Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình thông tin trong hệ thống điện
Thäng Tin V Âiãưu ÂäüTrong Hãû Thäúng Âiãûn Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc Bạch khoa - Âải hc  Nàơng 1 Chỉång 1 TÄØNG QUAN VÃƯ CẠC TÊN HIÃÛU V HÃÛ THÄÚNG THÄNG TIN 1.1 Cạc khại niãûm cå bn : 1.1.1 Ngưn tin ngun thy: l táûp håüp nhỉỵng tin tỉïc ngun thy chỉa qua mäüt phẹp biãún âäøi nhán tảo no vê dủ nhỉ: tiãúng nọi, ám nhảc, hçnh nh v.v. . Nhỉ váûy tin tỉïc âỉåüc sinh ra nhåì cạc ngưn tin ngun thy. 1.1.2 Tên hiãûu thäng tin: l dảng váût l chỉïa âỉûng tin tỉïc v truưn lan trong hãû thäúng thäng tin tỉì nåi gỉíi âãún nåi nháûn tin. Âãø cho âån gin ta s gi tàõt tên hiãûu thäng tin l tên hiãûu. Cọ thãø phán loải tên hiãûu nhỉ sau : • Tên hiãûu xạc âënh : l tên hiãûu m quạ trçnh biãún thiãn ca nọ âỉåüc biãøu diãùn bàòng mäüt hm thåìi gian â hon ton xạc âënh. Biãøu thỉïc gii têch hay âäư thë thåìi gian ca tên hiãûu xạc âënh l hon ton âỉåüc biãút trỉåïc . Vê dủ : ) sin( ) ( ϕ ω + = t A t s l tên hiãûu hçnh sin cọ biãn âäü A, táưn säú gọc ω v gọc pha ϕ l 1 tên hiãûu xạc âënh. • Tên hiãûu ngáùu nhiãn: l tên hiãûu m quạ trçnh biãún thiãn ca nọ khäng thãø biãút trỉåïc. Giạ trë ca tên hiãûu ngáùu nhiãn åí tỉìng thåìi âiãøm l khäng biãút trỉåïc. Ngoi cạch phán loải nhỉ trãn ta cn cọ thãø chia cạc tên hiãûu ra thnh 2 nhọm l tên hiãûu liãn tủc v tên hiãûu råìi rảc: Tên hiãûu âỉåüc gi l liãn tủc nãúu sỉû thay âäøi ca nọ l liãn tủc, cn nãúu ngỉåüc lải tên hiãûu l råìi rảc . Củ thãø hån, cọ thãø phán ra 4 loải sau âáy: -Tên hiãûu cọ biãn âäü v thåìi gian liãn tủc gi l tên hiãûu tỉång tỉû (analog) . -Tên hiãûu cọ biãn âäü råìi rảc, thåìi gian liãn tủc gi l tên hiãûu lỉåüng tỉí . -Tên hiãûu cọ biãn âäü liãn tủc, nhỉng thåìi gian råìi rảc gi l tên hiãûu råìi rảc . -Tên hiãûu cọ biãn âäü v thåìi gian âãưu råìi rảc gi l tên hiãûu säú (digital) . Thäng Tin V Âiãưu ÂäüTrong Hãû Thäúng Âiãûn 2 Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc Bạch khoa - Âải hc  Nàơng 1.1.3 Hãû thäúng thäng tin: l täø håüp cạc thiãút bë k thût, cạc kãnh tin âãø truưn tin tỉïc tỉì ngưn tin âãún nåi nháûn tin. Cáúu trục täøng quạt nháút ca mäüt hãû thäúng thäng tin nhỉ sau: Hçnh 1.1 trong âọ: Ngưn tin : l táûp håüp cạc tin m hãû thäúng thäng tin phạt ra. Kãnh tin :l nåi hçnh thnh v truưn tên hiãûu mang tin âäưng thåìi åí âáúy xy ra cạc tảp nhiãùu phạ hoải tin tỉïc Thu tin : L cå cáúu khäi phủc tin tỉïc ban âáưu tỉì tên hiãûu láúy åí âáưu ra ca kãnh tin. 1.1.4 Âån vë thäng tin: bit (binary digit) . Mäüt bit l dung lỉåüng ca mäüt ngưn tin cọ 2 trảng thại cọ thãø (thäng thỉåìng qui ỉåïc l 0 hồûc 1). Trong thỉûc tãú thỉåìng dng cạc bäüi säú ca bit nhỉ: 1 Kbit= 2 10 bit = 1024 bit 1 Mbit= 2 10 Kbit = 1024 Kbit 1 byte = 8 bit 1Kbyte = 2 10 byte = 1024 byte 1Mbyte = 2 10 Kbyte = 1024 Kbyte 1Gbyte = 2 10 Mbyte = 1024 Mbyte 1.2 Cạc âàûc trỉng cå bn ca tên hiãûu xạc âënh: K hiãûu s(t) l biãøu thỉïc thåìi gian ca tên hiãûu xạc âënh. a/ Âäü