dce 2008 Chương K thu t mã hóa tín hi u BK TP.HCM D D D D li li li li u s , tín hi u s u s , tín hi u tương t u tương t , tín hi u s u tương t , tín hi u tương t dce 2008 Tín hi u analog • Ba đ c m c a tín hi u analog bao g m – Biên đ (Amplitute) – T n s (Frequency) – Pha (Phase) • Biên đ c a tín hi u analog – Đo đ m nh c a tín hi u, đơn v : decibel (dB) hay volts – Biên đ l n, tín hi u có cư ng đ m nh – Tín hi u ti ng nói - t “hello” • Ti ng nói (speech) m t tín hi u r t ph c t p • Ti ng nói ch a hàng ngàn t h p khác c a nhi u tín hi u Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu dce 2008 T n s c a tín hi u analog • T c đ thay đ i c a tín hi u m t giây, đơn v Hz hay s chu kỳ m t giây (cycles per second) – T/h 30Hz thay đ i 30 l n m t giây • M t chu kỳ s di chuy n sóng c a tín hi u t m ngu n b t đ u cho đ n quay tr v l i m ngu n Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu dce 2008 Pha c a tín hi u analog • T c đ thay đ i quan h c a tín hi u đ i v i th i gian, đư c mô t theo đ (degree) • S d ch pha x y chu kỳ c a tín hi u chưa k t thúc, m t chu kỳ m i c a tín hi u b t đ u trư c chu kỳ trư c chưa hồn t t – Tai ngư i không c m nh n đư c s d ch pha – T/h mang d li u b nh hư ng b i s d ch pha • Ví d m i n i khơng hồn h o s gây d ch pha Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu dce 2008 Tín hi u digital • Tín hi u s bao g m ch hai tr ng thái, đư c di n t v i hai tr ng thái ON hay OFF ho c hay • Tín hi u s yêu c u kh băng thơng l n tín hi u analog Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu dce 2008 Tín hi u digital • Các v n đ s d ng kênh tho i (voice channel) vi c truy n tín hi u s – M t tín hi u s m t t h p c a tín hi u khác Đ c bi t, tín hi u s có th đư c bi u di n sau Signal = f + f3 + f5 +f7 +f9 +f11 +f13 f∞ – Do m t tín hi u s g m t n s b n (f), c ng thêm t n s 3f (hài t n b c 3), c ng thêm t n s 5f (hài t n b c 5), … – N u biên đ c a t n s f, f3, f5, … a, a3, a5, … a = 3a3 = 5a5 … – Đ g i tín hi u s qua kênh truy n tho i, băng thông c a kênh truy n ph i cho phép t n s b n f, t n s 3f t n s 5f qua mà không nh hư ng nhi u đ n t n s – Đây yêu c u t i thi u đ bên nh n nh n đư c tín hi u s Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu dce 2008 Tín hi u digital • Truy n tín hi u s nh phân t c đ 2400bps kênh tho i có băng thơng 3.1kHz – T n s b n: 1200Hz (thông thư ng b ng ½ t c đ bit) – Ch có t n s b n qua mà không b thay đ i Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu dce 2008 D li u, tín hi u truy n d n • Analog data/Analog Signal – G i bình thư ng ho c mã hóa vào ph n ph khác • Analog data/Digital Signal – Mã hóa dùng b codec đ t o chu i bit s • Digital Data/Analog Signal – Đư c mã hóa dùng modem đ t o t/h tương t • Digital Data/Digital Signal – Bi u di n tr c ti p d li u ho c mã hóa đ t o t/h s có đ c tính mong mu n • Analog and digital transmission Analog Analog data signal Digital signal Digital data Digital signal Analog signal Analog Signal/Analog Transmission – Lan truy n thông qua b khu ch đ i, x lý t/h b t k d li u s ho c tương t • Analog Signal/Digital Transmission – Gi s t/h bi u di n d li u s , lan truy n qua b repeater • Digital Signal/Analog Transmission – Khơng dùng • Digital Signal/Digital Transmission – T/h chu i nh phân lan truy n qua b repeater Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu dce 2008 D li u s , tín hi u s • Tín hi u s Analog and digital transmission Analog data Analog Analog signal signal Digital Digital signal signal Digital data Analog Analog signal signal Digital signal – Xung n áp r i r c, không liên t c – M i xung m t ph n t tín hi u – D li u nh phân đư c mã hóa thành ph n t tín hi u Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu dce 2008 Thu t ng •Baseband signal •Carrier signal •Bandpass Data Communication and Computer Networks •Lowpass •Highpass ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 10 dce 2008 Companding Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 43 dce 2008 Đi u ch Delta (DM) • Tín hi u tương t đư c x p x b i hàm c u thang (staircase) • Hành vi nh phân – Đi lên hay xu ng m c (δ) t i m i th i kho ng l y m u • Hi u su t – Đ tái t o ti ng nói t t • PCM - 128 m c (7 