Bài giảng: Hệ thống viễn thông - 2

Phương pháp biến đổi tín hiệu tương tự sangsố phổ biến hơn cả là điều chế xung mã PCM...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng: Hệ thống viễn thông - 2LOGO Đà Nẵng, năm 2009 Nội dung GiỚI THIỆU CHUNG31 KỸ THUẬT SỐ HOÁ VÀ ĐỊNH DẠNG TÍN HiỆU2 CÁC VẤN ĐỀ VỀ TRUYỀN DẪN3 HỆ THỐNG SỐ - HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ4 HỆ THỐNG THÔNG TIN VI BA –VỆ TINH35 HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG673 HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNHChương2: KỸ THUẬT SỐ HOÁ VÀ ĐỊNH DẠNG TÍN HiỆU C GIỚI THIỆU PP PCM 1 H ĐiỀU CHẾ XUNG MÃ PCM Ư 2 Ơ CÁC KỸ THUẬT SỐ HOÁ GiẢM BĂNG THÔNG 3 N G ĐỊNH DẠNG TÍN HiỆU SỐ 4 2 Chuyển t/h tương tự sang tín hiệu số Phương pháp biến đổi tín hiệu tương tự sang số phổ biến hơn cả là điều chế xung mã PCM PCM bao gồm các bước sau: Lấy mẫu, lượng tử hoá và mã hoá. PCM có những biến thể khá thông dụng là PCM delta, điều chế xung mã vi sai DPCM điều chế delta DM, DM thích nghi ADM Các phương pháp sau cho tốc độ tín hiệu số thấp hơn so với PCM, nên sử dụng băng thông tiết kiệm hơn Điều chế xung mã PCM PCM ngày càng rộng rãi vì những ưu điểm nổi bật: • Có thể sử dụng các mạch số không đắt lắm trong hệ thống • Tín hiệu PCM xuất phát từ tất cả các nguồn tín hiệu tương tự có thể kết hợp với tín hiệu số liệu (ví dụ từ máy tính) và truyền chung qua h ệ thống truyền tin số tốc độ cao • Khi truyền tin qua khoảng cách xa, tín hiệu PCM có thể được khôi phục hoàn toàn tại mỗi trạm lặp trung gian. Ảnh hưởng của nhiễu không bị tích lu ỹ mà chỉ cần quan tâm đến nhiễu truyền dẫn giữa hai trạm lặp cạnh nhau. • Có thể giảm ảnh hưởng của nhiễu lên tín hiệu PCM bằng cách sử dụng các kỹ thuật mã hoá đặc biệt • Có thể giảm bớt độ dư tin (redundancy) trong bản tin • Tín hiệu PCM dễ lưu trữ Khuyết điểm: • Đòi hỏi băng thông rộng hơn so với tín hiệu tương tự 2.1 Lấy mẫu Là bước đầu tiên của kỹ thuật số hoá Mục đích: • Tạo nên một dãy xung rời rạc, tuần hoàn rộng bằng nhau • Biên độ xung bằng với giá trị tín hiệu tương t ự t ại thời điểm lấy mẫu • Dãy xung đó được gọi là PAM (Pulse Amplitude Modulation) Nếu PAM có tần số đủ lớn thì có thể khôi phục lại tín hiệu tương tự ban đầu từ tín hiệu PAM Định lý lấy mẫu Shannon: fs ≥ 2fm fs : tần số của tín hiệu PAM fm : tần số cực đại của phổ tín hiệu tương tự. Trường hợp tín hiệu tương tự là tín hiệu thông dải có phổ từ fL đến fH thì fs được chọn: 2 2 fH ≤ fS ≤ fL n −1 n fH Tốc độ lấy mẫu 8KHz. Sử dụng trong mạng điện thoại n = int: PSTN, ISDN f ụ − f WB-GIPS (Wide band- Bộ mã hoá băng rộng dí dH như: L Global IP Sound ( sử dụng trong skype),sử dụng tốc độ Lấyy mẫu16KHz ệu thoại tương tự có phổ: l ấ mẫu là tín hiVD: 0.3 - 3.4 kHz, theo định lý lấy mẫu có: n = int(3.4/3.1) = 1. Suy ra fs ≥ 6.8 kHz. Thực tế, CCITT quy định fs = 8 kHz. Nếu fs không thoả mãn định lý lấy mẫu Shannon, thì xảy ra hiện tượng các phiên bản phổ chồng lấn lên nhau. Ta gọi đây là hiện tượng chồng phổ hay mập mờ phổ (aliasing).2.1.1Bộlấymẫuvàgiữmẫu - Vào thời điểm lấy mẫu, khóa đóng lại. Tụ C được nạp rất nhanh do rC rất nhỏ. Tụ C nạp đến điện áp bằng với giá trị điện áp của tín hiệu tương tự vào.  lấy mẫu. - Sau đó khóa mở ra. Do RC rất lớn nên điện áp trên tụ C gần như không thay đổi. Đây chính là giai đoạn giữ mẫu.2.1.2Khôiphụctínhiệu  Nếu fs thỏa định lý lấy mẫu, từ t/h PAM, có thể khôi phục được tín hiệu gốc nhờ một bộ lọc thông thấp tần số cắt fm  Nếu fs không thỏa định lý lấy mẫu thì do ảnh hưởng của hiện tượng chồng phổ, không thể khôi phục tín hiệu ban đầu  Để chống ảnh hưởng của chồng phổ, đặt ngay trước bộ lấy mẫu một bộ lọc thông thấp để loại bỏ các thành phần tần số lớn hơn fs/22.2.1Lượngtửhoá  Sự xấp xỉ hóa các giá trị của các mẫu tương tự bằng cách sử dụng số mức hữu hạn M. m(t): t/h vào bộ lượng tử hoá mq(t): t/h ra của bộ lượng tử hoá m-2, m-1, m0, m1, m2.. : các mức lượng tử hoá m(t) và mq(t) cắt nhau tại nữa bước lượng tử. Sự khác nhau giữa m(t) và mq(t) nhiều hay ít phụ thuộc vào kích thước bước S (Step size) Gọi V: Biên độ đỉnh của t/h tương tự vào M: Số mức lượng tử hoá n: Số bit dùng để mã hoá S = V/M Nhiễu lượng tử hoá: • Giả sử tín hiệu lượng tử hoá được truyền đến trạm lặp, chịu ảnh hưởng của nhiễu nên bị méo • Tín hiệu này đi vào bộ lượng tử hoá một lần nữa gọi là tái lượng tử hoá, được t/h ra. ...