Giáo án điện tử công nghệ: Semina cơ sở viễn thông docx

www.themegallery.com 3SEMINA: CƠ SỞ VIỄN THÔNG TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TRẢI PHỔ KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRỰC TIẾP DS/SS KỸ THUẬT TRẢI PHỔ NHẢY TẦN FH/SS ỨNG DỤNG CỦA KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRONG THƯƠ

CƠ SỞ VIỄN THÔNG

KỸ THUẬT TRẢI PHỔ

THUYẾT TRÌNH KỸ THUẬT TRẢI

Nhóm SV thực hiện

www.themegallery.com 3

SEMINA: CƠ SỞ VIỄN THÔNG

TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TRẢI PHỔ

KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRỰC TIẾP DS/SS

KỸ THUẬT TRẢI PHỔ NHẢY TẦN FH/SS

ỨNG DỤNG CỦA KỸ THUẬT TRẢI PHỔ

TRONG THƯƠNG MẠI

Tổng Quan

 Kĩ thuật trải phổ là 1 công nghệ được sử dụng nhiều trong thực tế vì nó có đặc tính chống nhiều và bảo mật rất cao Ngày nay

nó là thành phần tất yếu trong các hệ thống thông tin vô tuyến lớn

 CDMA sử dụng trải phổ chuỗi trực tiếp( DSSS) ,

 GPS là hệ thống trải phổ lớn nhất thế giới , các Wlan như WIFI hay Bluetooth

CƠ

SỞ

VIỄN

THÔNG

www.themegallery.com 5

Phân Loại

 Trải phổ dãy trực tiếp (DS/SS)

Quá trình đạt được bằng cách nhân nguồn tín hiệu vào với tín hiệu mã giả ngẫu nhiên một cách trực tiếp tín hiệu trải phổ đưa ra có độ rộng phổ xấp xỉ tốc độ của mã giả ngẫu nhiên

 Trải phổ nhảy tần

Quá trính trải phổ đạt được bằng cách nhảy tần số sóng mang trên một tập lớn các tần số.Sự nhảy tần của tần số sóng mang được quyết định của các mã nhảy tần có dạng giả ngẫu nhiên được điều khiển bởi các từ mã trải phổ PN

CƠ

SỞ

VIỄN

THÔNG

Nguyên lý trải phổ

Nguyên lý chung

 Nguyên lý trải phổ là cung cấp tất cả các tiềm năng tần số và thời gian đồng thời cho mọi thuê bao, khống chế mức công suất

phát từ mỗi thuê bao đủ để duy trì một tỷ

số tín hiệu/tạp âm theo mức chất lượng yêu cầu Mỗi thuê bao sử dụng một tín hiệu băng rộng như tạp âm chiếm toàn bộ dải tần phân bố Theo cách đó mỗi thuê bao tham gia vào tạp âm nền

CƠ

SỞ

VIỄN

THÔNG

www.themegallery.com 7

Kĩ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp

Hệ thống DS/SS được trải phổ bằng cách cộng module 2 dữ liệu gốc với mã giả ngẫu nhiên Tín hiệu sau khi trộn sẽ điều chế một sóng mang theo BPSK, QPSK…

 Máy thu dùng mã giả ngẫu nhiên được tạo ra giống như bên phát cộng module 2 với tín hiệu thu được, thực hiện giải trải phổ để lấy tín hiệu mong muốn Đây là hệ thống được biết đến nhiều nhất trong các hệ thống thông tin trải phổ Là hệ thống tương đối đơn giản vì nó không yêu cầu tốc độ tổng hợp tần số cao dụng mã trải phổ băng rộng để điều chế tín hiệu sóng mang chứa thông tin.Trong phương pháp này mã trải phố trực tiếp tham gia vào quá trình điều chế , còn trong các dạng trải phổ khác mã trải phổ chỉ dùng để điều khiển tần số hay thời gian truyền dẫn sóng mang

