Viễn thông
Kiến thức căn bản về viễn thông. Trong tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu số, Signal-to-noise thường được viết S/N hoặc SNR, được sử dụng để so sánh mức độ của tín hiệu mong muốn so với tín hiệu không mong muốn. Là tỷ lệ công suất tín hiệu: Với P là công suất trung bình thì SNR được xác định bởi tỷ lệ công suất tín hiệu trên công suất tiếng ồn: SNR=P(tín hiệu) / P(nhiễu) Tỷ lệ này thường được đo bằng decibel (dB) Nếu biết được tỷ lệ SNR, qua mức độ nhiễu thì ta sẽ xác định được lượng thông tin cần truyền, hay là chất lượng của việc truyền tín hiệu. Tín hiệu số được xây dựng bằng một số hữu hạn số, ký hiệu (như bảng chữ cái, 10 con số 0-9 hoặc khoảng trắng ). Tín hiệu số được cấu tạo từ M ký hiệu được gọi là tín hiệu M trạng thái (M-ary). Bộ phát lại làm giảm sự nhiễu khi truyền thông tin trên kênh truyền và tăng cường độ tín hiệu. Điều chế xung mã PCM (pules code modulation) là một phương pháp chuyển đổi từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số. Có 3 bước thực hiện phương pháp PCM: • Lấy mẫu các tín hiệu tương tự, việc lấy mẫu là đo biên độ của tín hiệu liên tục thời gian , nó chuyển đổi tín hiệu liên tục thời gian thành một tín hiệu thời gian rời rạc. • Lượng tử hóa: đại diện các giá trị lấy mẫu cuả biên độ một tập hợp hữu hạn, tức ta chia biên độ của xung mẫu thành các mức trong đó các mức phải bằng nhau. • Mã hóa các bit: chỉ định mỗi cấp độ lượng tử hóa bằng một mã (nhị phân). Điều chế tín hiệu là quá trình biến đổi một hay nhiều thông số của một tín hiệu tuần hoàn theo sự thay một tín hiệu mang thông tin cần truyền. Các thông số của tín hiệu tuần hoàn đó là biên độ, pha, tấn sô => làm cho tín hiệu có thể truyền đi tốt hơn. Điều chế biên độ AM (amplitude modulation) là quá trình điều chế tín hiệu tần số thấp (như tín hiệu âm tần, tín hiệu video) vào tần số cao tần theo phương thức => Biến đổi biên độ tín hiệu cao tần theo hình dạng của tín hiệu âm tần => Tín hiệu cao tần thu được gọi là sóng mang. Nói cách khác là biến đổi biên độ của tín hiệu sóng mang theo biên độ của tín hiệu thông tin cần gửi đi, hay là điều chế sóng mang bằng biên độ theo tín hiệu mang tin. Ưu điểm của sóng AM là có thể truyền đi xa tới hàng nghìn km, tuy nhiên sóng AM dễ bị nhiễu, chất lượng âm thanh bị hạn chế. Điều chế tần số FM (Fryquency Moducation) là điều chế theo phương thức làm thay đổi tần số của tín hiệu cao tần theo biên độ của tín hiệu âm tần, khoảng tần số biến đổi là 150 KHz. Sóng FM là sóng cực ngắn đối với tín hiệu Radio, sóng FM thường phát ở dải tần từ 76 MHZ đến 108 MHz. Sóng FM có nhiều ưu điểm về mặt tần số, dải tần âm thanh khi tách sóng có chất lượng tốt, âm thanh trung thực. Tuy nhiên, cự ly truyền ngắn từ vài chục đến vài trăm km, thường được sử dụng làm sóng phát thanh trên các địa phương. Truyền nhiều tín hiệu 1 cách đồng thời ta sử dụng 2 cách ghép kênh sau: + Ghép kênh theo thời gian TDM (Time Division Multiplexing) là thời gian sử dụng đường truyền được chia làm nhiều khung, mỗi khung được chia thành nhiều khe thời gian, mỗi người sử dụng một khe thời gian dành riêng cho mình để phục vụ truyền tin +Ghép kênh phân chia theo tần số FDM (Frequency division multiplexing) là tổng băng thông có sẵn trong hệ thống được chia thành các dãi tần số không chồng chéo với các tín hiệu khác nhau. 1 số khái niệm trong viễn thông( băng thông, tần số, .) WARNING: đôi khi học cho nhiều vào nhưng những khái niệm cơ bản ko hiểu rõ ra đi làm người ta cười chít luôn nhất là các kĩ sư khi nói cái j phải chính xác mong mọi người bổ sung và bạn luận thêm các khái niệm trong viễn thông mà mình biết để anh em tiếp thu Viễn thông là gì ? Viễn thông (trong các ngôn ngữ châu Âu xuất phát từ tele của tiếng Hy Lạp có nghĩa là xa và