng không gian ống dẫn chùm tia quang học phương tiện truyền dẫn sôi động, khả nǎng truyền dẫn quang học sử dụng sợi quang làm phương tiện truyền dẫn phát huy nǎm 1966, phần nghiên cứu liên lạc quang học tập trung vào truyền dẫn sợi cáp quang sử dụng sợi quang học làm phương tiện truyền dẫn qua việc bổ sung tổn hao truyền dẫn sợi cáp quang 20 dB/km nǎm 1970 Hiện với việc phát triển phương pháp khả nǎng siêu đại FT-1.7G, F-1.6G v.v Trong tương lai việc phát triển liên tục ghép kênh kỹ thuật liên lạc quang học trên, phát triển kỹ thuật liên quan truyền dẫn thuê bao số phát triển kỹ thuật đấu nối, kỹ thuật CCC (khả nǎng kênh xoá ) mạng có, kỹ thuật UNI (giao tiếp mạng - người sử dụng) tiếng nói, số liệu, thông tin hình ảnh kỹ thuật NNI (giao tiếp nút - mạng), kỹ thuật tổ hợp siêu cao VLSI (tổ hợp quy mô lớn) bao gồm loại kỹ thuật mã hoá, kỹ thuật truyền dẫn số đồng bộ, mạng nối chéo, bảo dưỡng mạng, mạng CCR (cấu hình lại điều khiển khách hàng), IN (mạng thông minh) v.v để chuẩn bị cho dải hẹp ISDN giai đoạn thực phần Sơ đồ hệ thống thông tin số Sơ đồ nguyên lý hệ thống thông tin số trình bày hình Chức chung hệ thống thông tin truyền dẫn tin tức sinh từ nguồn tin (Source) đưa đến nơi nhận tin (End User) cách xác được, hay nói cách khác tin tức tái tạo lại đầu khâu cuối hệ thống phải đảm bảo tin tức đưa vào đầu vào khâu hệ thống Các nguồn tin tồn thực tế gồm loại nguồn tin liên tục nguồn tin rời rạc Để truyền dẫn tin tức này, cần phải biến đổi chúng thành tín hiệu điện Như vậy, tin tức liên tục biến đổi thành tín hiệu tương tự, tin tức rời rạc biến đổi thành tín hiệu rời rạc Các dạng tín hiệu tiếp tục biến đổi thành tín hiệu số để truyền dẫn số Tín hiệu tương tự rời rạc hóa cách tiến hành lấy mẫu, sau lượng tử điều chế xung mã (PCM), gọi lập mã nguồn, ta nhận tín hiệu số Đối với tín hiệu tương tự, bước: lấy mẫu, lượng tử lập mã nguồn thường gọi gộp lại khối biến đổi tương tự – số (Analog Digital Converter – A/D Converter) Toàn trình với đầu vào tin tức, đầu tín hiệu số gọi nguồn tín hiệu số Khối cuối nguồn tín hiệu số khối lập mã nguồn, mà đầu đồng thời đầu nguồn tín hiệu số Tín hiệu đầu vào khối lập mã nguồn dãy xung rời rạc lượng tử Khối lập mã nguồn thực mã hóa xung tương ứng với từ mã đầu ta có tín hiệu số phát dãy liên tục từ mã Nếu gọi đơn vị mang tin dãy từ mã bit (Binary Digit), với thời gian kéo dài Tb, tốc độ truyền tin tính Rb=1/Tb có đơn vị đo [bit/ s] Khối lập mã nguồn xây dựng sở xử lý số tín hiệu Cũng theo sơ đồ hình 1.1, công đoạn chủ chốt hệ thống thông tin số phần truyền dẫn tín hiệu số Phần bao gồm khối lập mã kênh, đường truyền số giải mã kênh Thực chất khối lập mã kênh khối điều chế số khối giải mã kênh khối giải điều chế sau nhận tín hiệu Phần cốt lõi công nghệ truyền dẫn số đường truyền số Đường truyền số chia thành loại đường truyền số dải thông thấp đường truyền số dải thông băng, tương ứng với kết cấu vật lý môi trường truyền dẫn dạng đôi dây hay cáp đồng trục dạng vô tuyến hay cáp quang Khi đường truyền số dải thông thấp, ta có công nghệ truyền dẫn tín hiệu số băng gốc (Mạng 1260, 1269, …) Khi đường truyền số dải thông băng, ta có công nghệ truyền dẫn tín hiệu số thông qua điều chế sóng mang (Mạng ADSL) II CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ SỐ Thực chất điều chế trình chuyển đổi tín hiệu dải sang tín hiệu khác cho không làm thay đổi nội dung tin tức o Mục đích điều chế là: • Cho tín hiệu thích nghi với điều kiện truyền môi trường, môi trường bị can nhiễu mà đảm bảo chất lượng tín hiệu muốn truyền • Cho phép trộn nhiều kênh thông tin môi trường truyền • Giảm công suất phát • Xác suất lỗi thấp Có phương pháp điều chế điều chế tương tự điều chế số Truyền tin số có nhiều ưu điểm kỹ thuật tương tự, sử dung số hữu hạn dạng sóng (ký hiệu truyền tách biệt nhau) để truyền tin Mỗi dạng sóng truyền khoảng thời gian xác định gọi chu kỳ ký hiệu đại diện truyền liệu tin (hay tổ hợp bit) gọi báo hiệu (Signalings) Kỹ thuật có ưu điểm bật là: chống nhiễu đường truyền tốt (vì nhiễu không đủ mạnh làm méo dạng sóng thành dạng sóng kia, gây nên nhầm lẫn nơi thu), song đòi hỏi tin nguồn phải số hóa (biểu diễn số hữu hạn ký hiệu) Ví dụ văn tiếng Việt dùng 24 chữ cái, đếm dùng 10 số, nhạc dùng nốt vài ký hiệu bổ sung Việc số hóa tin tương tự phải trả giá sai số ( Gọi sai số lượng tử, nhiên sai số lại điều khiển được) So sánh với kỹ thuật truyền tin tương tự, tin không mắc sai số số hóa, song dùng vô số dạng sóng (tín hiệu liên tục) đường truyền nên can nhiễu làm thay đổi dạng sóng, gây nên sai số định nơi thu mà góc độ khó điều khiển Ngoài việc số hóa kỹ thuật truyền tin tạo nên tiêu chuẩn thay đổi linh hoạt chương trình phần mềm tạo dịch vụ chưa có truyền tin tương tự Nói ta không quên rằng, kỹ thuật truyền tin tương tự có đỉnh cao vĩ đại tạo truyền hình màu hay điều khiển đưa người lên mặt trăng số kỹ thuật điều khiển tốc độ cực nhanh dùng đến kỹ thuật tương tự Khi vận dụng lý thuyết thông tin vào kỹ thuật truyền tin số thường có vấn đề sau đặt ra: • Bản tin phải biểu diễn (mã nguồn) với số it ký hiệu nhất, theo mã nhị phân tức cần bit Lý thuyết thông tin cho giới hạn số bít tối thiểu cần để biểu diễn Tức số bít tối thiểu biểu diễn đầy đủ tin (làm méo tin) • Khi truyền tin mã nguồn cần bổ sung thêm bit (dư thừa), mà điều làm tăng tốc độ bit, để giảm lỗi truyền tin (gọi kỹ thuật mã kênh điều khiển lỗi), song có giới hạn tốc độ truyền mà vượt qua điều khiển lỗi được, dung kênh qui định độ rộng băng tần kênh truyền tỷ số tín hiệu /ồn C=Blog2(1+SNR) b/s Ở B độ rông băng tần kênh truyền, SNR tỷ số công suất tín hiệu công suất ồn C giới hạn tốc độ truyền tin cậy tính bit/ giây Công thức cho thấy có chuyển đổi B SNR Đồng thời yếu tố: công suất, độ rộng băng tần ồn kênh tham gia qui định mức độ “nhanh” truyền tin nói đầu Đây công thức điển hình (do Shannon tổng kết từ năm 1948) đặc trưng cho hệ thống truyền tin số Trong điều chế số tín hiệu truyền dẫn xử lý tín hiệu số Có phương pháp điều chế số: điều chế số băng gốc (điều chế băng bản) điều chế băng thông dải: • Điều chế băng gốc ( base-band modulation) : thường sử dụng khoảng cách ngắn Thường truyền đường dây điện thoại Về nguyên tắc, điều chế trình biến đổi tín hiệu thành dạng thích hợp để truyền dẫn đường truyền vật lý Nhưng truyền dẫn số băng gốc, để tăng độ tin cậy truyền dãy liên tiếp từ mã, mà thực chất bit nhị phân rời rạc, người