Idoc.vn Chuong 9 Dieu Che Va Giai Dieu Che So

Chöông 9 - Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá soá

Chöông 9ÑIEÀU CHEÁ VAØ GIAÛI ÑIEÀU CHEÁ SOÁ

Tín hieäu soá nhò phaân baêng goác laøm bieán ñoåi moät trong caùc thoâng soá soùng cao taàn (bieân ñoä, hoaëc taàn soá, hoaëc pha) - ta coù ñieàu cheá soá (ASK, FSK, PSK, QAM). Ñieàu cheá xung, PCM, ñeà caäp trong taøi lieäu khaùc.

ASK - Amplitude shift keying

FSK - Frequanecy shift keying

PSK - Phase shift keying

QAM - Quadrature amplitude modulation.

ASK : Ñeà caäp ôû muïc AM.

9.1. FSK VAØ GIAÛI ÑIEÀU CHEÁ FSK

Taïo FSK

FSK - tröôøng hôïp rieâng cuûa FM. Tín hieäu FSK coù daïng:

c - Taàn soá soùng mang trung taâm.

- Ñoä di taàn, tyû leä vôùi bieân ñoä vaø cöïc tính tín hieäu nhò

phaân ngoõ vaøo. Ví duï bit 1 laø +1V, bit 0 laø - 1V, taïo neân ñoä di taàn

töông öùng vaø .

Toác ñoä dòch taàn soùng mang baèng toác ñoä bit vaøo (bps)

fM (taàn soá fMark) öùng vôùi logic 1 nhoû hôn fS (fSpace) öùng vôùi logic 0;

Toác ñoä thay ñoåi taàn soá ra goïi laø baud. Trong FSK taàn soá bit vaøo baèng toác ñoä baud ra.

Maïch ñieän töû 3 -179


FSK - moät daïng FM, chæ soá ñieàu cheá

- toác ñoä di taàn

fb - toác ñoä bit vaøo

fb/2 - taàn soá cô baûn tín hieäu nhò phaân vaøo

Thoâng thöôøng mFSK < 1, ta coù NBFM.

Ví duï: fb = 20 MbPS; fS = 80 MHz; fM = 60 MHz; fc = 70 KHz

Tính baêng thoâng Nyquist toái thieåu (baêng thoâng IF toái thieåu)

BIF = 60MHz

FSK moät daïng NBFM coù 0,5 mFSK 1.

Phoå ví duï treân coù daïng:

Giaûi ñieàu cheá FSK

Taùch soùng FSK duøng PLL töông töï. Taùch soùng FM duøng PLL. Taàn soá vaøo laø fS vaø fM töông öùng vôùi ñieän aùp ra Vo möùc logic 1 vaø 0.

fM - Taàn soá dao ñoäng töï do cuûa PLL naèm giöõa fS vaø fM. Chaát löôïng thoâng tin duøng FSK keùm hôn PSK, QAM, duøng trong ñieàu cheá soá toác ñoä thaáp nhö MODEM.

MSK (Minimum shift keying FSK) - moät daïng FSK coù pha lieân tuïc (CPFSK - Continuous phase FSK). Taàn soá fS vaø fM ñoàng boä vôùi tín

- Maïch ñieän töû 3180


hieäu naøo sao cho pha lieân tuïc baèng caùch choïn fM vaø fS baèng

(2n+1) , töùc laø fM vaø fS baèng boäi soá leû taàn soá cô baûn.

Neáu pha ñoät bieán, boä giaûi_ñieàu cheá seõ khoâng nhaän daïng ñöôïc ñoä dòch taàn sau, sai xaûy ra, MSK coù BER toát hôn so vôùi FSK

vôùi cuøng tyû soá . Nhöôïc ñieåm MSK - caàn ñoàng boä, do ñoù maïch

phöùc taïp hôn, möùc hôn.

Ví duï: fb = 1 KbPS; = 0,5 KbPS; choïn fM = 3 = 1500 Hz.

fb = 5 = 2500 Hz.

9.2. PSK VAØ GIAÛI ÑIEÀU CHEÁ PSK

PSK - moät daïng ñieàu cheá pha PM - Coù moät soá kieåu ñieàu cheá pha.

1) BPSK (binary phase shift keying - coøn goïi laø ñieàu cheá 2 pha).