communicare của tiếng La tinh có nghĩa là thông báo) miêu tả một cách tổng quát tất cả các hình thức trao đổi thông tin qua một khoảng cách nhất định mà không phải chuyên chở những thông tin này đi một cách cụ thể (thí dụ như thư). Các tín hiệu nhìn thấy được đã được sử dụng trong thế kỷ 18 như hệ thống biểu hiện các chữ cái bằng cách đặt tay hay 2 lá cờ theo một vị trí nhất định (semaphore) hay máy quang báo (heliograph) là một dụng cụ truyền tin bằng cách phản chiếu ánh sáng mặt trời. Theo nghĩa hẹp hơn, ngày nay viễn thông được hiểu như là cách thức trao đổi dữ liệu thông qua kỹ thuật điện, điện tử và các công nghệ hiện đại khác. Các dịch vụ viễn thông đầu tiên theo nghĩa này là điện báo và điện thoại. Ngày nay các thiết bị viễn thông là một thành phần cơ bản của hệ thống hạ tầng. Tần số là gì Tần số là số lần dao động trên một đơn vị thời gian và nó bằng f=1/T. Còn chu kỳ là khoảng thời gian để thực hiện đủ một dao động. Băng thông của một kênh truyền (Bandwidth) Bởi vì một tín hiệu bất kỳ có thể được xem như là một sự kết hợp của một chuỗi các sóng hình sin, nên ta có thể xem rằng, sự truyền tải một tín hiệu bất kỳ tương đương với việc truyền tải các sóng hình sin thành phần. Vì tần số của chúng là khác nhau, chúng có thể đến nơi với độ suy giảm là khác nhau, một trong số chúng có thể không còn nhận ra được. Nếu ta định nghĩa một ngưỡng còn “nghe” được A0, thì tất cả các tín hiệu hình sin có tần số nhỏ hơn f1 được xem như bị mất. Tương tự các tín hiệu có tần số lớn hơn f2 cũng được xem là bị mất. Những tín hiện có thể nhận ra được ở bên nghe là các tín hiệu có tần số nằm giữa f1 và f2. Khoản tần số này được gọi là băng thông của một kênh truyền. Nói một các khác, với một tín hiệu phức tạp bất kỳ, tín hiệu này sẽ truyền tải được nếu như tần số của các sóng hình sin thành phần của nó có tần số nằm trong khoảng băng thông của kênh truyền. Chúng ta cũng nhận thấy rằng, băng thông càng lớn thì càng có nhiều tín hiệu được truyền đến nơi. Chính vì thế chúng ta thường quan tâm đến các kênh truyền có băng thông rộng Ví dụ :độ rộng băng thông của kênh truyền điện thoại là 3100 Hz vì các tín hiệu âm thanh có thể nghe được nằm ở khoảng tần số từ 300 Hz đến 3400 Hz. Băng tần Băng tần là 1 băng (1 dải) tần số nào đó được giới hạn bởi 1 tần số thấp nhất và 1 tần số cao nhất. Băng thông (dải thông) là băng tần được gán cho 1 người sử dụng nào đó để truyền/nhận dữ liệu. Băng thông phải đảm bảo 1 số điều kiện kỹ thuật thì mới có thể phục vụ cho 1 hình thức truyền/nhận dữ liệu. Nếu coi băng tần là 1 xa lộ thì băng thông là chiều rộng của 1 làn đường. băng tần được cơ quan quản lý cấp phép Sóng mang cao tần Trong khái niệm về điều chế như sau Điều chế là quá trình ghi tin tức vào dao động cao tần nhờ biến đổi một thông số nào đó như biên độ, tần số hay góc pha của dao động cao tần theo tin tức. Thông qua điều chế, tin tức ở miền tần số thấp được chuyển lên vùng tần số cao để bức xạ truyền đi xa. - Tin tức được gọi là tín hiệu điều chế. - Dao động cao tần được gọi là tải tin hay tải tần. - Dao động cao tần mang tin tức gọi là dao động cao tần đã điều chế. " ==>Trong khái niệm về điều chế có nói đến " giao động cao tần "==> đó chính là sóng mang cao tần ,Nó đơn thuần là 1 dao động hình sin ( nếu sóng mang là tương tự) có tần số cao , hoặc là dao động hình xung vuông ( nếu sóng mang là số) Tốc độ bít Trong hệ thống viễn thông ngày nay hầu hết đều làm việc với tín hiệu số vì cho chất lượng dịch vụ cao hơn rất nhiều so với tín hiệu tương tự ==> ở tín hiệu tương tự ta cần đề cập đến tần số trung tâm , băng thông tín hiệu thì ở tín hiệu số cần đề cập đến tốc độ bít của tín hiệu , tốc độ số liệu . +)Nếu gọi thời gian tồn tại 1 bít của tín hiệu số là Tb thì ta có tốc độ bít của tín