Tín hiệu thu được sẽ bằng tín hiệu được điều chế cộng với nhiễu đường truyền:: rx_mahoa = a + nhieu; % tin hieu thu = tin hieu phat ma hoa + nhieu rx_chmahoa = a1 + nhieu1; %tin hieu thu = tin hieu phat khong ma hoa + nhieu1 Ở bước này bên thu sẽ khôi phục tín hiệu tương tự thành tín hiệu rời rạc thông qua bộ chuyển đổi AD gọi là bộ giải điều chế. Code: for i= 1:length(rx_mahoa) if rx_mahoa(i)>=0 rx_thu(i)=1; else rx_thu(i)=0; end end Nếu rx_mahoa(i)>=0 thì tín hiệu giải điều chế là bit 1, ngược lại là bit 0. Tương tự khôi phục lại tín hiệu không mã hóa: Code: for l= 1:length(rx_chmahoa) if rx_chmahoa(l)>=0 rx_thu1(l)=1; else rx_thu1(l)=0; end end Nếu rx_chmahoa(i)>=0 thì tín hiệu giải điều chế là bit 1, ngược lại là bit 0. Kết quả: rx_thu1 = 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 So sánh tín hiệu thu không mã hóa với tín hiệu vào ta thấy bit thứ 18 bị lỗi khác với tín hiệu vào . 3.6.Giải mã tín hiệu Quá trình giải mã ngược lại với mã hóa, dãy bit nhận được sẽ được nhóm thành 7 bit, để khôi phục lại 4 bit tin. Để áp dụng được khả năng giải mã sửa lỗi Hamming thì cần phải các định có lỗi xảy ra hay không bằng cách sử dụng ma trận kiểm tra H.Nếu có xuất hiện lỗi bit thì dùng Syndrome mà nó tạo ra để xác định bit lỗi và sữa lỗi. Code: j=1; for l = 1:7:length(rx_thu) s=mod(rx_thu(l:l+6)Ht,2); s1=bin2dec(int2str(s)); e= E(s1+1,:); Y=mod(rx_thu(l:l+6)+e,2); Rx_decode(j:j+3)=Y(4:7); j=j+4; end Kết quả: Rx_decode = 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 So sánh kết quả giữa 20 bit tín hiệu được mã hóa trùng với 20 bit tín hiệu vào. Giải mã đã đáp ứng được tín hiệu mong muốn ở đầu thu. Trả lời câu hỏi: Sau khi mã hóa và giải mã với mã Hamming (7,4) mà vẫn còn lỗi là do mã Hamming phát hiện được nhiều lỗi nhưng nó chỉ có thể sửa được 1 lỗi. 3.7.Tính xác suất lỗi bit Tính BER, BER1 lần lượt là vector xác suất lỗi trong trường hợp mã hóa và không mã hóa. Đầu tiên tính số bit lỗi giữa tín hiệu phát và thu trong 2 trường hợp: Code: SNR(k) = 10log10(A(k)22); E(k) = sum(abs(x_dcRx_decode)); %so bit loi giua tin hieu phat va thu E1(k) = sum(abs(x_dcrx_thu1)); BER(k) = E(k)N; %ty le loi bit BER1(k) = E1(k)N ; Công suất tín hiệu trên nhiễu: SNR(k) = 10log10(A(k)22)
Hệ thống thơng tin số điển hình Tín hiệu tương tự vào A/D Mã hóa nguồn Mật mã hóa Mã hóa kênh Ghép kênh Điều chế Đa truy cập Kênh thơng D/A Giải mã nguồn Tín hiệu tương tự Giải mật mã Giải mã kênh Tách kênh Gải điều chế Giải truy cập tin NỘI DUNG • • • • Kỹ thuật ghép kênh Kỹ thuật đa truy cập Truyền dẫn tín hiệu số Khơi phục tín hiệu số Chia sẻ tài ngun thơng tin • Tài ngun thông tin: - Thời gian truyền dẫn (transmission time) - Băng thông (frequency bandwidth) - Công suất phát (transmit power) - Mã