Điện tử viễn thông chapter 2 DRT NVD khotailieu

Chương 2: Các dạng tín hiệu truyền dẫn vơ tuyến số Chương CÁC DẠNG TÍN HIỆU TRONG TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN SỐ 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG Các chủ đề trình bày chương √ Tín hiệu, phổ tín hiệu, phân loại tín hiệu √ Kênh vơ tuyến, tham số đặc trưng kênh vô tuyến phân loại √ Đặc tính kênh băng tần hạn chế, méo kênh, nhiễu ký hiệu ISI √ Ảnh hưởng hạn chế băng tần định lý Nyquist √ Truyền dẫn tín hiệu băng gốc băng thơng √ Thiết kế truyền dẫn tín hiệu qua kênh băng tần hạn chế √ Ảnh hưởng đặc tính đường truyền √ Phương pháp biểu diễn phân tích đánh giá tín hiệu điển hình Mục đích chương √ Hiểu cách sử dụng hàm để biểu diễn tín hiệu truyền dẫn vơ tuyến số √ Hiểu đặc tính kênh truyền ảnh hưởng lên chất lượng truyền dẫn vô tuyến số √ Hiểu trình thiết kế truyền dẫn tín hiệu kênh có băng tần hạn chế √ Hiểu Phương pháp biểu diễn phân tích đánh giá tín hiệu điển hình √ Mơ hình hóa mơ số dạng tín hiệu điển hình 2.2 TÍN HIỆU, PHỔ TÍN HIỆU, PHÂN LOẠI TÍN HIỆU 2.2.1 Khái niệm phân loại Việc trình bày khái niệm tín hiệu, tính chất phân loại chúng đa dạng phong phú tùy vào mục đích xét Tuy nhiên, với mục đích môn học đặc trưng truyền dẫn vô tuyến số ta phân loại tín hiệu sau: Giá trị hàm tín hiệu thay đổi theo thời gian Mức độ mơ tả dự đốn tính cách hàm tín hiệu Thời gian tồn hàm tín hiệu Hàm tín hiệu có kiểu lượng hay kiểu công suất Loại chia thành: √ Tương tự: hàm liên tục nhận giá trị dương, không âm Thay đổi xẩy từ từ tốc độ thay đổi hữu hạn √ Số: hàm nhận tập hữu hạn giá trị dương, không hay âm Thay đổi giá trị tức tốc độ thay đổi vơ hạn thời điểm thay đổi, thời điểm khác không Hàm số thường sử dụng viễn thơng hàm nhị phận - có hai trạng thái: Loại hai chia thành: √ Tất định: thời điểm hàm xác định thể giá trị (gồm không) liên quan đến thời điểm lân cận mức độ rõ ràng để biểu diễn giá trị cách xác -11- Chương 2: Các dạng tín hiệu truyền dẫn vơ tuyến số √ Xác suất: hàm có giá trị tương lai mô tả thuật ngữ thống kê Đối với hàm này, ta biết trước tập giá trị khứ, ta biết chắn giá trị thời điểm định tương lai, cho trước giá trị ta khơng thể nói chắn thời điểm tương lai xẩy giá trị Các giá trị tương lai ước tính thống kê liên quan đến giá trị khứ với giả thiết tính cách tương lai có liên hệ với khứ Một nhóm quan trọng hàm xác suất hàm ngẫu nhiên √ Ngẫu nhiên: hàm xác suất có giá trị giới hạn dải cho trước Trong khoảng thời gian dài giá trị dải xẩy nhiều giá trị khác Loại ba phân chia thành: √ Quá độ: Hàm tồn khoảng thời gian hữu hạn √ Vô tận: Hàm tồn thời điểm Thường để mô tả hoạt động hệ thống thông tin trạng thái ổn định Một nhóm hàm hàm tuần hồn √ Tuần hồn: hàm vơ tận có giá trị lặp khoảng quy định Loại bốn phân chia thành hàm kiểu lượng kiểu công suất: Để tiện xét hàm ta coi hàm s(t) đo đơn vị tín hiệu (dòng điện điện áp) điện trở Ω, cơng suất đo Watt lượng đo Joule √ Hàm kiểu lượng: Hàm tín hiệu xác định s(t) coi hàm tín hiệu kiểu lượng lượng hữu hạn, nghĩa E [∞] = ∞ ∫s (t)dt < ∞ (2.1) −∞ √ Hàm kiểu cơng suất: Hàm tín hiệu s(t) gọi hàm tín hiệu cơng suất lượng vơ hạn cơng suất trung bình hữu hạn, nghĩa P [ ∞ ] = lim T →∞ T α+ T ∫ s (t)dt (2.2) α Như hàm tín hiệu kiểu lượng có cơng suất P[∞] khơng Đối với tín hiệu tuần hồn sp(t), việc lấy trung bình chu kỳ (T0) giống lấy trung bình tồn thời gian, nên P [ T0 ] = T0 α+ T0 ∫ s P2 (t)dt = s P2 (t) = P [ ∞ ] (2.3) α Lưu ý rằng, tín hiệu tuần hồn tín hiệu cơng suất Chẳng hạn tín hiệu U(t)1, t ≥ e-2t U(t) tín hiệu lượng Các sóng hàm sin, chữ 0, t < U(t-10) U(t) =  nhật tín hiệu khơng đổi tín hiệu cơng suất Một số tín hiệu etU(t) tU(t) khơng phải tín hiệu lượng tín hiệu cơng suất 2.2.2 Tự tương quan mật độ phổ Tự tương quan mật độ phổ tín hiệu kiểu cơng suất -12- Chương 2: Các dạng tín hiệu truyền dẫn vơ tuyến số Đối với tín hiệu tất định kiểu cơng suất s(t), hàm tự tương quan (ACF: Autocorrelation Function) chuẩn hóa xác định sau: T →∞ T R S (τ) = lim α+ T ∫ s(t)s *(t + τ)dt, víi -∞