di v trë trung bçnh ca tên hiãûu: - Âäü di ca tên hiãûu s(t) l thåìi gian täưn tải ca tên hiãûu âọ kãø tỉì lục nọ bàõt âáưu xút hiãûn cho âãún khi cháúm dỉït. Thäng säú ny qui âënh thåìi gian m hãû thäúng thäng tin bë màõc báûn trong viãûc truưn âi tin tỉïc chỉïa trong tên hiãûu . - Nãúu âäü di ca mäüt tên hiãûu xút hiãûn vo thåìi âiãøm t 0 l τ, thç trë trung bçnh ca nọ theo thåìi gian bàòng Ngưn tin Kãnh tin Thu tin Nhiãùu Thọng Tin Vaỡ ióửu ọỹTrong Hóỷ Thọỳng ióỷn Khoa ióỷn - Trổồỡng aỷi hoỹc Baùch khoa - aỷi hoỹc aỡ Nụng 3 dttsts t t + = 0 0 )( 1 )( (1.1) b/ Nng lổồỹng cọng suỏỳt vaỡ trở hióỷu duỷng cuớa tờn hióỷu: - Nng lổồỹng E s cuớa tờn hióỷu s(t) laỡ tờch phỏn cuớa bỗnh phổồng tờn hióỷu trong suọỳt thồỡi gian tọửn taỷi cuớa noù: + = 0 0 )( 2 t t s dttsE . (1.2) Vồùi õởnh nghộa cuớa nng lổồỹng nhổ vỏỷy, ta coi tờn hióỷu coù tờnh chỏỳt nhổ õióỷn aùp, doỡng õióỷn hay caùc õaỷi lổồỹng tổồng tổỷ khaùc. - Cọng suỏỳt trung bỗnh cuớa tờn hióỷu: dttsts t t + = 0 )( 1 )( 22 , (1.3) trong õoù bióứu thổùc )( 2 ts õổồỹc goỹi laỡ cọng suỏỳt tổùc thồỡi cuớa tờn hióỷu. Nhổ vỏỷy cọng suỏỳt trung bỗnh cuớa tờn hióỷu chờnh laỡ trở trung bỗnh cuớa cọng suỏỳt tổùc thồỡi. - Trở hióỷu duỷng cuớa tờn hióỷu laỡ cn bỏỷc hai cuớa cọng suỏỳt trung bỗnh: + = 0 0 )( 1 2 t t hd dttss (1.4) c/ Daới õọỹng cuớa tờn hióỷu: laỡ tyớ sọỳ caùc giaù trở cổỷc õaỷi vaỡ cổỷc tióứu cuớa cọng suỏỳt tổùc thồỡi cuớa tờn hióỷu. Thổồỡng thọng sọỳ naỡy õổồỹc õo bũng õồn vở lọgarờt (ben hay õóxiben): D dB =10 lg min max 2 2 )( )( lg20 min)( max)( ts ts ts ts = (1.5) Thọng sọỳ naỡy õỷc trổng cho khoaớng cổồỡng õọỹ maỡ tờn hióỷu seợ taùc õọỹng lón caùc thióỳt bở. d/ Tố sọỳ S/N (tờn hióỷu/nhióựu) (signal to noise ratio): N S P P N S == , (1.6) trong õoù P S : cọng suỏỳt tờn hióỷu, P N : cọng suỏỳt nhióựu. Tố sọỳ S/N cuợng coỡn coù thóứ vióỳt dổồùi daỷng mổùc tờn hióỷu: )(lg10lg10 dB P P N S = . (1.7) e/ Daới thọng cuớa tờn hióỷu (BW - Bandwidth): laỡ hióỷu giổợa caùc giồùi haỷn tỏửn sọỳ cuớa daới chổùa caùc thaỡnh phỏửn tỏửn sọỳ hổợu ờch cuớa 1 tờn hióỷu. Thäng Tin V Âiãưu ÂäüTrong Hãû Thäúng Âiãûn 4 Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc Bạch khoa - Âải hc  Nàơng Vê dủ: Cọ thãø xem tiãúng nọi con ngỉåìi cọ di táưn säú nàòm trong khong tỉì f 1 =300 Hz âãún f 2 =3000 Hz. Khi âọ di thäng: BW= f 2 - f 1 =3000- 300 =2700 Hz. Cạc tên hiãûu cọ di thäng låïn thç r rng l nãn âỉåüc truưn âi åí cạc táưn säú cao âãø cọ låüi hån (trạnh giao thoa våïi cạc tên hiãûu khạc). 1.3 Phỉång phạp phäø: Phỉång phạp ny cho phẹp xạc âënh cạch truưn tên hiãûu cng våïi âäü biãún dảng cho phẹp qua cạc mảch âiãûn cọ di táưn säú bë giåïi hản, vê dủ nhỉ cạc mảch v thiãút bë cọ di táưn säú lm viãûc hẻp, cạc bäü lc âiãûn, cạc bäü khúch âải, cạc bäü biãún âäøi, cạc kãnh tin .v.v Cå såí ca phỉång phạp phäø l sỉû khai triãøn cạc hm säú tưn hon vo chùi Fuariã. Gi sỉí cọ tên hiãûu s(t) tưn hon våïi chu k T , ( s(t)= s(t+nT) våïi mi säú ngun n ), âäưng thåìi