Giáo trình hình thành hệ thống ứng dụng kỹ thuật nối tiếp tín hiệu điều biên p8

Chia sẻ: Sfdsg Uikulo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

61
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hình 3-3: Các hệ thống tách sóng kết hợp vi sai không kết hợp và kết hợp Từ bảng 1-2, ta có thể chọn được độ di tần càng nhỏ càng tốt. Nhưng xác suất lỗi Pe cũng là một hàm của độ di tần. Giảm độ di tần, Pe sẽ tăng lên. Giá trị tối ưu của độ di tần đã được xác định xấp xỉ

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình hình thành hệ thống ứng dụng kỹ thuật nối tiếp tín hiệu điều biên p8

nhaèm muïc ñích so saùnh, ñoä roäng baêng phaûi haï tyû leä xuoáng, vaø caû tyû soá soùng mang treân taïp aâm vaø Pe cuõng ñieàu haï tyû leä xuoáng vôùi cuøng moät löôïng. Ñoái vôùi tröôøng hôïp “keát hôïp”: - 1 3 1 W C 2  M 1 1 1.24 Pe ASKkeáthôïp  .erfc . . .. M  4 M  1 2M  1 rS N  Trong ñoù M laø heä soá meùo cuûa bieân ñoä soùng mang maø tín hieäu soá ñaõ maõ vaøo ñoù. Vôùi tín hieäu nhò phaân M = 2 vaø phöông trình (1.24) ruùt ngaén laïi nhö (1.17a). C Trong (1.24) laø tyû soá giöõa soùng mang chöa ñieàu cheá vôùi taïp aâm coù ñoä roäng N baêng Nyquyts song bieân vaø khoâng phaûi laø moät trò soá logarit. Neáu cho theo trò soá logarit caàn phaûi söû duïng bieåu thöùc: C  C dB   anti log .  ñeå chuyeån thaønh moät tyû soá. N  N 10  Nhö ñaõ noùi ôû tröôùc, trong hình 1.5, coâng suaát taïp aâm song bieân ñöôïc söû duïng vì kì voïng raèng soùng mang seõ naèm ôû giöõa baêng cuûa boä loïc thoâng baêng thu, vaø coù ñoä roäng baêng baèng hai laàn baêng tín hieäu tin töùc, ñoù laø: rs W  rs  log 2 M Ñoái vôùi tröôøng hôïp khoâng keát hôïp: - 1  2     3  1  P exp   e ASK khoâng keát hôïp  4   W  C   M  1     r  N  s       1  2   1   3  1  Pe ASK khoâng keát hôïp >  M  exp  4   W  C      M  1      r  N     s   Vôùi Ac >> (1.25) Trôû laïi vôùi tröôøng hôïp nhò phaân ôû ñoù M = 2, phöông trình 1.25 ruùt ngaén nhö ôû phöông trình 1.23.
V. Ví duï minh hoïa 1.Cho moät chuoãi bit nhò phaân vôùi 5 bit ñaàu tieân b = [ 10010 ]. Döõ lieäu bit nhò phaân coù toác ñoä bit baèng 1Kbps vaø bieân ñoä ñænh - ñænh cuûa daïng soùng ñieàu cheá laø 1V. a. Moâ phoûng daïng tín hieäu ASK vôùi 500 maãu ñaàu tieân ñaïi dieän cho chuoãi nhò phaân b vôùi taàn soá soùng mang laø 8Khz. Bieát tín hieäu phaùt sinh töø chuoãi nhò phaân b laø: Unipolar_nrz b. Moâ phoûng maät ñoä phoå coâng suaát cuûa tín hieäu ñieàu cheá ,bieát phaïm vi taàn soá ñieàu cheá laø[ 0,20Khz]. Giaûi:
a. Moâ phoûng daïng tín hieäu ASK: start b=[1 0 0 1 0 binary(5)]; x=wave_gen(b,'unipolar_nrz'); xa=mixer(x,osc(8000)); t=[1:500]; subplot(211),waveplot(x(t)) subplot(212),waveplot(xa(t)) b. Moâ phoûng maät ñoä phoå coâng suaát cuûa tín hieäu start b=[1 0 0 1 0 binary(5)]; x=wave_gen(b,'unipolar_nrz'); xa=mixer(x,osc(8000)); f=[0,20000]; subplot(211),psd(x,f) subplot(212),psd(xa,f) PSD Function 0 10 -5 10 -10 10 0 5 10 15 20 25
2. Cho moät chuoãi bit nhò phaân vôùi 5 bit ñaàu tieân b = [ 11010 ]. Döõ lieäu bit nhò phaân coù toác ñoä bit baèng 1Kbps vaø bieân ñoä ñænh - ñænh cuûa daïng soùng ñieàu cheá laø 1V. a. Moâ phoûng daïng tín hieäu ASK vôùi 300 maãu ñaàu tieân ñaïi dieän cho chuoãi nhò phaân b vôùi taàn soá soùng mang laø 5Khz. Bieát tín hieäu phaùt sinh töø chuoãi nhò phaân b laø: Manchester. b. Moâ phoûng maät ñoä phoå coâng suaát cuûa tín hieäu ñieàu cheá ,bieát phaïm vi taàn soá ñieàu cheá laø[ 0, 10Khz]. Giaûi: a. Moâ phoûng daïng tín hieäu ASK: start b=[1 1 0 1 0 binary(5)]; x=wave_gen(b,'manchester'); xa=mixer(x,osc(5000)); t=[1:300]; subplot(211),waveplot(x(t)) subplot(212),waveplot(xa(t))
b. Moâ phoûng maät ñoä phoå coâng suaát cuûa tín hieäu b=[1 1 0 1 0 binary(5)]; x=wave_gen(b,'manchester'); xa=mixer(x,osc(5000)); f=[0,10000]; subplot(211),psd(x,f) subplot(212),psd(xa,f) 0 10 -5 10 -10 10 0 2 4 6 8 10 3. Cho moät chuoãi bit nhò phaân vôùi 5 bit ñaàu tieân b = [ 10111]. Döõ lieäu bit nhò phaân coù toác ñoä bit baèng 1Kbps vaø bieân ñoä ñænh - ñænh cuûa daïng soùng ñieàu cheá laø 1V. a. Moâ phoûng daïng tín hieäu ASK vôùi 200 maãu ñaàu tieân ñaïi dieän cho chuoãi nhò phaân b vôùi taàn soá soùng mang laø 7Khz. Bieát tín hieäu phaùt sinh töø chuoãi nhò phaân b laø: Manchester. b. Moâ phoûng maät ñoä phoå coâng suaát cuûa tín hieäu ñieàu cheá ,bieát phaïm vi taàn soá ñieàu cheá laø[ 0, 10Khz].
Giaûi: a. Moâ phoûng daïng tín hieäu ASK: start b=[1 0 1 1 1 binary(5)]; x=wave_gen(b,'duobinary'); xa=mixer(x,osc(7000)); t=[1:200]; subplot(211),waveplot(x(t)) subplot(212),waveplot(xa(t)) -2 0 5 10 15 20 -4 x 10 b. Moâ phoûng maät ñoä phoå coâng suaát cuûa tín hieäu start b=[1 0 1 1 1 binary(5)]; x=wave_gen(b,'duobinary'); xa=mixer(x,osc(7000)); f=[0,15000]; subplot(211),psd(x,f) subplot(212),psd(xa,f) 0 2 4 6 8
CHÖÔNG 4 ÑIEÀU CHEÁ KHOÙA DÒCH TAÀN FSK I. Ñieàu cheá khoùa dòch taàn soá (FSK). Ta seõ thaûo luaän hoaøn chænh caùc daïng ñieàu cheá cô baûn, tröôùc khi xeùt toå hôïp ASK vaø PSK vaø nhöõng sô ñoà ñieàu cheá ñaëc bieät hieän nay. FSK coù theå xem nhö tín hieäu tröïc giao. Caùc sô ñoà tín hieäu chuû yeáu ñeàu ñöôïc söû duïng cho truyeàn soá lieäu soá toác ñoä thaáp, lyù do ñeå duøng roäng raõi caùc Modem soá lieäu laø töông ñoái deã daøng taïo tín hieäu vaø duøng giaûi ñieàu cheá khoâng keát hôïp. Nhöng caùc sô ñoà FSK khoâng coù hieäu quaû nhö sô ñoà PSK veà maët coâng suaát vaø ñoä roäng baêng söû duïng. Nhö teân goïi, tin töùc soá ñöôïc truyeàn ñi moät caùch ñôn giaûn baèng caùch dòch taàn soá soùng mang moät löôïng nhaát ñònh töông öùng vôùi möùc nhò phaân 1 vaø 0. Hình 3-1. veõ quaù trình ñieàu taàn moät soùng mang vôùi tín hieäu nhò phaân 10101101. Trong FSK hai traïng thaùi, hai daïng tín hieäu coù theå ñöôïc bieåu thò bôûi: S1(t) = A cos(0 + d)t S0(t) = A cos(0 - d)t (3.1) Gioáng nhö daïng soùng PSK, bieân ñoä soùng mang A giöõ khoâng ñoåi coøn taàn soá bò dòch ñi giöõa caùc giaù trò 0 + d vaø 0 - d. Trong khi xeùt ñaëc tính phoå cuûa FSK, phaân bieät hai tröôøng hôïp xuaát phaùt töø haønh vi cuûa goùc pha  trong bieåu thöùc cuûa tín hieäu S 1(t) vaøo maùy thu: t  S1 ( t )  A cos 0  d  a k  g t  kT dt   3.2  0 Trong ñoù ak laø heä soá ñoái troïng soá ñoái vôùi khoaûng thöù k vaø laø caùc bieán soá ngaãu nhieân giaùn ñoaïn. Neáu giaû söû nhö  laø ngaãu nhieân vaø phaân boá ñoàng ñeàu trong 2, thì khoâng coù quan heä vôùi ñieàu cheá vaø coù theå ôû nhöõng chuyeån tieáp th laáy baát kyø moät giaù trò ngaãu nhieân naøo.
1 0 1 1 0 a) 1 0 1 1 0 b) Hình3-1: a) FSK pha lieân tuïc (CPFSK) b) FSK pha khoâng lieân tuïc (NCFSK) Ñieàu ñoù daãn ñeán khaû naêng pha khoâng lieân tuïc nhö treân hình 6.17b, vaø ñieàu cheá ñöôïc hieåu laø FSK-pha khoâng lieân tuïc. FSK-pha lieân tuïc coù theå ñaït ñöôïc baèng caùch baét  phaûi coù moät töông quan nhaát ñònh vôùi tín hieäu ñieàu cheá. Truyeàn daãn soá lieäu nhò phaân coù ñoä oån ñònh cao vaø nhieãu giöõa caùc kyù hieäu khoâng ñaùng keå laø moät ñieàu khoù ñaït ñöôïc trong heä thoáng FM hai traïng thaùi pha lieân tuïc. Lyù do laø FSK hai traïng thaùi yeâu caàu voán coù hai taàn soá phaûi bieåu thò hai traïng thaùi nhò phaân, vaø ñeå xaây döïng moät heä thoáng pha lieân tuïc söû duïng hai boä dao ñoäng rieâng bieät, yeâu caàu veà maïch raát phöùc taïp. Phöông aùn choïn laø FM khoùa chæ duøng moät boä dao ñoäng ñieàu khieån baèng ñieän aùp. Trong khi moät heä thoáng vôùi pha lieân tuïc ôû nhöõng ñieåm chuyeån tieáp bit, ñoä chính xaùc taàn soá töông ñoái thaáp vaø toác ñoä bit seõ khoâng bò khoùa ôû moät trong hai taàn soá ñaïi dieän cho caùc traïng thaùi logit 1 vaø 0. Moät heä thoáng FM hai traïng thaùi lyù töôûng ñaõ ñöôïc coâng nhaän, trong ñoù söï cheânh leänh giöõa caùc taàng soá 1 vaø 0, töùc laø ñoä di taàn ñænh – ñænh laø 2fd, baèng toác ñoä bit rb, töùc 2fd=rb. Hôn nöõa caùc taàn soá 1 vaø 0 ñaõ ñöôïc khoùa theo toác ñoä bit. Moät heä thoáng ñaõ ñöôïc coâng nhaän, trong ñoù chæ moät nguoàn taàn soá ñieàu khieån heä thoáng vaø cung caáp cho ra caùc tín hieäu 1 vaø 0 theo toác ñoä bit. Bieåu thò phoå FSK goàm moät chuoãi (Serie) baèng daïng ñoà thò toát hôn laø toaùn hoïc.