CƠ

SỞ

VIỄN

THÔNG

www.themegallery.com 9

0,

c Tc

t T

p t      



www.themegallery.com 11

br

c b

E

T E

www.themegallery.com 13

o Là kĩ thuật điều chế trong đó tần số sóng mang

nhảy trên các dải tần khác nhau

o Được thiết kế đầu tiên với mục đích quân sự

chia 83,5 Mhz phổ thành 79 kênh , mỗi kênh 1Mhz công tác tại tần số 900Mhz, tốc độ nhảy tần khoảng 2,5 hops/s (US)

o Wlan sử dụng băng tần 2.4 Ghz đến 2,4835 Ghz

cũng chia thành 79 kênh mỗi kênh 1Mhz

Nguyên lý chung trải phổ nhảy tần

 Khác với trải phổ chuỗi trực tiếp, ở trải phổ nhảy tần mã trải phổ không trực tiếp điều chế tín hiệu

mà được dùng để điều khiển bộ tổ hợp tần số tạo ra các tần số khác nhau

 Tốc độ nhảy tần có thể nhanh hơn hay chậm hơn tốc độ số liệu Tương ứng có hai trường hợp là: nhảy tần nhanh và nhảy tần chậm

www.themegallery.com 15

Kỹ thuật trải phổ nhảy tần

CƠ

SỞ

VIỄN

THÔNG

www.themegallery.com 17

Phân loại trải phổ nhảy tần

 NÕu RH lµ béi cña RS thì ta có nhảy tần nhanh

 NÕu RS lµ béi cña RH thì ta có nhảy tần chậm Phân loại theo kiểu điều chế và giải điều chế ta

có 2 loại :

 Hệ thống nhảy tần kết hợp (Coherent FH/SS)

 Hệ thống nhảy không tần kết hợp (Non Coherent FH/SS)

Mô hình hệ thống trải phổ nhảy

www.themegallery.com 19

Hoạt động của trải phổ nhảy tần

 Ở phía thu quá trình diễn ra ngược lại,tín hiệu đi qua bộ giải điều chế nhảy tần đễ khôi phục lại

sóng mang, sau đó sóng mang này đi qua bộ giải điều chế MFSK thông thường để khôi phục lại dữ liệu

Ở cả máy thu và máy phát đều có bộ tạo mã PN gồm k chíp mã tương ứng với 1 từ tần số

Hoạt động của trải phổ nhảy tần

www.themegallery.com 21

Hoạt động của trải phổ nhảy tần

Như vậy, Sự chuyển dịch tần số giả ngẫu nhiên

ở bên phát sẽ được loại bỏ tại nơi thu

www.themegallery.com 23

 Trong đó ∆f là khoảng cách giữa các tần số lân cận, thường được chọn bằng 1/Th

 Biểu đồ tần số cho hệ thống FH với tốc độ nhảy tần bằng 3 lần tốc độ số liệu như biểu đồ trên

www.themegallery.com 25

hệ thống trải phổ nhảy tần chậm với T/TH= 1/2

Các ưu nhược điểm trải phổ

www.themegallery.com 27

Ứng dụng kĩ thuật trải phổ trong

Ứng dụng kĩ thuật trải phổ trong

1 Thông tin vệ tinh

 Những tiến bộ của công nghệ vi điện tử cho

phép thực hiện 1 số sử lí tín hiệu (giải điều chế, lọc và điều chế lại) ngay trên vệ tinh trước khi phát các tín hiệu đường xuống Việc sử lí tín hiệu ngay trên vệ tinh có ưu điểm trong mã/giải mã và khử nhiễu Ngoài ra người ta dùng việc trong hệ thống thông tin