ta thường nhóm chúng lại thành cụm Mỗi cụm tương đương ký hiệu, hay symbol điều chế số làm tương ứng symbol với dạng sóng vật lý truyền lan Do cách làm “tương ứng” mà trình điều chế băng gốc gọi mã hóa đường dây (Line Coding) • Điều chế băng thông (band-pass modulation ): sử dụng truyền tín hiệu xa Tín hiệu cần truyền gắn vào tín hiệu cao tần hình sin ( sóng mang) tạo thành tín hiệu thông dải truyền xa mà thông tin không bị thay đổi Băng tần kênh có tần số trung tâm lớn nhiều tần số cao tín hiệu tin Khi tín hiệu phát tin hiệu băng thông dải (phù hợp với kênh truyền) mang thông tin tín hiệu tin Việc tạo tín hiệu băng thông dải goi điều chế Trong nội dung nghiên cứu , đề cập tới tín hiệu điều chế băng gốc Phân loại điều chế băng gốc Như trình bày trên, tín hiệu điều chế băng gốc truyền cự ly ngắn Như ta biết xung biểu diễn liệu số (tín hiệu tin) có phổ rộng song thành phần tần thấp lớn (thể tốc độ mã nguồn) nên truyền tin số băng sở đòi hỏi kênh thông thấp với độ rộng đủ qua tần số dòng liệu (cáp đồng trục hay sợi quang đáp ứng yêu cầu này) Do kênh không lý tưởng (băng tần giới hạn) nên xung sau qua kênh kéo dài đuôi ảnh hưởng đến xung bên canh (ISI) gây nên lỗi bit Để khắc phục điều cần phải tạo dạng xung cách thích hợp Ta có cách mã hóa đường dây sau • Điều biên xung (PAM): symbol tương ứng xung có biên độ xác định (Chú ý cách điều chế xung khác PFM, PPM PWM không áp dụng cho điều chế số) Các sóng xung có biên độ khác trực giao với nhau; • Điều chế với sóng trực giao nhiều chiều (Multidimensional Orthogonal Signal): symbol tương ứng dạng sóng tín hiệu trực giao Một số dạng sóng trực giao nhiều chiều hay sử dụng điều chế số :  Dạng nhiều chiều – đóng ngắt (Multidimensional On-Off);  Dạng nhiều chiều – đối cực (Multidimensional Bipolar);  Các dạng trực giao khác: Trực giao đôi (Biorthogonal); Trực giao co giãn ( Haar Orthogonal) Các cách phân loại mã hóa đường dây trên, tiến hành kết hợp với nhau, chúng tương ứng với thuật ngữ mã hóa kinh điển như: RZ/NRZ; AMI; MLT-3; HDB3;CMI;Biphase (Manchester); Quaternary (2B-1Q); Duobinary;… Việc chọn cách mã hóa tùy thuộc vào tiêu bản: Điện áp truyền dẫn thành phần chiều; Tần số nhịp dạng mã; Độ rộng dải tần mã; Khả khôi phục định thời; Khả phát lỗi; Khả sửa lỗi giải mã Dưới vài mã : i RZ/NRZ đơn cực Khi liệu biểu diễn xung dương, liệu xung Nếu xung chiếm đủ độ dài ký hiệu ta gọi NRZ (non return zero), chiếm phần độ dài ký hiệu (thường nửa) gọi RZ (return zero) Cách biểu diễn thực đơn giản song tín hiệu chứa thành phần chiều Do truyền mã RZ NRZ qua trạm lặp biến áp, sau chu kỳ dài, thành phần chiều bị khử tín hiệu đơn cực thực chất bị biến thành tín hiệu lưỡng cực Mặt khác tín hiệu NRZ, xét chu kỳ thời gian ngắn, biến áp tụ điện tạo thành lọc thông cao nên bit ‘1’ truyền liên tục dòng chiều thành phần tần số thấp bị khử, làm cho dòng tín hiệu ‘1’ 10 o So sánh NRZ-L NRZ-I: • NRZ-L cần phân biệt cực tính tín hiệu , ngược lại với NRZ-I • NRZ-I tin cậy : môi trường truyền có tạp âm, phát chuyển mức tín hiệu dễ dàng việc so sánh mức tín hiệu với giá trị ngưỡng (NRZ-L) o Ưu điểm: • Dễ thiết kế • Sử dụng tối ưu dải tần (dải tần thấp) • Không có thành phần DC 20 o • • • • • • III Nhược điểm: Phần liên tục không không Hz Gây "Signal Droop" Không có khả sửa lỗi Không có xung clock để dễ dàng đồng hóa Là tín hiệu không suốt Ít sử dụng cho việc truyền tín hiệu Chỉ sử dụng cho việc truyền khoảng cách ngắn Manchester o Đặc điểm: • Mã Manchester kết hợp tín hiệu xung clock với tín hiệu liệu Không tăng băng tần tín hiệu, làm cho việc truyền tải liệu dễ dàng tin cậy • Đặc tính quan trọng mã Manchester mã hoá tín hiệu clock chuyển mức chu kỳ bit Chuyển mức dùng đầu thu để phục hồi clock • Mã Manchester sử dụng rộng rãi, ví dụ :Ethernet cho RFID • Differential Manchester: dùng mạng Token-ring o Quy tắc chuyển mã: • Mã Manchester ( dựa theo G.E Thomas) : Bit : Chuyển từ thấp lên cao bit Bit : Chuyển từ cao xuống thấp bit • Mã Manchester ( dựa theo IEEE 802.3) : Bit : Chuyển từ cao xuống thấp bit Bit : Chuyển từ thấp lên cao bit  Hai mã Manchester có tính chất: • Do bit mã pha điện nên vận tốc điều chế loại mã tăng gấp đôi so với loại mã khác, cụ thể, giả sử thời gian bit T vận tốc điều chế tối đa (ứng với chuỗi xung liên tiếp) 2/T  PSD mã Manchester 21 + Ví dụ: Cho chuỗi bit sau: 10100111001 Hãy vẽ dạng xung chuỗi bit theo mã Manchester o Ưu điểm : • Khả đồng xung với xung clock thời, khắc phục nhược điểm NRZI việc giải mã mã hóa • Không bị tượng “Signal Droop” (phù hợp để truyền đường truyền AC) • Không chứa thành phần DC • Là tín hiệu suốt o Nhược điểm : • Băng thông lớn • Không có khả phát lỗi IV TÍN HIỆU Bipolar 22 • Còn gọi AMI (alternate mark inversion) sử dụng ba mức điện áp (+V, 0,-V) để đại diện cho hai biểu tượng nhị phân Cũng Unipolar,mức xung, mức (marks) biểu diễn luân phiên điện áp +V –V • Luân phiên mức điện áp đảm bảo quang phổ lưỡng cực có mức DC Và tránh tượng “Signal Droop” đường AC • Khả phát lỗi • Giống trường hợp Unipolar and Polar, Bipolar có biến thể NRZ RZ Bipolar NRZ • Bit 0: biên độ tín hiệu mức điện áp 0V • Khi liệu bit biên độ tín hiệu luân mức điện áp dương mức điện áp âm o Việc sử dụng luân phiên điện áp dương điện áp âm giúp tiết kiệm băng thông hơn, phát lỗi dễ o Khuyết điểm: • Khi dãy số dài tín hiệu đồng hồ (clock) • Bộ thu phát phải phân biệt mức điện áp +V, -V 23 Biểu diễn phổ polar bipolar NRZ  PSD of Bipolar NRZ o Ưu điểm: • Không có thành phần DC • Chiếm băng thông so với Unipolar NRZ Polar NRZ • Không bị tượng “Signal Droop” (phù hợp để truyền đường truyền AC) • Có khả phát lỗi o Nhược điểm: • Không có thành phần xung clock để dễ dàng đồng hóa • Là tín hiệu không suốt 24 Bipolar RZ (AMI: Alternate Mark Inversion) o • • • Quy tắc chuyển mã: Bit mã gốc luân phiên chuyển thành xung +V –V Độ rộng xung: 50% (1/2 chu kì) Bit mã gốc chuyển thành volt  Băng thông  PSD BiPolar RZ o Ưu điểm: 25 • Không có thành phần DC • Chiếm băng thông so với Unipolar Polar RZ • -Không bị tượng “Signal Droop” (phù hợp để truyền đường truyền AC) • Có khả phát lỗi • Clock tách cách chấn chỉnh (bản sao) tín hiệu nhận o Nhược điểm: • Là tín hiệu không suốt • Không chứa thành phần DC • Chưa giảm số bit liên tiếp • Chỉ dùng hệ thống 1,544Mbps (G.703), ứng dụng giọng nói (voice) + Ví dụ: Cho chuỗi bit sau: 1010110 Hãy vẽ dạng xung chuỗi bit theo mã AMI V o • • • o • CMI (Coded Mark Inversion) Quy tắc chuyển mã: Các bit luân phiên đảo trạng thái dương âm „Các bit trạng thái âm nửa chu kỳ đầu đổi trạng thái nửa chu kỳ lại Do CMI kết hợp mã Bipolar mức nhị phân NRZ-AMI mức nhị phân Ứng dụng: Mã CMI sử dụng hệ thống 139,264Mbps (G.703) SDH 155,52Mbps giao tiếp điện (STM-1e) Hệ thống ITU-T 140 Mbits / giây ghép PCM  Băng thông mã CMI 26 Ví dụ: Cho chuỗi bit sau: 101100100010 Hãy vẽ dạng xung chuỗi bit theo mã CMI VI HDB3 (High Density Bipolar 3) o Quy tắc chuyển mã: • Các bit mã gốc chuyển thành xung +V -V xen kẽ (luân phiên đổi dấu) • Dãy bit trở xuống chuyển thành xung • Dãy bit trở lên chia thành nhóm bit, chuyển thành xung B00V 000V, xung B xung theo qui tắc, xung V xung trái qui tắc Xung theo qui tắc xung trái dấu với xung trước đó, xung trái qui tắc xung dấu với xung trước • 000V xung đứng trước dãy bit trái dấu với xung V đứng trước gần • B00V xung đứng trước dãy bit dấu với xung V đứng trước gần  Băng thông mã HDB3: 27  PSD HDB3 PSD HDB3 tương tự với PSD Bipolar RZ Ví dụ: Cho chuỗi bit sau: 1100000000110000010 Hãy vẽ dạng xung chuỗi bit theo mã HDB-3 28 o Đặc điểm mã HDB-3: • Chỉ tồn dãy có bit liên tiếp trở xuống • Mã HDB-3 có số bit liên tiếp so với mã khác (mật độ xung dòng cao) • Không chứa thành phần DC • Chiếm băng thông so với Unipolar and Polar RZ • Không bị tượng “Signal Droop” (phù hợp để truyền đường truyền AC) • Có khả phát lỗi • Là tín hiệu suốt • Dùng hệ thống 2Mbps 34Mbps Được sử dụng mạng WAN CHƯƠNG III : CHƯƠNG TRÌNH VỀ ĐIỀU CHẾ BĂNG GỐC Chúng em xin trình bày code mô loại mã chạy Matlab HDB3 29 function y=hdb3(x) next_polar=+1; b=0;%so bit B giua bit V i=1; while i[...]... chiếm ít băng, tuy nhiên chúng không cho khả năng đồng bộ tốt Ngược lại Manchester luôn có khả năng đồng bộ nội tại (vì có sự chuyển trang thái trong mỗi khoảng bit) Song giá phải trả là chiếm độ rộng băng tần 2 lần cao hơn CHƯƠNG II: CÁC LOẠI ĐIỀU CHẾ BĂNG GỐC Như đã giới thiệu qua ở phần I về điều chế tín hiệu băng gốc , sau đây chúng em xin trình bày rõ hơn về từng loại: I TÍN HIỆU Unipolar Tín hiệu. .. dàng đồng bộ hóa Là tín hiệu không trong suốt Ít được sử dụng cho việc truyền tín hiệu Chỉ sử dụng cho việc truyền ở khoảng cách ngắn Manchester o Đặc điểm: • Mã Manchester kết hợp tín hiệu xung clock với tín hiệu dữ liệu Không những tăng băng tần tín hiệu, nó cũng làm cho việc truyền tải dữ liệu dễ dàng hơn và tin cậy hơn • Đặc tính quan trọng của mã Manchester là nó mã hoá tín hiệu clock bằng chuyển... suy giảm theo hàm mũ Như vậy có thể thấy việc truyền tín hiệu một chiều trên đường truyền sẽ làm thay đổi dạng tín hiệu một cách đáng kể ii RZ/NRZ lưỡng cực (polar) NRZ RZ Tương tự mã đơn cực nhưng chỉ khác là ký hiệu ‘1’ có biên độ là V, ký hiệu ‘0’ có biên độ là –V Đặc tính phổ của chúng cũng giống như mã đơn cực cũng có độ rộng băng tần và chịu hiệu ứng suy giảm theo hàm mũ như mã đơn cực iii Mã... mức ký hiệu mà có thể được sử dụng như tín hiệu của xung clock o Nhược điểm: • Xuất hiện dòng 1 chiều DC (hiển thị bằng quang phổ ở 0 Hz) • Phần liên tục là không bằng không tại 0 Hz Gây ra "Signal Droop" • Không có khả năng sửa lỗi khi xuất hiện nhiễu • Băng thông sử dụng