s(t) tha mn cạc âiãưu kiãûn Âirichlã (bë chàûn, liãn tủc tỉìng âoản, cọ säú hỉỵu hản cạc âiãøm cỉûc trë trong mäùi chu k). Khi âọ tên hiãûu s(t) cọ thãø biãøu diãùn âỉåüc dỉåïi dảng chùi Fuariã phỉïc: ∑ +∞ −∞= = k tjk k eAts ω )( , (1.8) trong âọ : T π ω 2 = : táưn säú gọc cå bn, (1.9) ∫ − − == 2/ 2/ )( 1 T T j k tjk k k ecdtets T A ϕ ω : biãn âäü phỉïc. (1.10) Säú hảng tjk k eA ω gi l thnh pháưn âiãưu ha báûc k ca tên hiãûu s(t) , c k : mäâun ca biãn âäü phỉïc A k , táûp håüp +∞ −∞=kk c }{ gi l phäø biãn âäü ca tên hiãûu s(t), ϕ k : pha ban âáưu ca biãn âäü phỉïc A k , táûp håüp +∞ −∞=kk }{ ϕ gi l phäø pha ca tên hiãûu s(t) . Nãúu biãút phäø pha v phäø biãn âäü ta cọ thãø tháúy ràòng tên hiãûu tưn hon s(t) hon ton âỉåüc xạc âënh . Gi sỉí tên hiãûu s(t) khäng tưn hon, ta cọ thãø xem nọ nhỉ l mäüt tên hiãûu tưn hon våïiï chu k T → ∞ . Khi âọ nãúu s(t) cng tha mn cạc âiãưu kiãûn Âirichlã thç ta cng cọ âỉåüc biãøu diãùn ca tên hiãûu khäng tưn hon s(t) dỉåïi dảng têch phán Fuariã: Thọng Tin Vaỡ ióửu ọỹTrong Hóỷ Thọỳng ióỷn Khoa ióỷn - Trổồỡng aỷi hoỹc Baùch khoa - aỷi hoỹc aỡ Nụng 5 deSts tj = )()( (pheùp bióỳn õọứi Fuarió ngổồỹc), (1.11) trong õoù: dtetsS tj = )( 2 1 )( (1.12) goỹi laỡ phọứ cuớa tờn hióỷu khọng tuỏửn hoaỡn s(t) (pheùp bióỳn õọứi Fuarió thuỏỷn). Nóỳu bióỳt phọứ S( ) ta hoaỡn toaỡn coù thóứ xaùc õởnh õổồỹc tờn hióỷu khọng tuỏửn hoaỡn s(t). Noùi chung phọứ S( ) laỡ haỡm phổùc: )( )()( j eSS = =Re { S( ) } + j.Im { S( ) }= P( ) + j Q( ) (1.13) P( ) : phọứ thổỷc cuớa tờn hióỷu s(t) , Q( ) : phọứ aớo cuớa tờn hióỷu s(t) , )( S : phọứ bión õọỹ cuớa tờn hióỷu s(t) , )()()( 22 QPS += , (1.14) ( ) : phọứ pha cuớa tờn hióỷu s(t) , ( )( )( P Q tg = , (1.15) )()( )( )(sin 22 QP Q + = , (1.16) )()( )( )(cos 22 QP P + = . (1.17) Tổỡ trón ta nhỏỷn thỏỳy caùc tờn hióỷu tuỏửn hoaỡn seợ coù phọứ vaỷch (phọứ rồỡi raỷc), coỡn caùc tờn hióỷu khọng tuỏửn hoaỡn seợ coù phọứ lión tuỷc. 1.4 Nhióựu trong caùc hóỷ thọỳng thọng tin : Nhióựu laỡ tổỡ duỡng õóứ chố tỏỳt caớ caùc loaỷi tờn hióỷu khọng coù ờch taùc õọỹng lón caùc tờn hióỷu coù ờch, gỏy khoù khn cho vióỷc thu vaỡ xổớ lyù tờn hióỷu naỡy. Nhióựu gỏy nón caùc sai sọỳ cuợng nhổ laỡm bióỳn daỷng tờn hióỷu. Nóỳu ta truyóửn 1 tờn hióỷu s(t) õóỳn õỏửu vaỡo cuớa kónh tin, thỗ trón õỏửu ra ta seợ thu õổồỹc noùi chung khọng phaới laỡ tờn hióỷu s(t) maỡ laỡ x(t) = n(t).s(t) +c(t), (1.18) trong õoù: n(t) goỹi laỡ nhióựu nhỏn, c(t) goỹi laỡ nhióựu cọỹng. Nhióựu cọỹng c(t) khọng phuỷ thuọỹc vaỡo tờn hióỷu vaỡ bở gỏy ra bồới caùc trổồỡng ngoaỡi (õióỷn trổồỡng, tổỡ trổồỡng, trổồỡng õióỷn tổỡ, trổồỡng ỏm thanh v.v ) Nhióựu nhỏn bở gỏy ra bồới sổỷ thay õọứi hóỷ sọỳ truyóửn cuớa kónh tin. Nhióựu nhỏn thổồỡng thỏỳy trong khi truyóửn caùc tờn hióỷu vọ tuyóỳn ồớ soùng ngừn. Thọng Tin Vaỡ ióửu ọỹTrong Hóỷ Thọỳng ióỷn 6 Khoa ióỷn - Trổồỡng aỷi hoỹc Baùch khoa - aỷi hoỹc aỡ Nụng Theo nguọửn gọỳc, nhióựu coù thóứ õổồỹc phỏn ra 2 nhoùm: nhióựu khờ quyóứn vaỡ nhióựu cọng nghióỷp. Nhióựu