Đang tải... (xem toàn văn)
Hệ thống viễn thông điện tử Hệ thống viễn thông điện tử ngày nay Công nghệ viễn thông điện tử đã tiếp tục tiến bộ nhanh chóng kể từ khi có phát minh hệ thống điện tín và điện thoại đến mức nó đã cách mạng hoá các phương tiện thông tin truyền thông
II - - Giáo trình Hệ thống viễn thơng H Hệệ tthhốốnngg vviiễễnn tthhơơnngg Bài 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG VIỄN THÔNG cảm biến Xử lý tín hiệu Kênh truyền tai Le lieu Th ho an c t h T ho an ng t in Nguoàn tin qu an gv av ib as o I Khái niệm : - Hệ thống viễn thông tập hợp tất phương tiện kỹ thuật để truyền dẫn tin tức từ nơi phát đến nơi thu - Tùy theo mục đích khác mà người ta có nhiều cách phân loại hệ thống viễn thông • Phân loại theo tính chất công việc : H TV T Chuyển mạch ( tổng đài ) Truyền dẫn ( Vi ba ,vệ tinh ) Vi ba liên lạc phạm vi ngắn Vệ tinh liên lạc phạm vi dài • Phân loại theo chế truyền tin : Hệ thống đơn công ( Truyền tín hiệu theo chiều định ) H TV T Hệ thống song công ( Truyền tín hiệu hai chiều lúc ) Hệ thống bán song công ( Truyền tín hiệu hai chiều không đồng thời ) - Cấu hình HTVT : Xử lý tín hiệu cảm biến ngươ c Nhận tin +Nguồn tin : Nơi phát tin tức cần truyền + Cảm biến : Biến tin tức thành tín hiệu điện + Xử lý tín hiệu : Biến tín hiệu thành tín hiệu khác để truyền dạt hiệu cao truyền dẫn + Kênh truyền :Đường truyền tín hiệu Đối với HTVT có kênh truyền Cáp kim loại ( Truyền ngắn,tốc độ truyền thấp ) Vô tuyến ( Truyền không khí ) Cáp quang ( Chế tạo thủy tinh ) II Các thông số đánh giá chất lượng HTVT : 1) Độ suy hao đường truyền : Độ suy hao : Là tỷ số công suất tín hiệu ngõ vào chia cho công suất tín hiệu ngõ Trong HTVT công suất độ suy hao tính theo đơn vị chuẩn hóa deciben (dB) P / PC • Công suất : [p] = 10log 10 Neáu Pc = 1W Neáu Pc = 1mW [p] có đơn vị dBW [p] có đơn vị dBm • Độ suy hao: [A] = 10log Pin Pout 10 = [Pin] - [Pout] ( đơn vị : dB ) Vd: Đổi 100W dBm vaø dBW TThh ss LLêê TThhaannhh TTâânn H Hệệ tthhốốnngg vviiễễnn tthhôônngg [P] dBW = 10 log 100 10 [P] dBWm = 10log = 2*10 = 20 dBW 100*10 10 = 5*10 = 50 dBm log ba = M ⇒ b = aM bα a = α log ba as log o log aa = log (ab.c ) = log ba + log ca ib b c a log =log ba − log ca av log 1a = qu an gv * Chú ý Khi công suất tính W tăng gấp công suất tính dB tăng thêm đơn vị 100W # 20dBW = 50dBm 200W # 23dBW = 53dBm 50W # 17dBW = 47dBm P1 P1 # [P1] = 10log 10 P1 P1 = 10log 10 P2 = 2P1 ⇒ [P2] = 10log 10 +10 log10 P1 ⇒ [ P1] = 10 log10 tai Le lieu Th ho an c t h T ho an ng t in P1(W) P1*10 P1 [P1]dBm = 10log 10 = 10 log10 + 10 log10 10 3 1W # dBW = 30 dBm 2W # dBW = 33 dBm 4W # dBW = 36 dBm 8W # dBw = 39 dBm 16W # 12 dBw = 42 dBm 32W # 15 dBw = 45 dBm 64W # 18 dBw = 48 dBm Vd Đổi 11dBW = ( 20 - ) dBw = 100 : = 12,5 W 10W # 10 dBW 100W # 20 dBW 1000W # 30 dBW 10000W # 40 dBW Đổi dBm mW 17dBm = (20 – 3) = 100 : = 50mW 19dBm = (10 + 9) = 10 * = 80mW 2) Thời gian trể : TThh ss LLêê TThhaannhh TTâânn H Hệệ tthhốốnngg vviiễễnn tthhôônngg − π 100 100 (rad) gv Pha tín hiệu đầu thu π π av ⇒ Độ trể pha ωℑ = 100 π * 10 − = ib as o Là khoảng thời gian mà tín hiệu truyền từ nơi phát đến nơi thu hệ thống viễn thông thời gian trể tối đa cho phép 100ms Tín hiệu đầu thu : uR(t) = α uT(t - ℑ ) α : Độ suy hao ℑ : Thời gian trể vd :Tín hiệu đầu phát uT (t) = A