Neáu logic 1 öùng vôùi 1 pha soùng mang cao taàn, logic 0 töông öùng vôùi ñaûo pha cuûa möùc logic 1. Do ñoù BPSK coøn goïi laø phase reversal keying (PRK). BPSK laø moät daïng ñieàu cheá trieät soùng mang.

Taïo BPSK

Khi tín hieäu soá ôû möùc logic 1 (+V), D1,2 daãn, D3,4 taét, ngoû ra cuøng pha vôùi soùng mang ngoû vaøo. Khi tín hieäu soá möùc logic 0 (- V) D1,2 taét, D3,4 daãn, ngoû ra coù pha ngöôïc vôùi pha tín hieäu soùng mang ta coù ñieàu cheá BPSK.

Maïch ñieàu cheá caân baèng treân coù toác ñoä thay ñoåi pha ngoû ra baèng toác ñoä bit vaøo. Baêng thoâng tín hieäu ngoû ra lôùn nhaát khi



chuoãi bit vaøo thay ñoåi möùc logic 0 vaø 1 tuaàn töï, taàn soá cô baûn

cuûa chuoãi ñoù fa = . Baêng thoâng cao taàn toái thieåu B = 2fa = fb.

Phoå BPSK goàm 2 bieân, trieät soùng mang. Moãi bieân coù ñoä

roäng phoå laø . Vaäy baêng thoâng toái thieåu BPSK trong tröôøng hôïp

xaáu nhaát baèng fb.

Ví duï: Ñieàu cheá BPSK coù fc = 70 MHz; fb = 10 MbPS; xaùc ñònh taàn soá thaáp nhaát vaø cao nhaát, baêng thoâng BPSK.

Giaûi:

Ta coù tín hieäu BPSK ngoû ra = sin at . sin ct = sin 2(5MHz)t . sin 2(20MHz)t

Taàn soá thaáp nhaát BPSK = 70 - 5 = 65 MHz

Taàn soá cao nhaát BPSK = 70 + 5 = 75 MHz.

Phoå BPSK

Baêng thoâng BPSK toái thieåu B = 75 - 65 = 10 MHz = fb.

Baûng söï thaät BPSK:

Binary input

Pha ngoõ ra

Logic 0 180o

Logic 1 0o

Giaûi ñieàu cheá BPSK.

Tín hieäu BPSK ngoû vaøo daïng sinct. Soùng mang phuïc hoài sinct. Giaû söû tín hieäu BPSK vaøo + sinct (logic 1), ngoû ra boä ñieàu



cheá caân baèng baèng (sinct). (sinct) = sin2ct = . Thaønh

phaàn taàn soá cao 2c - bò loaïi khoûi LPP, chæ coøn thaønh phaàn 1

chieàu Vdc töông öùng möùc logic 1.

Töông töï neáu ngoû vaøo laø - sinct (logic 0); ngoû ra LPF laø -

Vdc laø möùc (logic 0).

2) M-ary Encoding:

M-ary laø thuaät ngöõ coù ñöôïc töø chöõ “binary”. M coù nghóa laø soá bit bieåu dieãn soá traïng thaùi coù theå. Ví duï BPSK, FSK coù hai traïng thaùi ngoû ra töông öùng vôùi möùc logic 1 vaø 0 ngoû vaøo, do ñoù M-ary cuûa heä thoáng laø M = 2. Trong ñieàu cheá soá thöôøng duøng öu theá cuûa maõ hoùa cao hôn nhò phaân (binary). Ví duï maãu ñieàu cheá PSK coù 4 traïng thaùi pha ngoû ra (M = 4) hoaëc 8 traïng thaùi pha (M = 8).

Goïi N laø soá bit. M - soá traïng thaùi ngoû ra cuûa N bit vaøo, ta coù coâng thöùc:

N = log2 M.

Ví duï: 2 bit ñeán ngoû vaøo boä ñieàu cheá 2 = log2 M M = 4 töùc laø vôùi 2 bit, coù theå coù 4 traïng thaùi ngoû ra. Töông töï N = 3 coù M = 23 = 8.

3) DPSK

Taïo DPSK

DPSK (Differential PSK) - moät daïng BPSK, trong ñoù döõ lieäu nhò phaân ngoû vaøo ñieàu cheá caân baèng chöùa ñöïng söï khaùc nhau giöõa hai tín hieäu lieân tieáp. Baûn thaân tín hieäu DPSK laø soùng mang pha chuaån. Giaûi ñieàu cheá DPSK khoâng caàn phuïc hoài soùng mang.