khờ quyóứn (hay coù taỡi lióỷu coỡn goỹi laỡ nhióựu tổỷ nhión) gỏy ra do hoaỷt õọỹng cuớa caùc hióỷn tổồỹng trong khờ quyóứn nhổ giọng, baợo, sỏỳm, chồùp v.v. (thọng thổồỡng laỡ ồớỡ tỏửn sọỳ thỏỳp). Trong thồỡi gian giọng, baợo, sỏỳm, chồùp, trong maùy thu radio thốnh thoaớng nghe thỏỳy nhổợng tióỳng laỷo xaỷo maỷnh, õỷc bióỷt khi laỡm vióỷc ồớ soùng daỡi. Nhióựu khờ quyóứn khọng aớnh hổồớng õóỳn caùc daới soùng ngừn laỡ daới soùng õổồỹc duỡng nhióửu trong thọng tin vọ tuyóỳn õióỷn. Ngoaỡi ra nhióựu khờ quyóứn coỡn sinh ra do bổùc xaỷ tổỡ caùc nguọửn ngoaỡi traùi õỏỳt maỡ maỷnh nhỏỳt laỡ do bổùc xaỷ cuớa mỷt trồỡi. Caùc bổùc xaỷ naỡy laỡm aớnh hổồớng õóỳn lồùp iọn hoùa trong tỏửng cao cuớa khờ quyóứn, laỡm thay õọứi õióửu kióỷn truyóửn lan cuớa caùc soùng ngừn, vaỡ do õoù aớnh hổồớng õóỳn thọng tin ồớ daới soùng naỡy. Hồn nổợa phỏửn lồùn nng lổồỹng bổùc xaỷ nũm trong mióửn tỏửn sọỳ sióu cao (caùc daới soùng centimet vaỡ õócimet) vaỡ õổồỹc caùc maùy thu vọ tuyóỳn laỡm vióỷc ồớ caùc daới soùng naỡy trổỷc tióỳp thu lỏỳy dổồùi daỷng nhióựu . Nhióựu cọng nghióỷp laỡ nhióựu do caùc thióỳt bở õióỷn coù thóứ gỏy ra nhổ : caùc õọỹng cồ õióỷn coù thanh goùp, caùc duỷng cuỷ õióỷn duỡng trong gia õỗnh, caùc thióỳt bở õióỷn trong y tóỳ, caùc thióỳt bở cọng nghióỷp ồớ tỏửn sọỳ cao (loỡ õuùc vaỡ tọi cao tỏửn, loỡ sỏỳy cao tỏửn v.v.) Caùc nhióựu phióửn phổùc nhỏỳt do hóỷ thọỳng õaùnh lổớa trong caùc õọỹng cồ õọỳt trong gỏy ra, vaỡ cuọỳi cuỡng caùc chuọng õióỷn (vồùi rồle õoùng mồớ) cuợng laỡ nguọửn nhióựu maỷnh. Baớn chỏỳt cuớa nhióựu cọng nghióỷp laỡ khi caùc thióỳt bở õióỷn kóứ trón laỡm vióỷc seợ sinh ra bổùc xaỷ õióỷn tổỡ maỷnh. Caùc bổùc xaỷ õióỷn tổỡ naỡy coù thóứ laỡ nhổợng kờch thờch õọỹt bióỳn caùc dao õọỹng từt dỏửn do sổỷ taỷo thaỡnh tia lổớa gỏy ra. Chuùng cuợng coù thóứ taỷo ra caùc dao õọỹng cao tỏửn khọng suy giaớm (vờ duỷ nhổ trong caùc loỡ nhióỷt cao tỏửn). óứ chọỳng laỷi caùc nhióựu cọng nghióỷp, cỏửn phaới duỡng caùc bọỹ phỏỷn khổớ caùc bổùc xaỷ õióỷn tổỡ, dỏỷp từt caùc tia lổớa sinh ra trong caùc thióỳt bở maỡ trong õoù chuùng khọng giổợ nhióỷm vuỷ chuớ yóỳu. Caùc thióỳt bở tỏửn sọỳ cao phaới õổồỹc chóỳ taỷo õuùng õừn õóứ giaớm sổỷ bổùc xaỷ õóỳn cổỷc tióứu vaỡ nóỳu cỏửn phaới boỹc kim thióỳt bở. Nhióựu khờ quyóứn vaỡ nhióựu cọng nghióỷp õổồỹc goỹi laỡ nhióựu ngoaỡi hay can nhióựu. Ngoaỡi ra coỡn coù nhióựu trong laỡ nhióựu ngay trong baớn thỏn hóỷ thọỳng thọng tin do baớn thỏn caùc thióỳt bở sinh ra trong quaù trỗnh laỡm vióỷc, nhổ do hióỷu ổùng nhióỷt, do sổỷ thng giaùng cuớa caùc õaỷi lổồỹng vỏỷt lyù v.v Nhióựu trong coỡn õổồỹc goỹi laỡ taỷp ỏm. Chỏỳt lổồỹng cuớa tờn hióỷu coù thóứ õổồỹc õo bũng tyớ sọỳ S/N (tờn hióỷu/nhióựu) bióứu dióựn bồới õồn vở dB. Thọng tin vaỡ ióửu õọỹ trong Hóỷ Thọỳng ióỷn Khoa ióỷn - Trổồỡng aỷi hoỹc Kyợ thuỏỷt - aỷi hoỹc aỡ Nụng 7 Chổồng 2 BIN ỉI TấN HIU 2.1. Sồ õọử nguyón lyù chung cuớa mọỹt HTTT (Hóỷ Thọỳng Thọng Tin) truyóửn tờn hióỷu tổồng tổỷ : Mọựi HTTT