cos (100 π t + π / ) (t = ms) Xác định pha tín hiệu đầu thu cách nơi phát 30km d * 10 Thời gian trể : ℑ = = = 10 − (s) c * 10 tai Le lieu Th ho an c t h T ho an ng t in qu an 3) Băng thông hệ thống : khoảng tần số mà đảm bảo cho hệ thống hoạt động chế độ bình thường Tần số cắt : Là tần số mà độ lợi giảm lần (tính theo dB độ lợi giảm lần) 1/0.7 -3dB fc f fc f Băng thông độ rộng phổ (khoảng thời gian tần số nhỏ fmin fmax tiếng nói người Băng thông hệ thống (BW) : BW =fmax - fmin (Hz) Đối với hệ thống lý tưởng có băng công độ rộng phổ tín hiệu 4) Độ méo tín hiệu : Một hệ thống tuyến tính hệ thống có quan hệ tín hiệu đầu phát đầu thu theo phương trình đường thẳng Hệ thống phi tuyến hệ thống có quan hệ tín hiệu đầu phát đầu thu theo phương trình đường cong Méo tín hiệu hệ thống phi tuyến chia làm hai loại : Méo hài Méo điều chế tương hổ + Méo hài : f1 f1 ,2f1… Phi tuyến Các tần số 2f1 ,3f1… nf1 gọi hài TThh ss LLêê TThhaannhh TTâânn H Hệệ tthhốốnngg vviiễễnn tthhôônngg tai Le lieu Th ho an c t h T ho an ng t in qu an gv av ib as o Như hài thành phần tần số xuất ngõ phi tuyến có tần số gấp số nguyên lần tần số tín hiệu ngõ vào Thành phần hài có tần số gấp n lần ngõ vào gọi hài n lần Méo hài : méo gây thành phần hài + Méo điều chế tương hổ Trong mạch phi tuyến cho tín hiệu ngõ vào có nhiều tần số ngõ thành phần hài có thành phần khác có tần số không gấp số nguyên lần tần số ngõ vào Các thành phần gọi sản phầm điều chế tương hổ Méo điều chế tương hổ méo gây sản phẩm điều chế tương hổ 5) Nhiễu: Là tín hiệu không mong muốn xuất tín hiệu thu có nhiều cách phân loại nhiễu khác Phân theo nguồn gốc : Nhiễu Can nhiễu : xuất phát bên hệ thống Tạp âm (tiếng ồn ) : Xuất phát bên hệ thống Phân theo đặc tính tần số : Nhiễu trắng : nhiều thành phần tần số tạo nên Màu : Một thành phần tần số tạo nên Phân loại theo cách thức tác động nhiễu Nhiễu cộng tín hiệu cần thu cộng với tín hiệu nhiễu Nhân tín hiệu cần thu với tín hiệu nhiễu Trong hệ thống viễn thông để đánh giá chất lượng tín hiệu thu người ta thường dùng đại lượng tỷ số tín hiệu nhiễu S Tín hiệu /nhiễu : viết tắt hay SNR N S PS ⎡ S ⎤ = ; dB = [Ps] – [PN] N PN ⎢⎣ N ⎥⎦ S người ta dùng đại lượng tỷ lệ Trong hệ thống số đại lượng N bit lỗi ký hiệu BER BER = số bít lỗi / tổng số bít thu III Tín hiệu phân tích tín hiệu Khái niệm tín hiệu : Là biểu vật lý tin tức tạo nhờ vào cảm biến Tùy theo mục đích khác mà người ta phân chia tín hiệu theo nhiều cấp , VD : micro ,camera + Phân loại theo tính liên tục Tín hiệu Tương tự : truyền hình , phát Số : Điện thoại di động → Tín hiệu tương tự tín hiệu liên tục thời gian lẩn biên độ TThh ss LLêê TThhaannhh TTâânn H Hệệ tthhốốnngg vviiễễnn tthhơơnngg ib • TT ttthhhuuu Hiệu nén tín hiệu cao as o Tín hiệu số tín hiệu liên tục thời gian không liên tục biên độ * Các ưu điểm tín hiệu số so với tín hiệu tương tự : • Khả bảo mật tớn hieọu soỏ toỏt hụn ã Khaỷ naờăng choỏng nhiễu cao để tách nhiểu Số thu +∞ ∫ x2(t) dt tai Le lieu Th ho an c t h T ho an ng t in Ex = qu an gv av + Phân theo tính tuần hoàn : loại Tín hiệu tuần hoàn x(t) = x( t-T ) Ngẩu nhiên X(t) = 220sin (100 π t) f = 50hz X(t+0.02) = 220sin[100 π (t+0.02)] = 220sin[100 π t +2 π ] = 220sin 100 π t + Phaân theo lượng công suất : • Năng lượng tín hiệu : Là tín hiệu có lượng hữu hạn 0