bit) • Băng thơng tho i 4khz • C n 8000 x = 56kbps đ i v i PCM – K thu t nén d li u có th làm gi m t c đ bit • Ví d : k thu t mã xen khung (interframe coding) cho video làm gi m t c đ bit t 92Mbps xu ng 15Mbps Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 44 dce 2008 Đi u ch Delta (DM) Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 45 dce 2008 D li u tương t , tín hi u tương t • Analog and digital transmission ng d ng – Dùng đ u ch d li u tương t : thay đ i t n s truy n (t n s cao truy n d n t t hơn) – Dùng cho FDM Analog data Analog signal Digital Digital signal signal Digital data Analog Analog signal signal Digital Digital signal signal • K thu t – Đi u ch biên: Amplitude Modulation (AM) – Đi u ch góc (Angle Modulation) • Đi u ch t n s : Frequency Modulation (FM) • Đi u ch pha: Phase Modulation (PM) Data Communication and Computer Networks Analog → Analog AM Angle FM ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu PM 46 dce 2008 Đi u ch biên (AM) • Biên đ c a sóng mang đư c thay đ i b i biên đ c a tín hi u đư c truy n s(t) = [1+nax(t)]cos(2πfct) – T o t/h bên (DSBTC), ch c n có m t bên – na1 – t/h bao c t tr c th i gian (thông tin b m t) – Pt = Pc(1+na2/2) • Pt Pc – cơng su t t/h đư c truy n t/h sóng mang • na –ch s u ch , t s biên đ t/h đư c truy n sóng mang • Single sideband (SSB) double sideband suppress carier (DSBSC) • Ưu m – D hi n th c (đi u ch gi i u ch ) – D bi n đ i tín hi u sang gi i băng t n khác • Khuy t m – D b nh hư ng c a nhi u • Khơng s d ng hi u qu lư ng Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 47 dce 2008 Đi u ch biên (AM) M(f) B M(f) f Discrete carrier term Lower sideband Upper sideband fc – B Data Communication and Computer Networks fc fc + B ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu f 48 dce 2008 Đi u ch biên (AM) dce 2008 Đi u ch biên (AM) • na < (V Matlab) dce 2008 Đi u ch biên (AM) • na > dce 2008 Đi u ch biên (AM) • na < (V Matlab dce 2008 Đi u ch góc • s(t) = Accos[2πfct + φ(t)] • Phương pháp u t n s (FM) – Đ o hàm c a pha φ(t) t l thu n v i tín hi u đư c truy n f i (t ) = f c + φ ' (t ) 2π – φ’(t) = nfm(t) • Ưu m – Khó b nh hư ng c a nhi u – S d ng hi u qu lư ng • Khuy t m – Tín hi u đư c u ch yêu c u băng thơng r ng nhi u tín hi u truy n ban đ u (d li u) – Hi n th c m ch u ch gi i u ch ph c t p so v i phương pháp u biên Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 53 dce 2008 Đi u ch góc Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 54 dce 2008 Đi u ch góc • Phương pháp u ch pha (PM) – φ(t) = npm(t) – Tín hi u truy n không nh hư ng đ n thành ph n biên đ t n s mà ch làm thay đ i pha c a sóng mang – Ph t n s c a tín hi u đư c u ch theo phương pháp u pha tương t phương pháp u t n → phương pháp u pha có đ c m tương t phương pháp u t n – Tuy nhiên, có hai lý phương pháp u pha đư c d ch p nh n • Đ i v i bên nh n: t n s c a tín hi u nh n đư c c đ nh, ch có pha thay đ i nên ch c n thi t k b l c t n s ch cho m t t n s nh t thay nhi u t n s phương pháp u t n → gi m chi phí thi t k hi n th c m ch • Trong trư ng h p tín hi u u ch ch nh n m t s giá tr (như tín hi u s ), m ch u ch gi i u ch hi n th c theo phương pháp u pha đư c đơn gi n r t nhi u Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 55 dce 2008 Hi u su t • Băng thơng – AM • BT = 2B – FM&PM • BT = 2(β+1)B n p Am  β =  ∆F n f Am =  2πB  B PM FM – FM&PM c n băng thông l n so v i AM Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 56 dce 2008 Bài t p • 5.4, 5, 6, 10, 12, 15, 16, 20, 23, 24, 25, 26 Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 57 ... ho c m? ? h? ?a đ t o t/ h s c? ? đ c t? ?nh mong mu n • Analog and digital transmission Analog Analog data signal Digital signal Digital data Digital signal Analog signal Analog Signal /Analog Transmission... u s , t? ?n hi u s • T? ?n hi u s Analog and digital transmission Analog data Analog Analog signal signal Digital Digital signal signal Digital data Analog Analog signal signal Digital signal – Xung... Analog Analog signal signal Digital signal Digital data Analog Analog signal signal Digital Digital signal signal • Thi t b – CODEC (COder-DECoder) • K thu t – Đi u ch xung m? ?: Pulse Code Modulation