Slide - Format & Điều chế dải gốc ppsx

Format cho tín hiệu analog• Để chuyển từ dạng sóng analog tương thích trong hệ thống số ta phải qua 2 bước sau 1.. Lượng tử hóa• Lượng tử hóa biên độ: Chuyển dạng sóng liên tục thành một

BÀI 3:

Format & Điều chế dải gốc

Đặng Lê KhoaEmail:danglekhoa@yahoo.com

Nội dung trình bày

• Chuyển nguồn thông tin (âm thanh) trong hệ thống số

Encode Pulse Transmit

Pulse waveforms Bit stream

Format cho tín hiệu analog

• Để chuyển từ dạng sóng analog tương thích trong hệ

thống số ta phải qua 2 bước sau

1 Sampling (lấy mẫu)

2 Quantization and encoding (Lượng tử hóa và mả

hóa)

3 Baseband transmission (truyền dẫn dải gốc)

Time domain Frequency domain

)()

()

(t x t x t

| ) (

|X  f

)

(t

x 

Chống biệt danh

LP filter

Nyquist rate

aliasing

Định lý lấy mẫu

• Chu kì lấy mẫu phải thõa biểu thức:

• Tốc độ lấy mẫu được gọi là tốc độ

Nyquist

Sampling process

Analog

signal

Pulse amplitude modulated (PAM) signal

Lượng tử hóa

• Lượng tử hóa biên độ: Chuyển dạng sóng liên tục

thành một một tập hữu hạn các biên độ

In Out

 Công suất nhiễu lượng tử trung bình

 Công suất đỉnh tín hiệu

 Công suất tín hiệu trên nhiễu lượng

tử trung bình

Encoding (PCM)

• Lượng tử hóa đều được gọi là Pulse Code Modulation(PCM)

• Pulse code modulation (PCM): Mã hóa một tín hiệu

lượng tử đến một chuỗi số (PCM word or codeword)

• Mỗi mẫu lượng tử được số hóa thành từ mã l bits

codeword với L số mức lượng tử và

Sai số lượng tử…

• Sai số lượng tử:

– Lỗi tuyến tính xảy ra khi tín hiệu trong khoảng lượng tử– Lỗi bảo hòa xảy ra khi tín hiệu nằm ngoài khoảng lương tử

Lỗi bảo hòa lớn hơn lỗi tuyến tính Lỗi bão hòa có thể khử bằng bộ AGC

• Phương sai của nhiễu lượng tử:

2 Sat

2 Lin

2 2

2

) ( ) ( }

L

l p x q

q

) ( 2

1 2

Lin

q





Lượng tử hóa đều và không đều

– Lượng tử hóa đều:

+ Không quan tâm đến thuộc tính thống kê và tương quan của ngõ vào

+ Không phát hiện thay đổi nhỏ của tín hiệu

+ Thực hiện đơn giản

Ứng dụng: Xử lý tin hiệu, vẽ và hiển thị ứng dụng, các ưng

dụng điều khiển

– Lượng tử hóa không đều:

+ Sử dụng tính thống kê của tham số lượng tử

Lượng tử hóa không đều

• Lượng tử hóa không đều là quá trình “compressed”

• Ở phía đầu thu sẽ thực hiện hiện quá trình “expansion”

Tính thống kê của biên độ tiếng nói

• Trong tiếng nói, các tính hiệu có biên độ nhỏ xuất hiện thường xuyên hơn tín hiệu có biên độ lớn

• Sử dụng step sizes (uniform quantizer) nhỏ cho tín hiệu nhỏ và

0.0

1.0

0.5

1.0 2.0 3.0Normalized magnitude of speech signal

Luật nén 

S: Segment Q: Quantize

Luật nén ….

Luật nén A

• input range

Truyền dẫn dải gốc

• Để truyền thông tin qua kênh truyền vật lý, chuỗi PCM (codewords) được chuyển thành các xung (waveforms).– Mỗi dạng sóng mang là một symbol gồm M mức

– Mỗi symbol gồm bit

– Dạng sóng PCM (line codes) được sử dụng cho

1 0 1 1 0

+V -V +V -V +V 0 -V

NRZ-L

Unipolar-RZ

Bipolar-RZ

Manchester Miller

Dicode NRZ

Dạng xung của PCM …

• Các tiêu chí trong so sánh và chọn dạng xung PCM:

thông)

– Khả năng phát hiện lỗi (Error detection capability)

immunity)

Mật độ phổ của xung PCM

Điều chế xung M-ary

• Các loại điều chế xung M-ary :

+ M-ary pulse-amplitude modulation (PAM)

+ M-ary pulse-position modulation (PPM)+ M-ary pulse-duration modulation (PDM)

– M-ary PAM là một tín hiệu đa mức Mỗi symbol sẽ lấy 1 trong M mức cho phép, mỗi nhóm gồm bit – Đối với tốc độ truyền cho trước, M-ary PAM (M>2) cần ít

băng thông hơn PCM nhị phân.

M

k  log2

Ví dụ 16QAM

Bài tập

Theodore S.Rappaport, Wireless Communications:

Principles and Practice

Chapter 7:

Problems: 7.1, 7.2, 7.3 - p.392