Input Xnor Output Xnor1 0 00 1 01 1 10 0 1



Boä ñieàu cheá caân baèng töông töï ôû BPSK. Khi ngoû vaøo cuûa noù ôû möùc logic 1 taïo neân tín hieäu sinct ngoû ra, khi ngoû vaøo ôû logic 0 taïo neân ngoû ra tín hieäu - sinct.

Giaûi ñieàu cheá DPSK

Tín hieäu ngoû ra boä treã 1 bit so saùnh vôùi tín hieäu ñeán sau ôû boä ñieàu cheá caân baèng (ÑCCB).

Ngoû ra ÑCCB:

(+ sinct).(+ sinct) =

(- sinct).(- sinct) =

(- sinct).(+ sinct) =

(+ sinct).(- sinct) =

Sau LPF, möùc + öùng vôùi logic 1; möùc - öùng vôùi logic 0.

Neáu coù söï sai pha chuaån thì chæ coù 1 bit bò sai.

Öu ñieåm DPSK: Thöïc hieän ñôn giaûn, khoâng caàn phuïc hoài soùng mang.

Nhöôïc ñieåm DPSK: Ñeå coù sai soá nhö BPSK, yeâu caàu ngoû vaøo

giaûi ñieàu cheá DPSK lôùn hôn so vôùi BPSK töø 1 ñeán 3 dB.

Toác ñoä truyeàn DPSK vaø BPSK bò giôùi haïn trong baêng thoâng cho tröôùc. Ñieàu cheá soá duøng trong vi ba, thoâng tin veä tinh, thoâng tin di doäng, MODEM, truyeàn hình soá phaùt thanh soá, v.v …

9.3. QPSK VAØ GIAÛI ÑIEÀU CHEÁ QPSK.



QPSK (Quarature PSK) coù 4 möùc pha ngoû ra (M = 4) cuûa 1 soùng mang öùng vôùi 2 bit ngoû vaøo. Hai bit naøy coù 4 traïng thaùi 00, 01, 10, 11 (coøn goïi laø dibits) töông öùng 4 traïng thaùi pha ngoù ra.

Taïo QPSK

Chuoãi bit ngoû vaøo ñöôïc taùch thaønh 2 chuoãi bit song song. Neáu 1 bit vaøo keânh I, bit khaùc naøo keânh Q, caùc bit keânh I ñöôïc ñieàu cheá cuøng pha vôùi dao doäng noäi (I nghóa laø Im phase). Caùc bit keânh Q ñieàu cheá bôûi soùng mang dòch pha 90o so vôùi dao ñoäng noäi (Q nghóa laø Quarature).

QPSK goàm 2 BPSK maéc toå hôïp song song. Hai traïng thaùi pha ngoû ra boä ñieàu cheá caân baèng I (+ sinct) vaø 2 traïng thaùi pha ngoû ra boä ñieàu cheá caân baèng Q ( cosct) ñeán boä coäng tuyeán tính, taïo neân 4 toå hôïp pha ngoû ra töông öùng vôùi caùc traïng thaùi (+ sinct + cosct), (+ sinct - cosct), (- sinct + cosct), (- sinct - cosct). Caùc pha ñoù dòch pha 90o

Baûng chaân lyù QPSK vaø giaûn ñoà pha QPSKBinary input

QPSK output phaseQ I0 0 - 135o

0 1 - 45o

1 0 +135o

1 1 + 45o



Ví duï: Chöùng minh baûng chaân lyù treân cuûa QPSK.

Giaûi: Giaû söû Q = 0; I = 0 ta coù ngoû ra boä ñieàu cheá caân baèng I = (-1)(sinct) = - sinct.

Ngoû ra boä ñieàu cheá caân baèng Q = (-1) cos(ct) = - 1 cosct.

Ngoû ra boä coäng tuyeán tính = - 1 cosct - 1 sinct = 1,414 sinct - 135o.

Töông töï vôùi caùc caëp bit 01, 10, 11 coù caùc traïng thaùi pha töông öùng. Töø giaûn ñoà pha QPSK, ta thaáy 4 traïng thaùi pha ngoû ra QPSK coù cuøng bieân ñoä. Tín hieäu nhò phaân ngoû vaøo ñöôïc maõ hoùa (ñieàu cheá) hoaøn toaøn baèng pha soùng mang cao taàn. Ñaây laø söï phaân bieät quan troïng giöõa PSK vaø QAM (trình baøy ôû phaàn sau).