gấp 2 lần so với Unipolar NRZ • Tính không trong suốt 16  Phổ tín hiệu Bandwidth = 2 x pulse rate • Unipolar RZ chiếm băng thông... sự phân cực đối diện ở mức 1 và 0, cả hai không chứa bất kỳ dòng quang phổ nào 18  Băng thông 19 o So sánh giữa NRZ-L và NRZ-I: • NRZ-L cần phân biệt cực tính của tín hiệu , ngược lại với NRZ-I • NRZ-I tin cậy hơn : trong môi trường truyền có tạp âm, phát hiện sự chuyển mức tín hiệu là dễ dàng hơn việc so sánh mức tín hiệu với một giá trị ngưỡng (NRZ-L) o Ưu điểm: • Dễ thiết kế nhất • Sử dụng tối ưu... mất tính đồng bộ hóa  Phổ tín hiệu: 13 Bandwidth = pulse rate  PSD (Power Spectral Density) of Unipolar NRZ (Mật độ phổ công suất) • Khi tín hiệu Unipolar NRZ được truyền qua liên kết với một trong hai biến áp hoặc bộ lặp tụ điện ngẫu lực (AC), tín hiệu DC được lấy ra chuyển đổi chúng thành dạng cực • Phần liên tục của PSD cũng không phải là 0 ở 0 Hz (tức là chứa các thành phần tần số thấp) Điều. .. có các biến thể NRZ và RZ 1 Bipolar NRZ • Bit 0: biên độ của tín hiệu là mức điện áp 0V • Khi dữ liệu là bit 1 thì biên độ của tín hiệu sẽ là luân mức điện áp dương hoặc mức điện áp âm o Việc sử dụng luân phiên điện áp dương và điện áp âm giúp tiết kiệm băng thông hơn, phát hiện lỗi dễ hơn o Khuyết điểm: • Khi dãy số 0 quá dài sẽ mất tín hiệu đồng hồ (clock) • Bộ thu phát phải phân biệt được 3 mức... kì) Bit 0 trong mã gốc chuyển thành 0 volt  Băng thông  PSD của BiPolar RZ o Ưu điểm: 25 • Không có thành phần DC • Chiếm ít băng thông hơn so với Unipolar và Polar RZ • -Không bị hiện tượng “Signal Droop” (phù hợp để truyền trên đường truyền AC) • Có khả năng phát hiện lỗi • Clock có thể được tách ra bằng cách chấn chỉnh (bản sao) các tín hiệu nhận được o Nhược điểm: • Là tín hiệu không trong suốt... với Unipolar and Polar RZ • Không bị hiện tượng “Signal Droop” (phù hợp để truyền trên đường truyền AC) • Có khả năng phát hiện lỗi • Là tín hiệu trong suốt • Dùng trong hệ thống 2Mbps và 34Mbps Được sử dụng trong mạng WAN CHƯƠNG III : CHƯƠNG TRÌNH VỀ ĐIỀU CHẾ BĂNG GỐC Chúng em xin trình bày code mô phỏng các loại mã chạy trên Matlab 1 HDB3 29 function y=hdb3(x) next_polar=+1; b=0;%so bit B giua 2 bit... o Đặc điểm: • Trên quan điểm mạch: mã NRZ là dạng thông dụng nhất của tín hiệu số (ON-OFF) • Thành phần tần số cơ bản: f/2 • Chỉ có hài bậc lẻ • Không có biên độ tín hiệu ở tần số clock (f) nên khó tách xung clock ở đầu thu • Nếu có nhiễu tác động lên thì không thể tách được o Ưu điểm: • Thực hiện đơn giản • Không đòi hỏi nhiều băng thông để truyền o Nhược điểm: • Có sự xuất hiện của thành phần DC ... điều chế số tín hiệu truyền dẫn xử lý tín hiệu số Có phương pháp điều chế số: điều chế số băng gốc (điều chế băng bản) điều chế băng thông dải: • Điều chế băng gốc ( base-band modulation) : thường... cứu , đề cập tới tín hiệu điều chế băng gốc Phân loại điều chế băng gốc Như trình bày trên, tín hiệu điều chế băng gốc truyền cự ly ngắn Như ta biết xung biểu diễn liệu số (tín hiệu tin) có phổ... chiếm độ rộng băng tần lần cao CHƯƠNG II: CÁC LOẠI ĐIỀU CHẾ BĂNG GỐC Như giới thiệu qua phần I điều chế tín hiệu băng gốc , sau chúng em xin trình bày rõ loại: I TÍN HIỆU Unipolar Tín hiệu Unipolar