hiệu đó là : Rb = 1/Tb (bit/s ) Tốc độ bít cho ta biết trong 1 khoảng thời gian thì số bít của tín hiệu được truyền đi là bao nhiêu ? +Nếu kênh truyền có độ rộng băng tần là vô hạn thì có thể truyền tin với tốc độ rất cao ==> để tăng tốc độ bít của tín hiệu ta chỉ cần làm giảm thời gian tồn tại 1 xung của tín hiệu đó ( việc này được thực hiện bằng các bộ ghép , tách kênh ) nhưng đấy chỉ là giả thiết vì ko có kênh truyền nào có băng thông vô hạn cả Tốc độ số liệu tốc độ số liệu C hay còn gọi là dung lượng kênh truyền ==> là tốc độ bít lớn nhất mà kênh truyền có thể đáp ứng mà ko gây méo dạng tín hiệu . Nếu gọi Rb max là tốc độ bít max mà nếu truyền tín hiệu có tốc độ lớn hơn Rbmax ( dù 1 tí ) thì tín hiệu bên thu bị méo dang và ko thể khôi phục được ==> khi đó Rbmax chính là tốc độ số liệu C +Trong khi tốc độ bít Rb có thể tăng hay giảm nhờ các bộ ghép tách kênh thì , tốc độ số liệu C lại ko hề thay đổi và phục thuộc vào : băng thông kênh truyền ; nhiễu tác động vào kênh - C= B log2 [ 1+ S/N ] bit/s ; (Với B là đỏ rộng băng của kênh truyền ) ==> tuỳ thuộc vào môi truờng truyền dẫn mà có độ rộng băng tần của kênh truyền lớn hay nhỏ và từ đó thì tốc độ dữ liệu lớn hay bé . Hiẹn nay thì môi trừong truyền dẫn quang ( cụ thể là sợi đơn mod) có băng tần rộng 20khz ==> có thể truyền dẫn tốc độ dữ liệu lên tới 40Gbit/s . trải phổ tín hiệu là gì Kỹ thuật trải phổ về cơ bản là sử dụng một mã đặc biết để trải phổ của tín hiệu trong một băng thông hẹp (thậm trí rất hẹp) ra một băng thông cực rộng làm cho tín hiệu truyền đi rất giống với nhiễu trắng có trong tự nhiên. Chính vì vậy, nếu như trên đường truyền, kẻ thù (trong quân sự) có thu được tín hiệu của ta nhưng không biết cái mã đặc biệt kia để thu hẹp phổ của tín hiệu lại thì họ không thể hiểu được nội dung thông tin đang được truyền đi là gì vì tín hiệu sau khi được trải rộng phổ ra rất giống với nhiễu trắng trong tự nhiên. Mã trải phổ càng dài thì càng khó có thể dò ra phía phát đã dùng mã gì để trải phổ và do đó tính bảo mật của thông tin được truyền càng cao. Tuy nhiên, dùng mã càng dài thì càng cần một băng thông rộng. Ví dụ: Độ rộng dải phổ của tín hiệu hữu dụng là W Hz, nếu ta dùng một mã trải phổ với độ dài K thì tín hiệu sau khi được trải phổ sẽ có độ rộng dải phổ là KW Hz, tức rộng gấp K lần phổ của tín hiệu trước khi trải phổ. Nếu K rất lớn thì phổ của tín hiệu được truyền đi (sau khi trải phổ) sẽ gần như phẳng giống như phổ của nhiễu trắng vậy. Mục đích ban đầu của kỹ thuật trải phổ để giải quyết vấn đề an ninh. CDMA được thừa hưởng cái đặc tính này của trải phổ nên nó đúng là có độ bí mật cao hơn các kỹ thuật trước đó như TDMA, FDMA. Tuy nhiên, trong các hệ thống CDMA hiện hành, độ dài của mã chưa cao nên khả năng an ninh cũng chưa phải là cao. Thậm trí người ta còn sử dụng những mã mà mọi người đều biết như mã vàng (Gold Code). CDMA về cơ bản có thể dò ra mã được. Vấn đề mấu chốt trong việc dùng mã trong CDMA là vì mục đích khử nhiễu do nhiều người sử dụng (Multi-User Interference - MUI). Các mã được sử dụng trong CDMA được thiết kế sao cho chúng có tính chất tương quan tốt (Good Correlation Properties) tức là hệ số tự tương quan cao, hệ số tương quan chéo giữa các mã rất thấp, và các mã này phải đảm bảo giữ được tính chất tương quan ngay cả khi sự đồng bộ giữa những người sử dụng trong cell bị mất (không đồng bộ - Asynchronous CDMA - Cái này thông thường xảy ra trong trường hợp truyền thông tin từ điện thoại di đống đến Base Station). . Kiến thức căn bản về viễn thông. Trong tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu số, Signal-to-noise. sung và bạn luận thêm các khái niệm trong viễn thông mà mình biết để anh em tiếp thu Viễn thông là gì ? Viễn thông (trong các ngôn ngữ châu Âu xuất phát