Pha cuûa QPSK coù daïng:

Baêng thoâng QPSK

Trong QPSK, tín hieäu nhò phaân ngoû vaøo ñöôïc taùch ra laøm hai keânh song song I vaø Q vôùi toác ñoä nhö nhau baèng fb/2, ñoä daøi bit I vaø Q gaáp ñoâi ñoä daøi bit vaøo, taàn soá cô baûn cuûa döï lieäu keânh I

vaø Q baèng , do ñoù ñoä roäng baêng thoâng Nyquist toái thieåu laø C.

Nhö vaäy baêng thoâng QPSK baèng (Trong khi cuûa BPSK laø fb).



Ví duï: QPSK coù fb = 10 MbPS, fc = 70 MHz; Tính baêng thoâng toái thieåu tín hieäu QPSK, phoå QPSK.

Giaûi: fbQ = fbI =

Taàn soá cô baûn keânh I vaø Q:

Tín hieäu ngoû ra boä ñieàu cheá caân baèng = (sin2fat)(sin2fct)

= cos2 (67,5 MHz)t - cos2 (72,5 MHz)t

Baêng thoâng toái thieåu QPSK = BNyq = (72,5 - 67,5)MHz = 5 MHz

Phoå ngoõ ra QPBK

Giaûi ñieàu cheá QPSK



Ngoõ ra boä giaûi ñieàu cheá keânh I = (sinct) (- sinct + cosct)

Sau LPF coøn laïi - Vdc (logic 0)

Töông töï, ngoû ra boä giaûi ñieàu cheá keânh

Q = (cosct) (- sinct + cosct)

Sau LPF coøn laïi + Vdc (logic 1)

9.4. 8-PSK VAØ GIAÛI ÑIEÀU CHEÁ 8-PSK

8-PSK coù 8 traïng thaùi pha ngoû ra (M = 8). Ñeå maõ hoùa 8 möùc pha ngoû ra, caàn nhoùm 3 bit ngoõ vaøo goïi laø tribits (23 = 8).



Caùc bit keânh I vaø C tôùi boä ñoåi DAC (Digital to analog converters). Vôùi 2 bit vaøo, coù 4 möùc ñieän aùp ra (PAM - Pulse amplitude Modulation). Töông töï boä ñoåi DAC cuûa keânh Q vaø C. Caùc möùc logic keânh I vaø Q xaùc ñònh cöïc tính ngoû ra tín hieäu töông töï.

(logic 1 = + V; logic 0 = - V). Trong khi caùc bit keânh C vaø xaùc ñònh bieân ñoä (logic 1 = 1,307 V; logic 0 = 0,541 V).

Nhö vaäy vôùi 2 bieân ñoä, hai cöïc tính. coù 4 traïng thaùi ngoû ra.I C output0 0 - 0,541V0 1 -1,307V1 0 + 0,541V1 1 +1,307V

Q output0 1 -1,307V0 0 - 0,541V1 1 +1,307V1 0 + 0,541V

Ví duï: Tribit ngoû vaøo Q = 0; I = 0; C = 0 (0, 0, 0). Xaùc ñònh pha ngoû ra boä ñieàu cheá 8PSK.

Giaûi: Ngoû ra boä ñieàu cheá caân baèng keânh

I = (- 0,541) (sinct) = - 0,541 . sinct

töông töï ôû keânh Q coù ngoû ra = - l,307 cosct.

Ngoû ra boä coäng tuyeán tính = - 0,541 sinct - 1,307 cosct = 1,41 sinct - 112,5o

Töông töï coù baûng söï thaät 8PSK .

Binary input8PSK out phase

Q I C0 0 0 - 112,5o

0 0 1 - 157,5o



0 1 0 - 67,5o

0 1 1 - 22,5o

1 0 0 + 112,5o

1 0 1 + 157,5o

1 1 0 + 67,5o

1 1 1 + 22,5o

Toác ñoä bit keânh I, Q, C nhö nhau baèng . Baêng thoâng toái

thieåu 8PSK baèng .

Ví duï: Cho 8PSK coù fb = 10 MbPS; fc = 70 MHz; Tính baêng thoâng 8PSK vaø so saùnh vôùi BPSK, QPSK.

