Nguyên lý truyền thông phkkhanh NLTT C1

Nguyên lý truyền thông CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Tín hiệu -Tin tức Tín hiệu Tín hiệu Biến đổi tin tức thành tín hiệu điện Nguồn tin fthấp fcao Máy phát -Điều chế -Khuếch đại Kênh truyền Tín hiệu fcao Tín hiệu Máy thu -Khuếch đại -Giải Điều chế fthấp Biến đổi tín hiệu thành tin tức Nhận tin Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống thơng tin Từ “tín hiệu” dùng để vật thể, dấu hiệu, phần tử ngôn ngữ hay biểu tượng thừa nhận để thể tin tức Nói cách khác, tín hiệu biểu vật lý tin tức mà ta cần chuyển từ nguồn tin đến nơi nhận tin  Tin tức: nội dung cần thiết truyền từ nguồn tin đến nơi nhận tin Đó tiếng nói, âm nhạc, hình ảnh, số liệu,… Tin tức có tính bất ngờ người nhận tin trước  Tín hiệu: Tín hiệu biểu vật lý tin tức mà mang từ nguồn tin đến nơi nhận tin  Hệ thống: Hệ thống thiết bị (phần cứng) hay thuật toán (phần mềm), để thực tác động theo quy tắc lên tín hiệu (ở đầu vào hệ thống), để tạo tín hiệu khác (ở đầu hệ thống) Đây thuật ngữ, đồng thời vấn đề quan trọng lý thuyết tín hiệu Phân loại tín hiệu 2.1 Dựa q trình biến thiên - Tín hiệu xác định: tín hiệu mà q trình biến thiên hồn tồn xác định, biểu diễn hàm thực phức theo thời gian Ví dụ: a) x(t) = e-t 1(t) b) x(t)=Acos (t+0) y(t)  -t x(t) = e với t >0,  >0 x(t)  y(t) = (1- e-t ) với t >0,  >0 Hình 1.2 t - Tín hiệu ngẫu nhiên: tín hiệu mà q trình biến thiên khơng báo trước, muốn biểu diễn phải tiến hành quan sát thống kê GV : Trần Duy Cường – Phạm Hùng Kim Khánh Nguyên lý truyền thông 2.2 Dựa lượng  Tín hiệu lượng: x(t)  t   - Tín hiệu lượng tín hiệu có: < Ex <  x(t)  1  Ví dụ: cho x(t) = (t) 2  Tín hiệu cơng suất: x(t)  const t   - Tín hiệu cơng suất tín hiệu có: < Px <  lim → Ví dụ: 1 lim → 2 1+t  1‐t  ‐1  1  Hình 1.3 t x(t)  1  t 0  Hình 1.4 2.3 Dựa vào hình thái - Tín hiệu tương tự: Tín hiệu có thời gian biên độ liên tục (analog) x(t)  t  Hình 1.5 - Tín hiệu rời rạc: Tín hiệu có biên độ liên tục – thời gian rời rạc x(t)  t  0  ‐T  T  2T Hình 1.6 - Tín hiệu lượng tử: Tín hiệu có biên độ rời rạc - thời gian liên tục x(t)  Hình 1.7 - t Tín hiệu số: Tín hiệu có biên độ thời gian rời rạc (digital) x(t)  ‐T  0  T  2T  Hình 1.8 t GV : Trần Duy Cường – Phạm Hùng Kim Khánh Nguyên lý truyền thông 2.4 Dựa tần số X()  Tần số cao  Băng hẹp  Băng rộng ‐2  Tần số thấp 2  1  ‐1    Hình 1.9 Biểu diễn giải tích tín hiệu Việc chọn mơ hình tốn học hợp lý có ý nghĩa quan trọng việc phân tích xử lý tín hiệu Mơ hình tốn học phải thỏa mãn u cầu sau: - Dễ dàng cho việc tính tốn đo lường thơng số tín hiệu Biểu diễn xác tính chất vật lý tín hiệu Thơng thường có hai cách biểu diễn tín hiệu biểu diễn rời rạc biểu diễn liên tục trình bày sau 3.1 Biểu diễn liên tục tín hiệu Biểu diễn tín hiệu hàm thực hay phức biến thực phức Đa số biểu diễn liên tục dùng thực tế có dạng biến đổi tích phân x(t) < -> X(s) : cặp biến đổi , , ∈Γ Φ , , ∈Ω , : â ê ợ Φ , : â ế đổ Tùy theo việc chọn nhân biến đổi, ta có biến đổi liên tục khác nhau: Biến đổi Laplace, Biến đổi Fourier, Biến đổi Hilbert a Biến đổi Laplace: , , Φ , (1.1) (1.2) , Biến đổi Laplace ứng dụng để phân tích độ Ví dụ: x(t) = e-t.u(t) ∝ 1  ∝ 1(t)  x(t)  t  Hình 1.10 b Biến đổi Fourier: (1.3) GV : Trần Duy Cường – Phạm Hùng Kim Khánh Nguyên lý truyền thông (1.4) Hình 1.11 Ví dụ: x(t)= (t/T), Π x(t)  x(t)  1  a  b ‐T/2  T/2 t  t  c  Hình 1.12 / / c Biến đổi Hilbert 2 (1.5) (1.6) 3.2 Biểu diễn rời rạc tín hiệu Là khai triển tín hiệu thành tổ hợp liên tục hàm xi(t); ∑ {xi(t)} tập sở không gian n chiều, {i} biểu diễn tín hiệu x(t) khơng gian Rn Cn sở {xi(t)} GV : Trần Duy Cường – Phạm Hùng Kim Khánh Nguyên lý truyền thơng a Tập hàm điều hòa thực (chuỗi lượng giác Fourier tín hiệu khơng tuần hồn) , , [0,T] thời hạn tín hiệu x(t) , ,  Đối với tín hiệu tuần hồn với chu kỳ T , T chu kỳ tín hiệu x(t) , , t0: thời điểm thang thời gian b Tập hàm điều hòa phức (chuỗi phức Fourier) ∑ , , T thời hạn x(t) , n = 0, 1, 2,3, …… Đối với tín hiệu tuần hồn chu kỳ T: ∑ , , n = 0, 1, 2,3, …… T: chu kỳ tín hiệu, t0 điểm (-,) Bài tập chương 1- Tìm biến đổi Fourier tín hiệu sau: a) x(t) = e-tu(t),  > b) x(t) = e-|t|,  > c) | | 3- Khai triển chuỗi Fourier tín hiệu sau: | | 2- Tìm x(t) biết X() sau: x(t)  t  ‐2T  ‐T/2  T/2  T  2T  4- Khai triển chuỗi phức Fourier tín hiệu sau [-3T/2, 3T/2] x(t) 1  ‐T/2 T/2 GV : Trần Duy Cường – Phạm Hùng Kim Khánh t ... Kim Khánh Nguyên lý truyền thông 2.4 Dựa tần số X()  Tần số cao  Băng hẹp  Băng rộng ‐2  Tần số thấp 2  1  ‐1    Hình 1.9 Biểu diễn giải tích tín hiệu Việc chọn mơ hình tốn học hợp lý có ý.. .Nguyên lý truyền thông 2.2 Dựa lượng  Tín hiệu lượng: x(t)  t   - Tín hiệu lượng tín hiệu có: < Ex