coù nhióỷm vuỷ truyóửn tin tổùc tổỡ nồi phaùt õóỳn nồi nhỏỷn tin. Dổồùi õỏy laỡ sồ õọử nguyón lyù chung cuớa mọỹt HTTT truyóửn tờn hióỷu tổồng tổỷ: Hỗnh 2.1 Sồ õọử nguyón lyù chung cuớa 1 HTTT. - Nguọửn tin laỡ nồi cung cỏỳp caùc tin tổùc ban õỏửu chổa ồớ daỷng tờn hióỷu õióỷn, nhổ tióỳng noùi trong õióỷn thoaỷi; tióỳng noùi, ỏm nhaỷc trong thọng tin phaùt thanh; tióỳng noùi, ỏm nhaỷc vaỡ hỗnh aớnh trong truyóửn hỗnh - óứ coù thóứ truyóửn tin tổùc ngổồỡi ta thổồỡng chuyóứn noù thaỡnh tờn hióỷu õióỷn phuỡ hồỹp cho caùc hóỷ thọỳng thọng tin. Vờ duỷ micro trong thọng tin õióỷn thoaỷi vaỡ phaùt thanh, micro vaỡ camera õọỳi vồùi truyóửn hỗnh v.v - Maùy phaùt laỡ khọỳi bao gọửm caùc chổùc nng: bióỳn õọứi caùc tờn hióỷu õióỷn thaỡnh daỷng tióỷn lồỹi cho vióỷc truyóửn õi xa, coù khaớ nng chọỳng nhióựu cao vaỡ khọng laỡm meùo tờn hióỷu trong quaù trỗnh xổớ lyù. Coù thóứ thổỷc hióỷn õổồỹc caùc Nguọửn tin Maùy phaùt - ióửu chóỳ - Khuóỳch õaỷi - (Anten phaùt) Kónh truyóửn Maùy thu - (Anten thu) - Khuóỳch õaỷi - Giaới õióửu chóỳ Bióỳn õọứi tờn hióỷu - tin tổùc Nhỏỷn tin Tin tổùc ban õỏửu Tờn hióỷu õióỷn Tờn hióỷu bở õióửu chóỳ Tờn hióỷu õióỷn tỏửn thỏỳp Tin tổùc Bióỳn õọứi tin tổùc - tờn hióỷu Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn 8 Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng mủc tiãu cå bn ny nhåì kháu âiãưu chãú tên hiãûu. Ngoi ra âãø âm bo cäng sút phạt mạy phạt phi thỉûc hiãûn khúch âải tên hiãûu. Âäúi våïi cạc hãû thäúng thäng tin vä tuún, mạy phạt phi cọ anten phạt âãø bỉïc xả tên hiãûu âiãûn thnh sọng âiãûn tỉì lan truưn trong khäng gian . - Tên hiãûu sau khi qua mạy phạt âỉåüc truưn lãn kãnh truưn âãø âãïn mạy thu. Cọ hai loải kãnh truưn cå bn l dáy dáùn (cạp âiãûn, cạp quang) v vä tuún (truưn trong khäng gian). Cạc kãnh tin âỉåüc dng trong thäng tin âiãûn thoải, âiãûn bạo, truưn hçnh cäng nghiãûp, phạt thanh, truưn hçnh, thäng tin vãû tinh v âo lỉåìng, âiãưu khiãøn tỉì xa - Tên hiãûu sau khi qua kãnh truưn s âi âãún mạy thu. Cạc bäü pháûn cå bn ca mạy thu l anten thu (trong trỉåìng håüp kãnh truưn vä tuún), cạc bäü khúch âải v gii âiãưu chãú. Sau khi qua cạc thiãút bë ny tên hiãûu s âỉåüc tr vãư dảng tên hiãûu âiãûn táưn tháúp ban âáưu nhỉng váùn chỉa thêch håüp cho nåi nháûn tin l con ngỉåìi. Vç váûy tên hiãûn âiãûn cáưn phi qua bäü biãún âäøi tên hiãûu-tin tỉïc l cạc thiãút bë nhỉ äúng nghe trãn mạy âiãûn thoải, loa trong radio v mn hçnh våïi loa trãn tivi, mn hçnh mạy vi tênh, mạy in v.v , qua âọ con ngỉåìi s nháûn âỉåüc cạc tên hiãûu váût l ban âáưu. 2.2. Mủc âêch ca âiãưu chãú tên hiãûu : Âënh nghéa: Âiãưu chãú tên hiãûu l phẹp toạn chuøn âäøi tỉì mäüt tên hiãûu mang tin tỉïc sang mäüt tên hiãûu khạc m khäng lm thay âäøi vãư tin tỉïc mang theo. Tên hiãûu åí âáưu ra bäü biãún âäøi tin tỉïc-tên hiãûu cọ táưn säú ráút tháúp do âọ khäng thãø truưn âi xa vç hiãûu sút truưn khäng cao. Ngỉåìi ta thỉûc hiãûn âiãưu chãú tên hiãûu våïi cạc mủc âêch chênh sau âáy: - Chuøn phäø