Bài giảng Thông tin số - ĐH Khoa học Tự nhiên

Bài giảng Thông tin số là tài liệu dành cho sinh viên ngành Điện tử - viễn thông. Nội dung bài giảng gồm 7 bài trình bày khái quát về các khái niệm, quá trình, hệ thống... của thông tin số.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Thông tin số - ĐH Khoa học Tự nhiên Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin SốBài 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN SỐNội dung:1. Quá trình phát triển2. Hệ thống thông tin số3. Tín hiệu và phân tích tín hiệu4. Tín hiệu ngẫu nhiên 1 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 1. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂNSơ lược quá trình phát triển các hệ thống thông tin số:- Năm 1837: Samuel Morse (1791-1872, American): phát triển hệ thống điện báoHệ thống này sử dụng các chấm (dot) và gạch (dash) để biểu diển các ký tự. Đâyđược xem là hệ thống liên lạc số ra đời sớm nhất.- Năm 1875: Emile Baudot (1845 -1903, French): đưa ra hệ thống mã mới, mãBaudot, sử dụng các từ mã có chiều dài bằng 5 để mã hóa các ký tự.- Năm 1940 -> nay: Nền tảng bắt đầu hệ thống thông tin số hiện đại khi Nyquistxác định tốc độ tín hiệu tối đa khi truyền qua kênh truyền. Sau đó, Nyquist &Hartley đưa ra kết luận: tồn tại tốc độ dữ liệu tối đa để truyền thông qua kênh cóđộ tin cậy xác định. Shannon đưa ra những giới hạn cơ bản của hệ thống vàcông thức về dung lượng kênh truyền. Shannon & Hamming xây dựng các mãphát hiện lỗi và sửa lỗi -> kích thích việc nghiên cứu và có rất nhiều phươngpháp mã hóa ra đời, …… 2 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số2. HỆ THỐNG THÔNG TIN SỐSơ đồ khối chức năng của một hệ thống thông tin tổng quát: 3 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 2. HỆ THỐNG THÔNG TIN SỐSơ đồ khối tổng quát của một hệ thống thông tin số: 4 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆUĐịnh nghĩa tín hiệu: Tín hiệu là một biểu diễn vật lý của thông tin, biến thiêntheo thời gian, không gian hay các biến độc lập khác.Ví dụ: s (t ) 10t s ( x, y ) 3x 2 xy 5 y 2 5 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆUPhân loại tín hiệu: - Tín hiệu đa kênh: được tạo từ nhiều nguồn tin khác nhau - Tín hiệu một chiều: tín hiệu là hàm theo một biến đơn - Tín hiệu M chiều: tín hiệu là hàm theo M biến - Tín hiệu thực hay phức 6 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆU Tín hiệu xác định Tín hiệu ngẫu nhiên- Biết rõ sự biến thiên của tín - Không biết chắc chắn về sựhiệu theo thời gian biến thiên của tín hiệu- Biết rõ giá trị của tín hiệu tại - Không biết chắc giá trị của tín tất cả các thời điểm hiệu trước khi nó xuất hiện- Mô hình toán học: biểu diễn - Mô hình toán học: biểu diễn bằng hàm theo biến t hoặc đồ bằng xác suất hoặc các trị trung thị bình thống kê 7 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆU• Tín hiệu tuần hoàn:- Lặp lại theo một chu kỳ nào đó s(t) = s(t + T0 ) for - Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆUTín hiệu vật lý và tín hiệu toán học: 9 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆUTín hiệu liên tục, rời rạc, lượng tử và số 10 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆUCác đại lượng đặc trưng:- Độ dài- Trị trung bình của một tín hiệu:- Trị trung bình của tín hiệu tuần hoàn:- Trị trung bình của một tín hiệu vật lý:- Thành phần DC 11 Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Điện tử - viễn thông Thông Tin Số 3. TÍN HiỆU VÀ PHÂN TÍCH TÍN HiỆUTín hiệu năng lượng: năng lượng dương hữu hạn, công suất TB=0 T Ex lim | s (t ) |2 dt , 0 Ex T TTín hiệu công suất: năng lượng vô hạn và công suất dương hữu hạn T /2 1 Px lim | s (t ) |2 dt , 0 Px T T T /2Trị hiệu dụng RMS (root mean ...