Giaûi: fbC = fbQ = fbI = = 3,3 MbPS



- Taàn soá cô baûn moãi keânh:

- Ngoû ra boä ñieàu cheá caân baèng = (sin2fat) (sin2fct)

= [cos2 (70MHz - 1,667MHz)t - cos2 (70MHz + l,667MHz)t]

= [cos2 (68,333MHz)t - cos2 (7l,667MHz)t]

Baêng thoâng 8PSK = 71,667 MHz - 68,333 MHz = 3,333 MHz

= = 3,333 MHz

Baêng thoâng 4PSK = = 5 MHz.

Baêng thoâng 8PSK = = 10 MHz.

Giaûi ñieàu cheá 8PSK

ADC - Analog to Digital Converter

Giaûi ñieàu cheá 8PSK - quaù trình ngöôïc laïi cuûa ñieàu cheá 8PSK.

9.5. 16PSK VAØ GIAÛI ÑIEÀU CHEÁ 16PSK.

Töông töï 8PSK, moãi nhoùm 4 bit ( quadbits) cuûa tín hieäu soá ngoû vaøo boä ñieàu cheá 16PSK töông öùng vôùi 1 trong 16 traïng thaùi

pha ngoû ra. Toác ñoä bit moãi keânh laø cuõng baèng baêng thoáng

toái thieåu 16PSK.

Ñoä sai bieät traïng thaùi pha ngoû ra 22,5o.

Baûng chaân lyù vaø ñoà thò pha 16PSK.

Bit code phase Bit code phase0 0 0 0 11,25o 1 0 0 0 191,25o

0 0 0 1 33,75o 1 0 0 1 213,75o



0 0 1 0 56,25o 1 0 1 0 236,25o

0 0 1 1 78,75o 1 0 1 1 258,75o

0 1 0 0 101,25o 1 1 0 0 281,25o

0 1 0 1 123,75o 1 1 0 1 303,75o

0 1 1 0 146,25o 1 1 1 0 326,25o

0 1 1 1 168,75o 1 1 1 1 348,75o

9.6. QAM

Quadrature amplitude Modulation (QAM) - moät daïng ñieàu cheá soá maø döï lieäu soá ngoû vaøo chöùa ñöïng (taûi) trong bieân ñoä vaø pha cuûa soùng mang cao taàn

1) 8QAM

8QAM - moät kyõ thuaät maõ hoùa M = 8, nhöng khaùc vôùi 8PSK. ÔÛ ñaây tín hieäu ngoû ra cuûa boä ñieàu cheá 8QAM coù bieân ñoä khoâng phaûi laø haèng soá, coù 8 möùc pha vaø 2 möùc bieân ñoä ngoû ra.

Taïo 8QAM:

Söï khaùc bieät 8QAM so vôùi 8PSK ôû choã keânh C khoâng coù boä ñaûo ( ). Töông töï 8PSK, döï lieäu vaøo toác ñoä fb ñöôïc taùch laøm 3

keânh Q, I, C töø moãi nhoùm 3 bits. Toác ñoä moät keânh . Caùc bit

keânh I, Q xaùc ñònh cöïc tính tín hieäu PAM ngoõ ra cuûa boä DAC; coøn



keânh C xaùc ñònh bieân ñoä caùc bit keânh C, ñeán hai boä DAC nhö nhau, bieân ñoä PAM keânh I vaø Q baèng nhau, cöïc tính cuûa chuùng phuï thuoäc möùc logic keânh I vaø Q.

Baûng söï thaät boä DAC keânh I vaø Q:

I/Q C output0 0 - 0,541 V0 1 - 1,307 V1 0 + 0,541 V1 1 - 1,307 V

Ví duï: Cho nhoùm 3 bit Q = 0; I = 0; C = 0 (000). Xaùc ñònh bieân ñoä vaø pha boä 8QAM.

Giaûi: Khi I = 0; C = 0; ngoõ ra DAC coù bieân ñoä - 0,541 V. Töông töï ôû keânh Q = 0; C = 0 coù ñieän aùp ngoõ ra boä DAC laø – 0,541 V. Ngoõ ra boä ñieàu cheá keânh I = (- 0,541) sin ct = - 0,541 sin ct.

Ngoõ ra boä ñieàu cheá keânh Q = - 0,541 coct.

Ngoõ ra boä coäng tuyeán tính = - 0,541 sinct - 0,541cosct = 0,765sinct - 135o.