sử dụng (code resourse)… • Chia sẻ tài nguyên: cấp pháp kênh vật lý đơn cho nhiều tín hiệu/user cạnh tranh • Biện pháp: - Ghép kênh (multiplexing) - Đa truy cập (multiple access) Ghép kênh đa truy cập Ghép kênh (Multiplexing) Đa truy cập (Multiple Access) Q trình ghép nhiều tín hiệu thành tín hiệu để truyền xa nhằm tiết kiệm tài nguyên Nhiều cặp transmitter – receiver chia sẻ kênh vật lý chung Các users không đặt lại hoạt động độc lập với Phạm vi truyền dẫn -> truyền dẫn nút mạng Phạm vi truy nhập mạng -> kết nối từ thuê bao đến mạng Trên đường truyền hữu tuyến, point-topoint Trong thông tin di động transmitter, receiver Multiple transmitters Tài nguyên chia sẻ cố định users, muốn thay đổi phải config lại hệ thống => cấp phát kênh tĩnh Tài nguyên ấn định tạm thời cho users Sau user ngừng sử dụng, tài nguyên cấp phát cho user khác => cấp phát kênh động Ví dụ: ghép kênh hệ thống điện thoại Ví dụ: đa truy cập hệ thống thơng tin vệ tinh Các phương pháp phân phối tài nguyên • Phân theo tần số: Chia băng thơng kênh chung thành nhiều dải băng khác • Phân theo thời gian: Chia thời gian truyền dẫn thành nhiều khe khác • Phân theo mã: Mã hóa tín hiệu mã riêng • Phân theo không gian: Dùng giàn anttena định hướng theo hướng khác để tách biệt tín hiệu vơ tuyến Các ví dụ tương tự ghép kênh & đa truy cập KỸ THUẬT GHÉP KÊNH (Multiplexing) Giới thiệu • Ghép kênh: ghép tín hiệu nhánh thành luồng tín hiệu tổng để truyền xa qua phương tiện vật lý chung nhằm tiết kiệm tài nguyên • Phân loại: loại - Ghép kênh phân chia theo tần số (FDM) - Ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM) phổ biến - Ghép kênh phân chia theo mã (CDM) - Ghép kênh phân chia theo không gian (SDM) n inputs đường, n kênh MUX DeMUX n outputs Méo trễ • Hiện tượng: - Một vài tần số bit bị trễ giao thoa với vài tần số bit gây méo - Trễ làm sai lệch thời điểm chuyển tiếp bit - Ảnh hưởng trễ lớn tốc độ bit lớn • Nguyên nhân: - Đáp ứng pha đường truyền khơng tuyến tính nên đặc tuyến trễ khơng phải số • Khắc phục: - Dùng cân trễ Nhiễu • Nhiễu: - Tín hiệu khơng mong muốn tác động lên tín hiệu thơng tin, làm suy giảm chất lượng tín hiệu, suy giảm độ tin cậy thơng tin • Ngun nhân: - Xuyên âm - Nhiễu xung - Nhiễu nhiệt • Khắc phục: - Mạch loại bỏ xuyên âm - Quy hoạch mạng, tuân thủ quy định - Tăng công suất phát, phân tập, kiểm tra echo, ARQ, FECC KHÔI PHỤC TÍN HIỆU SỐ Giới thiệu • Khi truyền tín hiệu qua mơi trường bất kỳ, tín hiệu bị suy hao méo • Khơi phục lại tín hiệu gốc ban đầu lặp đặt dọc theo đường truyền • Khoảng cách hai lặp phụ thuộc vào nhiều yếu tố: - Loại môi trường truyền - Tốc độ bit truyền - Môi trường xung quanh (thời tiết, vật cản…) - Độ nhạy máy thu… Bộ lặp • Phân loại: loại - Bộ lặp khuếch đại: dùng