ca tên hiãûu lãn phảm vi táưn säú cao, åí âọ ta cọ thãø cọ kêch thỉåïc håüp l ca anten phạt. Trong trỉåìng håüp kãnh truưn l dáy dáùn di thäng ca âa säú cạc cạp cng nàòm trong miãưn táưn säú cao, cạc tên hiãûu táưn säú tháúp s bë suy gim. Do cọ sỉû dëch chuøn phäø tên hiãûu cạc hiãûu ỉïng âọ s bë máút âi. (Trong l thuút trỉåìng âiãûn tỉì ngỉåìi ta chỉïng minh âỉåüc kêch thỉåïc ca anten phạt phi ≥ 1/10 λ (âäü di bỉåïc sọng phạt xả), phäø ca tên hiãûu tiãúng nọi thỉåìng vo khong 200Hz - 10 kHz , nhỉ váûy kêch thỉåïc ca anten phi låïn cåỵ hng chủc km nãúu phạt tên hiãûu åí táưn säú tháúp. - Âiãưu chãú tên hiãûu cho phẹp ta sỉí dủng hỉỵu hiãûu kãnh truưn. Nãúu khäng cọ âiãưu chãú thç trãn mäüt kãnh truưn chè truưn âi âỉåüc mäüt tên hiãûu tải mäùi thåìi âiãøm. Nãúu truưn âäưng thåìi hai hay nhiãưu tên hiãûu cng mäüt lục Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng 9 thç khäng thãø tạch riãng chụng ra âỉåüc åí âáưu thu. Âiãưu chãú tên hiãûu l dëch chuøn phäø ca tên hiãûu tỉì táưn säú tháúp lãn miãưn táưn säú cao khạc nhau, åí âáưu thu s thu âỉåüc riãng r tỉìng tên hiãûu nhåì nhỉỵng mảch lc thäng di. -Âiãưu chãú tên hiãûu tàng kh nàng chäúng nhiãùu cho HTTT, båíi vç cạc tên hiãûu âiãưu chãú cọ kh nàng chäúng nhiãùu, mỉïc âäü ty thüc vo cạc lai âiãưu chãú khạc nhau. 2.3 Phán loải âiãưu chãú : Âiãưu chãú tên hiãûu âỉåüc thỉûc hiãûn åí bãn phạt våïi mủc âêch l chuøn phäø ca tên hiãûu tỉì miãưn táưn säú tháúp lãn miãưn táưn säú cao. Viãûc dëch chuøn phäø ca tên hiãûu lãn táưn säú cao âỉåüc thỉûc hiãûn bàòng cạch lm thay âäøi cạc thäng säú ca sọng mang cọ táưn säú cao. Trong thỉûc tãú ngỉåìi ta dng hai loải sọng mang l cạc dao âäüng hçnh sin cao táưn hồûc cạc dy xung, do âọ tỉång ỉïng ta s cọ hai hãû thäúng âiãưu chãú l âiãưu chãú liãn tủc v âiãưu chãú xung. Hçnh 2.2 Ngun tàõc chung âiãưu chãú tên hiãûu. Trong hãû thäúng âiãưu chãú liãn tủc, tên hiãûu âiãưu chãú (tên hiãûu tin tỉïc) s tạc âäüng lm thay âäøi cạc thäng säú nhỉ biãn âäü, táưn säú hồûc gọc pha ca sọng mang l cạc dao âäüng âiãưu ha. Sọng mang cọ thäng säú thay âäøi theo tên hiãûu tin tỉïc âỉåüc gi l tên hiãûu bë âiãưu chãú. Trong hãû thäúng âiãưu chãú xung, sọng mang l cạc dy xung vng gọc tưn hon, tin tỉïc s lm thay âäøi cạc thäng säú ca nọ l biãn âäü, âäü räüng v vë trê xung. Sỉû khạc nhau càn bn giỉỵa tên hiãûu âiãưu chãú liãn tủc v âiãưu chãú xung l åí chäù trong hãû thäúng âiãưu chãú liãn tủc tên hiãûu mang tin tỉïc âỉåüc truưn âi liãn tủc theo thåìi gian. Cn trong hãû thäúng âiãưu chãú xung, tên hiãûu mang tin tỉïc chè âỉåüc truưn trong khong thåìi gian cọ xung. 2.4. Âiãưu chãú tên hiãûu liãn tủc (tỉång tỉû ): Bäü âiãưu chãú T/h âiãưu chãú (t/h tin tỉïc) T/h sọng mang T/h bë âiãưu chãú Bäü âiãưu chãú Thọng tin vaỡ ióửu õọỹ trong Hóỷ Thọỳng ióỷn 10 Khoa ióỷn - Trổồỡng aỷi hoỹc Kyợ thuỏỷt - aỷi hoỹc aỡ Nụng Goỹi (t) laỡ tờn hióỷu mang tin tổùc (tỏửn sọỳ thỏỳp) vaỡ hồn nổợa (t) õaợ õổồỹc chuỏứn hoùa nghộa laỡ: -1 (t) 1 hay 1)( t (2.1) (chúng haỷn bũng caùch chia (t) cho max ) Khi õoù õióửu chóỳ 1 soùng mang õióửu hoỡa hỗnh sin daỷng: u(t) =U 0 sin( 0 t+ 0 ) (2.2) coù thóứ õổồỹc thổỷc hióỷn theo bión õọỹ U o , tỏửn sọỳ 0 vaỡ pha 0 . Cuợng coù thóứ thổỷc hióỷn õióửu chóỳ õọửng thồỡi, chúng haỷn nhổ vổỡa theo tỏửn sọỳ lỏựn bión õọỹ v.v Caùc bióứu thổùc õọỳi vồùi tờn hióỷu hỗnh sin bở õióửu chóỳ bồới tờn hióỷu mang tin tổùc (t) tổồng ổùng vồùi õióửu bión AM (Amplitude Modulation), õióửu tỏửn FM (Frequency Modulation) vaỡ õióửu pha PM (Phase Modulation) seợ coù daỷng sau õỏy : u(t) AM = U 0 [1+m(t)]sin( 0 t+ 0 ) (2.3) u(t) FM = U 0 sin( 0 t + t dtt 0 )( + 0 ] (2.4) u(t) PM = U 0 sin[ 0 t +.(t) + 0 ], (2.5) trong õoù: m: hóỷ sọỳ õióửu bión, m 1 U= mU 0 : sọỳ gia cổỷc õaỷi cuớa bión õọỹ õióỷn aùp, : sọỳ gia cổỷc õaỷi cuớa tỏửn sọỳ, : sọỳ gia cổỷc õaỷi cuớa goùc dởch pha. Tờn hióỷu mang tin tổùc (t) noùi chung coù thóứ laỡ mọỹt haỡm bỏỳt kyỡ, dổồùi õỏy ta seợ giồùi haỷn bồới vióỷc xeùt trổồỡng hồỹp hay gỷp nhỏỳt laỡ tờn hióỷu: (t)=cos t, (2.6) trong õoù tỏửn sọỳ thỏỳp hồn nhióửu so vồùi 0 . 2.4.1. ióửu bión : Tổỡ bióứu thổùc (2.3) ta thỏỳy õióửu bión nghộa laỡ laỡm thay õọứi bión õọỹ U 0 cuớa soùng mang U 0 sin( 0 t+ 0 ) thaỡnh bión õọỹ U 0 + mU 0 .cos t (õổồỡng bao trón hỗnh 2.3) dao õọỹng theo sổỷ thay õọứi cuớa tờn hióỷu mang tin tổùc (t) = cos t. [...]... táưn säú tin tỉïc Ω bãn trong) , trong khi sọng mang thç khäng, hån nỉỵa sọng mang lải chiãúm cäng sút quạ låïn (2/3 täøng cäng sút trong trỉåìng håüp âiãưu biãn Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng 13 Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn 100% ỉïng våïi m=1) Vç váûy âãø ci tiãún âiãưu biãn AM, ngỉåìi ta tçm cạch lc, lm triãût tiãu thnh pháưn phäø ỉïng våïi sọng mang Nãúu trong quạ... dáưn thay thãú cạc hãû thäúng thäng tin tỉång tỉû, nháút l trong lénh vỉûc âiãûn thoải, truưn hçnh 2.5.2 Âiãưu chãú m xung PCM:( Pulse Code Modulation): Âënh nghéa: Âiãưu chãú m xung PCM vãư cå bn l sỉû chuøn âäøi tỉång tỉû -säú thüc mäüt kiãøu âàûc biãût trong âọ tin tỉïc chỉïa trong cạc máùu tỉïc thåìi ca mäüt tên hiãûu tỉång tỉû âỉåüc biãøu diãùn bàòng cạc tỉì säú trong mäüt chùi bit näúi tiãúp (Mäüt... hiãûu hån trong cng 1 di táưn säú (so våïi AM v DSB), âäưng thåìi khi âọ kh nàng giao thoa giỉỵa cạc tên hiãûu cng gim xúng - Cäng sút tên hiãûu báy giåì chè hon ton táûp trung trong 1 di biãn, vç váûy tên hiãûu truưn âi s mảnh hån v cọ thãø truưn âi xa hån, tin cáûy hån Hiãûu sút truưn cao hån so våïi AM v DSB 14 Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng... mảnh Tuy nhiãn trong thỉûc tãú khọ lng thỉûc hiãûn âiãưu biãn våïi m=1 vç cạc tên hiãûu tiãúng nọi, hçnh nh (video) khäng cọ biãn âäü cäú âënh m biãn âäü v táưn säú ca chụng thay âäøi trong mäüt phảm vi räüng Nãúu cäng sút ca cạc di biãn âỉåüc truưn âi bë úu thç tên hiãûu nháûn âỉåüc tỉång ỉïng cng úu v hãû thäúng thäng tin s kẹm tin cáûy Ta tháúy chè cọ cạc di biãn måïi chỉïa thäng tin cáưn