 Ưu điểm trải phổ trong thông tin vệ tinh để

chuyển tiếp chính của các hệ thống thông tin

vệ tinh sử dụng kỹ thuật trải phổ là nó có vùng phủ rộng, rất phù hợp cho thông tin với các địa điểm ở xa So với các hệ thống mặt đất, các đường truyền vệ tinh ít bị pha đinh kênh hơn

www.themegallery.com 29

Ứng dụng kĩ thuật trải phổ trong

 Mô tả đơn giản của hệ thống thông tin vệ tinh

đa truy nhập bằng cách sử dụng trải phổ nhảy tần

 Ở đây một vài trạm mặt đất cả lớn cả nhỏ liên

lạc với vệ tinh bằng cách phát và thu các tín hiệu đến và đi từ vệ tinh Tần số sóng mang đường lên khác với tần số sóng mang đường xuống Đối với các hệ thống FDMA, các người dùng (trạm mặt đất) sử dụng các tần số sóng mang khác nhau (tránh nhau về tần số).Trong các hệ thống TDMA, các người dùng khác

nhau phát tại các khe thời gian khác nhau, như vậy chúng tránh nhau về thời gian

Ứng dụng kĩ thuật trải phổ trong

 Tham số quan trọng trong việc tính toán hiệu

suất của hệ thống thông tin số là tỉ số giữa năng lượng bít tín hiệu và mật phổ công suất tạp âm (SNR), có liên quan chặt chẽ với tỉ số sóng mang trên tạp âm (CNR)

 Sử dụng đặc tính băng thông của kỹ thuật trải

phổ để có thể thành lập tỉ số tín/tạp theo mong muốn của người sử dụng

 Việc phân tích công suất tín hiệu và công suất

tạp từ máy phát đến máy thu được gọi là phân tích quĩ đường truyền

www.themegallery.com 31

Ứng dụng kĩ thuật trải phổ trong

 Mỗi vệ tinh trong hệ thống GPS phát 2 tín hiệu

DS/SS: tín hiệu Link 1 (L1) và tín hiệu Link 2 (L2) Tín hiệu L1 mang mã đo cự li chính xác (mã P) và mã đo cự li thô/nhận biết (mã C/A)

Tín hiệu L2 mang mã đo cự li chính xác cho các ứng dụng quân sự L2 sử dụng tần số mang 1227.6 MHz Tần số mang của L1 là 1575.42 MHz L1 là tín hiệu QPSK, với mã C/A ngắn trong kênh cùng pha (kênh I) và mã P rất dài trong kênh vuông pha (kênh Q) Để phân biệt các vệ tinh, mỗi vệ tinh sử dụng mã C/A và

mã P khác với các vệ tinh khác

Ứng dụng kĩ thuật trải phổ trong

 Mô tả 1 hệ thống sử dụng kĩ thuật FH kết hợp

với MFSK

 Hệ thống được xây dựng trên cơ sở kỹ thuật

trải phổ trực tiếp

www.themegallery.com 33

Ứng dụng kĩ thuật trải phổ trong

 Các dãy PN đã được sử dụng trong radar

xung để tăng độ phân biệt của hệ thống Trong phần này ta miêu tả điều này được thực hiện như thế nào

 Xét hệ thống radar xung Một dạng sóng xung

qt chế sóng mang Nhằm mục đích thảo luận, giả sử qt là xung vuông có độ q t Tín hiệu trở

về từ mục tiêu là độ trễ truyền sóng, mang thông tin về cự li của mục tiêu, d f là dịch tần

 Cơ chế này sử dụng kỹ thuật trải phổ nhảy tần

theo bước sóng

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sự hướng

dẫn của giảng viên Nguyễn Thị Bảo Thư và sự

giúp đỡ của các bạn sinh viên lớp DHDT5LTTB đã giúp nhóm chúng em hoàn thành bài thuyết trình này Nhóm chúng em rất mong nhận được sự đóng góp phản hồi từ phía cô giáo và các bạn để bài thuyết trình hoàn thiện hơn

Chúc cô giáo dồi dào sức khoẻ để tiếp tục nâng đỡ

chúng em trên con đường học tập!

Chúc các bạn trong lớp thành công với bài thuyết

trình của nhóm mình!

Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn!

CHÚC MỌI NGƯỜI CUỐI TUẦN VUI VẺ!