thông tin tương tự, nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu - Bộ lặp tái tạo: dùng thông tin số, nhiệm vụ khuếch đại sửa dạng tín hiệu • Tuyến truyền dẫn số: V 2V n ( t ) 2V n ( t ) Bộ lặp Bộ phát n1(t) V Bộ lặp V n2(t) Bộ thu nm(t) Sơ đồ khối lặp unipolar NRZ • Lọc, khuếch đại: Mạch định: vào lặp, tín hiệu NRZ Đồng bit: - khuếch đại biên độ Qua tín hiệu Mạch lấy mẫu: - -Xuất xung rộng Tb mỗiloại cóđồng bit 1ảnh dòng khơi phục, bỏ Tạo tín hiệu đồng hồ đồng với hồ phát - lọc bớt ảnh hưởng suy hao méo hưởng suy hồ méo - NRZ Lấy mẫu tín hiệu thu theo nhịphao đồng thu Tín hiệu vào + Lọc Clk Đồng bit Đa hài trạng thái bền Tín hiệu Đồng bit • Phương pháp đồng bit: phương pháp - Gởi tín hiệu đồng hồ phát cho bên thu đường truyền riêng - Nhúng tín hiệu đồng hồ vào dòng bit phát • Mạch đồng bit: khơi phục tín hiệu đồng hồ từ dòng tín hiệu thu - Đối với mã đường có chứa đồng hồ (Manchester, polar RZ…), dùng mạch lọc cộng hưởng - Đối với mã đường không chứa đồng hồ có đủ số lượng bit (HDB3, B6ZS…), dùng mạch khôi phục đồng hồ Mạch khôi phục đồng hồ RZ lưỡng cực RZ đơn cực Mạch bình phương Mạch cộng hưởng + Tín hiệu đồng hồ vT Tb vết khuyết vT f0 2f0 đồng hồ f0 2f0 KỸ THUẬT SDMA (Space Division Multiple Access) Nguyên lý SDMA Các kênh xếp vào không gian cách đủ xa để user khác truy cập đến phương tiện vật lý chung mà khơng giao thoa lẫn Ví dụ: hệ thống điện thoại tế bào Vùng phủ sóng mạng chia thành nhiều vùng nhỏ gọi cell Các sóng mang dùng lại cell cách đủ xa, chúng khơng gây ảnh hưởng lẫn Kỹ thuật trải phổ • Nhảy tần (frequency hopping): tín hiệu liệu nhanh chóng chuyển đổi tần số băng nhảy tần cách giả ngẫu nhiên • Nhảy thời gian (time hopping): tín hiệu liệu phát cụm ngắn, chuyển đổi cách giả ngẫu nhiên • Dãy trực tiếp (direct sequence): tín hiệu liệu mã hóa trực tiếp mã giả ngẫu nhiên Hệ thống trải phổ dãy trực tiếp Mã dùng hệ thống CDMA Mã sử dụng: mã giả ngẫu nhiên/giả nhiễu PN (Pseudorandom Noise) • Thỏa mãn điều kiện trực giao • Giống nhiễu ngẫu nhiên, có băng thơng rộng nhiều lần so với băng thơng tín hiệu gốc Trải phổ Tín hiệu liệu & tín hiệu mã hóa hệ thống CDMA ... FDM mức fSC = 108 fSC = 612 fSC = 3396 fSC = 104 fSC = 56 4 fSC = 3148 fSC = 100 fSC = 51 6 fSC = 2900 fSC = 96 fSC = 468 fSC = 2 652 fSC = 92 fSC = 420 fSC = 2 356 fSC = 88 fSC = 84 fSC = 80 Tín hiệu... 80 Tín hiệu FDM nhóm sở Tín hiệu FDM siêu nhóm FDM mức fSC = 2108 fSC = 1860 fSC = 1612 fSC = 76 fSC = 1364 fSC = 72 fSC = 1116 fSC = 68 fSC = 64 600 kênh thoại Tín hiệu FDM nhóm chủ KỸ THUẬT... điên thoại di động 2 .5, 3G Kết nối hình mạngquảng khôngbá dây bị cầm tay Dảicác tầnthiết GHz Dải tần 5- 8 MHz 52 sóng mang phụ 3409 sóng mang Tốc độ lên đến 54 phụ Mbps Tốc đến 15 Tiêu độ thụlên nguồn: