) (2.4 Với α là phần tử cơ bản của trƣờng GF(2 m
2.4.4Điều chế dạng khoá dịch pha PSK và khoá dịch pha vi phân DPSK.
Trong dạng điều chế khoá dịch pha PSK, các chùm tín hiệu đƣợc phát ra bằng cách điều chế s , trong khi đó thì biên tần As = E0 và tần số 0 của sóng mang đƣợc giữ là hằng số. Khi đó có thể viết nhƣ sau:
Es(t) = E0cos[0t+m(t)] (2.8)
Trong đó m(t) nhận các giá trị 0 và 1, điều này có nghĩa là pha s nhận hai giá trị 0 và . Dạng phổ công suất giống nhƣ của ASK, nhƣng có phổ vạch sóng mang nhƣ thể hiện trong hình 2.31 . Vậy sơ đồ này hiện hữu hơn so với sơ đồ ASK.
Điều chế dạng khoá dịch pha vi phân DPSK(Differential PSK) cũng giống nhƣ điều chế PSK nhƣ vậy có thể viết.
Es(t) = E0cos[0t+m(t) ] (2.9)
Trong thực tế chỉ khác ở quy luật mã vì trong DPSK, thông tin đƣợc mã hoá theo sự khác nhau về pha giữa hai bít kế tiếp nhau. Ƣu điểm của điều chế DPSK là tín hiệu phát có thể đƣợc điều chế thành công cho đến khi pha sóng mang duy trì khá ổn định trên độ dài hai bít. Điều chế này thƣờng đƣợc dùng trong các hệ thống thực tế, vì không cần các bộ giải điều chế phức tạp mà vẫn cho đặc tính tốt.
2.4.5 Các dạng điều chế sử dụng trong viễn thông điện lực.
2.4.5.1Sử dụng điều chế để giảm xuyên nhiễu.
Kể từ khi đƣờng dây điện đƣợc thiết kế để truyền tải điện năng, nó chƣa đƣợc đánh giá đúng mức với vai trò là một môi trƣờng truyền dữ liệu. Đƣờng dây điện thông thƣờng có một số lƣợng lớn các loại nhiễu, là nguyên nhân gây nên méo tín hiệu. Sự méo tín hiệu này làm tăng tỉ số lỗi bit (BER). Tỉ số BER đƣợc định nghĩa một cách gần đúng là tỉ số của các bit đã giải điều chế bởi bộ thu với số các bit nhận đƣợc. Xa hơn nữa, các tín hiệu trên đƣờng dây điện lực cũng gặp phải một vấn đề là sự suy hao rất lớn. Những vấn đề trên là những lý do chính làm cho đƣờng dây điện không đƣợc lựa chọn làm đƣờng truyền dữ liệu chính.
Để khắc phục những nhƣợc điểm của đƣờng dây điện lực, chúng ta có thể áp dụng nhiều phƣơng pháp làm giảm tỉ số BER. Biện pháp đầu tiên là sử dụng phƣơng pháp điều chế FSK để điều chế thông tin. Tất cả các biện pháp nói chung đều làm giảm sự xuyên nhiễu, tuy nhiên các biện pháp nói chung cũng không khả quan hơn phƣơng pháp sử dụng FSK là bao nhiêu. Có một kĩ thuật đƣợc gọi là BPSK (Binary Phase Shift Keying) đƣợc xem là tốt hơn FSK trong việc giảm nhiễu.
BPSK sử dụng hai pha khác nhau của tín hiệu điều chế để phân biệt giữa 0 và 1. Hình 2.25 chỉ ra hiệu suất của một số kĩ thuật điều chế khác nhau trong việc làm giảm nhiễu.
Tỉ số Eb/N0 đƣợc hiểu là tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SNR). Nhƣ chúng ta quan sát thấy trên hình vẽ, BPSK có một tỉ số SNR thấp hơn FSK, DPSK và ASK.
Tuy nhiên, những kết quả lý thuyết đƣa ra trong hình 2.25 không quyết định đƣợc là BPSK sẽ làm giảm đáng kể tỉ số BER trong hệ thống. Việc kiểm tra phải đƣợc thực hiện cụ thể trên một vi mạch BPSK đối với mạch điện hiện tại. Một vi mạch BPSK có thể đƣợc sử dụng là MAX2900.Thiết kế hiện tại cần phải đƣợc khai báo và chỉ rõ giá trị của tụ điện và điện trở điều khiển các thông số của vi mạch FSK để thuận tiện cho việc bổ xung vi mạch điều chế mới.
Một cách khác để nhận đƣợc tín hiệu tốt hơn là cải thiện mạch lọc trong phần thu. Hiện tại, mạch lọc đầu tiên đƣợc sử dụng là mạch lọc RLC thông cao. Tuy nhiên, đƣờng dây điện luôn luôn có rất nhiều tín hiệu nhiễu từ nhiều nguồn nhiễu khác nhau. Một số tín hiệu nhiễu trong các nguồn này có tần số đủ cao để đi qua mạch lọc thông cao đó. Một giải pháp hợp lý hơn là sử dụng một mạch lọc tích cực thông giải mà chỉ cho phép đi qua một dải tần số nhất định nhỏ hơn. Một vi mạch tích hợp có thể thực hiện đƣợc vai trò này là MAX267AEWG. Vi mạch này có thể thay thế cho mạch lọc thụ động RC trong thiết kế hiện tại.
2.4.5.2 Sử dụng điều chế đế tăng tốc độ truyền dữ liệu.
Hệ thống đƣợc thiết kế với mục đích xa hơn cho sự phát triển của các ứng dụng khác trên đƣờng dây điện lực, bao gồm cả truyền dữ liệu với tốc độ cao. Thiết kế hiện tại chỉ thực thi tại hai tần số tín hiệu riêng biệt. Mỗi tần số tƣơng ứng với một tín hiệu nhị phân 1 hoặc 0. Nếu một tần số thứ ba hoặc thứ tƣ đƣợc phát hiện bởi bộ thu, nó có thể tƣơng ứng lần lƣợt với các tín hiệu 10 và 11 do đó tốc độ dữ liệu sẽ đƣợc nhân đôi. Bằng việc sử dụng một dạng khác của BPSK đƣợc gọi là QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), cũng cho phép làm giảm nhiễu, chúng ta có thể tăng tốc độ dữ liệu lên gấp đôi. QPSK giống nhƣ BPSK ở điểm những pha khác nhau của tín hiệu phát biểu thị cho các bit khác nhau, nhƣng thay vì hai pha khác nhau, nó sử dụng bốn trạng thái pha biểu thị bằng bốn mẫu bit lần lƣợt. QPSK đƣợc sử dụng rộng rãi cho truyền thông tốc độ cao nhƣ là cáp modem.
Một phƣơng pháp có triển vọng hơn cho việc cải thiện băng thông đƣợc gọi là ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM). OFDM là phƣơng pháp lý tƣởng cho việc mở rộng tối đa khả năng của kênh truyền. Nó cho phép một vài tín hiệu có thể truyền đồng thời qua một kênh mà không gây ra nhiễu giữa các thông tin đó. Hiện tại OFDM đang đƣợc sử dụng trong các ứng dụng băng thông cao bao gồm cả đƣờng truyền số.
Chúng ta cũng đã thực hiện tìm kiếm một vài cách khác để cải tiến hệ thống. Bằng việc thay đổi kĩ thuật điều chế với BPSK chung ta có thể giảm xuyên nhiễu. Nếu thay đổi kĩ thuật điều chế thành QPSK chúng ta có thể tăng gấp đôi tốc độ truyền dữ liệu và vẫn có thể chống nhiễu. Do đó hệ thống có thể thực hiện tốt hơn với một vi mạch QPSK. Để tăng tốc độ dữ liệu lên cao hơn, kĩ thuật OFDM có thể đƣợc thực hiện để đạt đƣợc khả năng lớn nhất của đƣờng dây điện lực
Kỹ thuật trải phổ và kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) đƣợc sử dụng để tăng dung lƣợng và tăng số kênh truyền dẫn. Sau đây chúng ta sẽ tiếp tục nghiên cứu các kỹ thuật này.