Töông töï coù baûng söï thaät 8QAM vaø ñoà thò pha:

Binary input 8QAMQ I C Bieân

ñoäPha

0 0 0 0,765 V

-135o

0 0 1 1,848 V

-135o

0 1 0 0,765 V

- 45o

0 1 1 1,848 V

- 45o

1 0 0 0,765 V

+135o

1 0 1 1,848 V

+135o

1 1 0 0,765 V

+ 45o

1 1 1 1,848 V

+ 45o

Baêng thoâng 8QAM:

ÔÛ 8QAM, toác ñoä bit keânh I vaø Q baèng töông töï 8PSK, do

ñoù baêng thoâng toái thieåu 8QAM baèng baêng thoâng 8PSK.

Giaûi ñieàu cheá 8QAM:

Töông töï giaûi ñieàu cheá 8FSK. Tuy nhieân coù söï khaùc bieät ôû choã 8QAM truyeàn 2 möùc bieân ñoä, chæ soá ñoåi ADC seõ khaùc.



ÔÛ 8QAM, tín hieäu nhò phaân töø ADC keânh I laø I vaø C bit, töø ADC keânh Q laø Q vaø C bit.

2) 16 QAM

Töông töï 16PSK, 16 QAM coù 11 = 16. Boán bit vaøo taïo thaønh nhoùm 4 laøm thay ñoåi bieân ñoä vaø pha cuûa tín hieäu 16 QAM.

Taïo 1 6QAM

Caùc bit keânh I, Q xaùc ñònh tính ngoõ ra DAC (logic 1 - cöïc tính döông, logic 0 - cöïc tính aâm) keânh I', Q' xaùc ñònh bieân ñoä ra DAC (logic l = 0,821V; logic 0 = 0,22V). Hai cöïc tính, hai bieân ñoä taïo neân 4 traïng thaùi ngoõ ra DAC laø 0,22V vaø 0,821V. Tín hieäu PAM ñieàu cheá cuøng pha hoaëc dòch 90o pha soùng mang.

Ngoõ ra boä ñieàu cheá caân baèng nhaùnh I coù 4 traïng thaùi 0,84 sinct vaø 0,22 sinct. Töông töï ngoõ ra boä ñieàu cheá nhaùnh Q coù 4 traïng thaùi 0,84 cosct vaø 0,22 cosct. Ngoõ ra boä coäng tuyeán tính laø tín hieäu 16 QAM vôùi baûng chaân lyù vaø giaûn ñoà pha nhö sau:

I I’ output0 0 - 0,22V0 1 - 0,821V1 0 + 0,22V1 1 +0,821V

Q Q’ output0 0 - 0,22V0 1 - 0,821V1 0 + 0,22V1 1 +0,821V

Binary input 16 QAM output



Q Q’ I I’0 0 0 0 0,311V -135o

0 0 0 1 0,850V -165o

0 0 1 0 0,311V -45o

0 0 1 1 0,850V -15o

0 1 0 0 0,850V -105o

0 1 0 1 1,161V -135o

0 1 1 0 0,850V -75o

0 1 1 1 1,161V -45o

1 0 0 0 0,311V 135o

1 0 0 1 0,850V 175o

1 0 1 0 0,850V 45o

1 0 1 1 0,850V 15o

1 1 0 0 0,850V 105o

1 1 0 1 1,161V 135o

1 1 1 0 0,850V 75o

1 1 1 1 1,161V 45o

Baêng thoâng 16 QAM =

Hieäu quaû baêng thoâng (hay coøn goïi laø maät ñoä döï lieäu) duøng ñeå so saùnh chæ tieâu cuûa kieåu ñieàu cheá soá naøy so vôùi kieåu ñieàu cheá soá khaùc. Ñoù laø tyû soá giöõa toác ñoä bit truyeàn treân baêng thoâng ñieàu cheá toái thieåu.

Ví duï:

Xaùc ñònh Beff cuûa BPSK, QPSK, 8PSK, 16 QAM Bieát fb = 10 bPS

BPSK

QPSK

8PSK

16 QAM

Baûng toùm taét ñieàu cheá soá

Ñieàu cheá Maõ hoùa Baêng thoâng

Baud Hieäu quaû baêng thoâng

FSK 1 bit fb fb 1



BPSK 1 bit fb fb 1QPSK 2 bit fb/2 fb/2 28 PSK 3 bit fb/3 fb/3 38 QAM 3 bit fb/3 fb/ 316 PSK 4 bit fb/4 fb/4 416 QAM 4 bit fb/4 fb/4 4

9.7. XAÙC SUAÁT LOÃI P(E) VAØ BER

Xaùc suaát loãi P(e) (Probabicitf of error) vaø BER (bit error rate) thöôøng duøng laãn nhau, tuy thöïc teá chuùng hôi khaùc nhau veà nghóa.