truưn... gi l m họa 26 Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn Chỉång 3 CẠC NGUN L GHẸP KÃNH 3.1 Giåïi thiãûu chung: Giạ thnh ca âỉåìng truưn, kãnh truưn thäng tin trong nhiãưu trỉåìng håüp l ráút låïn v âäi khi cn âàõt hån c cạc thiãút bë thu, phạt Âäúi våïi cạc hãû thäúng thäng tin hỉỵu tuún chàóng hản nhỉ âiãûn thoải thç kh nàng truưn nhiãưu tên hiãûu... phäø ráút räüng ỈÏng våïi thäng tin vi ba, bàng thäng thỉåìng räüng hån khi truưn tin Bàng thäng räüng cng cho phẹp dng cạc k thût ghẹp kãnh khạc nhau âãø truưn âỉåüc nhiãưu thäng tin hån Di táưn säú vi ba cng ráút thêch håüp cho cạc hãû thäúng thäng tin säú truưn tên hiãûu nhë phán Mäüt kãút näúi vi ba (microware link) (cn gi l vä tuún chuøn tiãúp) l mäüt hãû thäúng thäng tin giỉỵa 2 âiãøm cäú âënh, bàòng... nhçn thàóng âãø cọ thãø truưn tin âi xa Tuún thäng tin ny bë nh hỉåíng nhiãưu ca âëa hçnh tỉì nåi phạt tåïi nåi thu v âiãưu kiãûn khê háûu trãn tuún Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng 33 Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn ÂÁƯU PHẠT & THU ÄÚNG DN SỌNG (CẠP ÂÄƯNG TRỦC) ÂIÃƯU CHÃÚ PCM (GHẸP KÃNH) Hçnh 4.2 Hoảt âäüng ca anten vi ba Thäng thỉåìng trong mäüt trảm thu phạt, anten... Nàơng Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn Trong thỉûc tãú m nhë phán dãù tảo, dãù truưn, dãù xỉí l nãn PCM âỉåüc ỉïng dủng ráút räüng ri Ngoi ra PCM cn cọ t säú S/N ráút cao Tên hiãûu PCM âỉåüc tảo ra bàòng cạch thỉûc hiãûn ba quạ trçnh cå bn: - Láúy máùu (cn gi l âiãưu chãú biãn âäü xung PAM (Pulse-Amplitude Modulation)) - Lỉåüng tỉí họa - M họa Nãúu sau âọ tên hiãûu PCM âỉåüc truưn âi trong cạc... Âải hc  Nàơng 21 Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn nhỉng trong thỉûc tãú thç âäü räüng xung cọ giåïi hản v thỉåìng nh hån nhiãưu so våïi chu k ca tên hiãûu láúy máùu Nhỉ váûy sau khi láúy máùu ta âỉåüc tên hiãûu l dy xung cọ biãn âäü thay âäøi (cn gi l tên hiãûu âiãưu biãn xung PAM - Pulse Amplitude Modulation) Vê dủ: Tên hiãûu âiãûn thoải cọ giåïi hản táưn säú trong khong 300 - 3400 Hz... säú bêt ca täø håüp m truưn âi; thiãút bë m họa s ráút cäưng kãưnh, phỉïc tảp v täún kẹm Trong mäüt säú trỉåìng håüp vê dủ nhỉ tên hiãûu thoải cọ xạc sút tên hiãûu úu khạ låïn Âãø gim säú bêt trong täø håüp m (tỉång ỉïng gim säú mỉïc 24 Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn lỉåüng tỉí) m váùn âm bo säú S/N lỉåüng tỉí họa cáưn thiãút, ta cọ . tỉì ngưn tin âãún nåi nháûn tin. Cáúu trục täøng quạt nháút ca mäüt hãû thäúng thäng tin nhỉ sau: Hçnh 1.1 trong âọ: Ngưn tin : l táûp håüp cạc tin m hãû thäúng thäng tin phạt. hióỷu - tin tổùc Nhỏỷn tin Tin tổùc ban õỏửu Tờn hióỷu õióỷn Tờn hióỷu bở õióửu chóỳ Tờn hióỷu õióỷn tỏửn thỏỳp Tin tổùc Bióỳn õọứi tin tổùc - tờn hióỷu Thäng tin v Âiãưu âäü trong. Tên hiãûu thäng tin: l dảng váût l chỉïa âỉûng tin tỉïc v truưn lan trong hãû thäúng thäng tin tỉì nåi gỉíi âãún nåi nháûn tin. Âãø cho âån gin ta s gi tàõt tên hiãûu thäng tin l tên hiãûu.