II. FSK keát hôïp (CFSK). Taùch soùng töông quan FSK ñaït ñöôïc baèng caùch duøng boä giaûi maõ ñieàu cheá toái öu coù haøm töông quan – cheùo, minh hoïa cho hình 1.3-loaïi taùch soùng naøy ít duøng trong thöïc teá, do khoù khoâng veà lieân keát vôùi caùc taàn soá reõ ôû maùy thu gioáng nhö ôû maùy phaùt. Khoaûng caùch bieät taàn soá toái thieåu hay ñoä di taàn ñænh – ñænh cöïc tieåu: 2Fd, khi tröïc giao (töông quan – cheùo = 0) vôùi taùch soùng keát hôïp laø 2Fd = rb/2.  Xaùc suaát loãi cuûa CFSK hai traïng thaùi. Bieåu thöùc xaùc suaát loãi Pe: PeFSK = ½ erfc [(1/2) (W/rb) (C/N)]1/2 (3.3) Hình 3-12 laø ñoà thò cuûa phöông trình vôùi ñoä roäng taïp aâm song bieân. So saùnh xaùc suaát loãi cuûa FSK theo phöông trình 3.3 vôùi PSK trong phöông trình 2.7 ta thaáy xaùc suaát loãi baèng nhau neáu nhö coâng suaát soùng mang cuûa FSK taêng theâm 3dB. Vôùi FSK keát hôïp, 99% ñoä roäng baêng yeâu caàu tuaân theo quy luaät “Carlson”, töùc laø baèng hai laàn ñoä di taàn ñænh – ñænh coäng vôùi hai laàn taàn soá ñieàu cheá cao nhaát. Neáu taàn soá ñieàu cheá cao nhaát tính töø 0 (töø DC), coù theå xem baèng moät nöûa ñoä roäng baêng trung taàn W. Ñoä di taàn ñænh – ñænh chia heát cho taàn soá ñieàu cheá cao nhaát ñöôïc ñònh nghóa laø chæ soá ñieàu cheá m, vaø coù theå xem nhö laø ñoä di taàn ñænh – ñænh chia heát cho ñoä roäng baêng W; 99% ñoä roäng baêng truyeàn daãn laø 2(1+m)W. Baûng 1-2 döôùi ñaây neâu leân caùc chæ soá ñieàu cheá m öùng vôùi caùc chæ soá 99% ñoä roäng baêng truyeàn daãn coù toác ñoä bit tieâu chuaån hoùa rb, vôùi caùc boä loïc coù ñaëc tuyeán doác. Baûng 1-2: Ñoä roäng baêng FSK 99% öùng vôùi caùc chæ soá ñieàu cheá khaùc nhau Chæ soá ñieàu 0 0 0 0 0 cheá m ,2 ,3 ,4 ,5 ,6 ,7 ,8 ,9 Ñoä roäng 1 1 1 1 1 baêng rb ,78 ,00 ,10 ,17 ,25 ,80 ,94 2,05
2 NC NC NC: khoâng keát hôïp 10-2 C: keát hôïp 3 2 2  (/ 4) (1.14) -3 10 Taïo tín hieäu vuoâng 4 Keát 3 hôïp 2 10-4 4 3 2 -5 10 Xaùc suaát loãi kyù hieäu 4 3 2 10-6 5 4 3 2 10-7 6 5 4 3 2 10-8 6 5 4 3 2 10-9 34 5 6 78 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Hình 3-2: Ñoà thò xaùc suaát loãi