P(e) - bit loãi toác ñoä truyeàn döï tính veà lyù thuyeát cuûa heä thoáng cho tröôùc.

BER - bit loãi toác ñoä truyeàn cuûa heä thoáng thöïc teá.

Ví duï heä thoáng coù P(e) = 10-5 coù nghóa laø veà maët lyù thuyeát toaùn hoïc coù theå hy voïng coù 1 bit loãi khi truyeàn 105 bit. Neáu BER = 10-5, coù nghóa laø heä thoáng ñaõ truyeàn 105 bit vaø coù 1 bit loãi. BER ñöôïc ño thöïc teá roài so saùnh vôùi P(e).

P(e) laø haøm cuûa tyû soá coâng suaát soùng mang treân nhieãu

ngoõ vaøo maùy thu (hoaëc laø haøm naêng löôïng 1 bit treân maät ñoä coâng suaát nhieãu), noù phuï thuoäc vaøo soá traïng thaùi maõ hoùa (-ary).

Coâng suaát soùng mang

Coâng suaát nhieãu nhieät N = KTB (W)

K = 1,38.10-23 J/K

T - nhieät ñoä tuyeät ñoái = 273oK + toC (K)

B = Baêng thoâng. (Hz)

Naêng löôïng 1 bit tín hieäu: Eb = C. Tb (J/bit)

Tb - thôøi gian 1 bit =



fb - toác ñoä bit.

Maät ñoä coâng suaát nhieãu nhieät chuaån hoùa trong baêng thoâng 1 Hz:

tyû soá (naêng löôïng bit/maät ñoä coâng suaát nhieãu nhieät)

thöôøng duøng ñeå so saùnh caùc kieåu ñieàu cheá soá vôùi caùc toác ñoä truyeàn khaùc nhau (FSK, PSK, QAM), hoaëc maõ hoùa -ary.

Töø coâng thöùc treân cho thaáy khi baêng thoâng baèng toác ñoä

bit thì

Ví duï: Cho heä thoáng QPSK vôùi thoâng soá C = 10-12W; fb = 60

KbPS; N = l,2.10-14W; B = 120 KHz. Tính N(dBm)? No(dBm)? Eb(dBJ)?

Giaûi: C(dBm) = 10lg = - 90 dBm

N(dBm) = 10lg = - l09,2 dBm

No(dBm) = - 109,2 dBm - 10lg120 KHz = - 160 dBm

E(dBJ) = 10lg = - l67,8 dBJ

Xaùc suaát loãi ñieàu cheá pha

M - soá traïng thaùi pha PSK.



erf - haøm sai soá.

Ví duï: Tìm baêng thoâng toái thieåu 8PSK vôùi P(e) = l0-7; = 11,5

dB; fb = 10 Mbps.

Giaûi: Töø ñoà thò vôùi P(e) = 10-7 coù = 14,7 dB;

10lg = 14,7 dB - 11,7 dB = 3 dB = l01g2

= 2 B = 2fb = 20Hz

Vôùi QAM coù:

erfc(z) - haøm sai soá buø

L - soá möùc bieân ñoä.



Ví duï: Vôùi P(e) = 10-6, xeùt cuûa 4QAM vaø 8PSK ?

Giaûi: Töø ñoà thò, vôùi 4QAM coù = 10,6 dB; trong khi ôû 8PSK

laø 14 dB.

Xaùc suaát loãi cuûa FSK khoâng nhaát quaùn (noncoherent).

Xaùc suaát loãi cuûa FSK nhaát quaùn (coherent).

Baûng so saùnh caùc kieåu ñieàu cheá soá (BER = 10-6)

Ñieàu cheá soá

8 PSK 13,6 10,6QPSK 13,6 10,64 QAM 13,6 10,68 PSK 13,6 10,68 QAM 18,8 1416 PSK 24,3 18,316 QAM 20,5 14,532 QAM 24,4 17,464 QAM 26,6 18,8


Documents

Idoc.vn Chuong 9 Dieu Che Va Giai Dieu Che So