Đề tài Các yếu tố ảnh hưởng tới hệ thống truyền dẫn số

iÖu øng doppler do c¸c m¸y ®Çu cuèi thu, ph¸t di ®éng so víi nhau vµ sù biÕn ®æi theo thêi gian cña kªnh truyÒn, nhiÔu kªnh l©n cËn…… §èi víi hÖ thèng th«ng tin sè, chØ tiªu chÊt l−îng c¬ b¶n cña hÖ thèng lµ x¸c suÊt bÝt lçi (BER) vµ jitter (rung pha hay tr«i pha). Tuú thuéc vµo tõng lo¹i h×nh dÞch vô mµ c¸c hÖ thèng vi ba cã nh÷ng ®ßi hái kh¸c nhau vÒ BER vµ jitter. §èi víi c¸c hÖ thèng truyÒn tÝn hiÖu tho¹i, yªu cÇu BER<10-6 vµ do tho¹i Ýt nh¹y víi jitter nªn cã thÓ cho phÐp jitter kh¸ cao. §èi víi tÝn hiÖu truyÒn h×nh, nÕu sö C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 12 dông ®iÒu xung m· th−êng PCM th× BER ®ßi hái còng nh− ®èi víi tÝn hiÖu tho¹i song cÇn l−u ý lµ tèc ®é cña truyÒn h×nh lµ kh¸ cao. Khi sö dông ADPCM (Adaptive Differential Pulse Coded dulation: §iÒu chÕ xung m· vi sai tù thÝch nghi) ®Ó truyÒn tÝn hiÖu truyÒn h×nh th× yªu cÇu BER<10-9, thËm chÝ cßn yªu cÇu tíi BER <10-12. Nãi chung c¸c tÝn hiÖu truyÒn h×nh rÊt nh¹y c¶m víi jitter. Khi BER>10-3 th× hÖ thèng ®−îc xem nh− lµ gi¸n ®o¹n liªn l¹c v× khi ®ã ngay c¶ dÞch vô telex lµ lo¹i dÞch vô cho phÐp chÊt l−îng truyÒn dÉn tåi nhÊt còng kh«ng thÓ truyÒn ®−îc. Jitter ®−îc xem lµ lín nÕu lín h¬n 0.05T (gi¸ trÞ ®Ønh ®Ønh - peak to peak). Trªn thùc tÕ ng−êi ta cßn sö dông mét sè th«ng sè nh− lµ c¸c chØ tiªu vÒ x¸c suÊt gi¸n ®o¹n th«ng tin, c¸c chØ tiªu tû sè lçi thÊp, chØ sè lçi cao, c¸c chØ tiªu c¸c gi©y kh«ng lçi trong mét thêi gian dµi, c¸c chØ tiªu ®ét biÕn, tÝnh kh¶ dông cña hÖ thèng... ®Ó ®¸nh chÊt l−îng cña hÖ thèng. 1.1.Xuyªn nhiÔu gi÷a c¸c dÊu (ISI: InterSymbol Interfrence). Nh− ta ®· biÕt, mçi mét symbol ®−îc h×nh thµnh tõ K bÝt vµ cã thêi gian tån t¹i b»ng K lÇn thêi gian tån t¹i cña mét bÝt. Do vËy c¸c d¹ng sãng ®iÒu chÕ dïng ®Ó truyÒn chóng còng cã ®é dµi h÷u h¹n b»ng ®é dµi cña K bÝt : Ts =k.Tb. Víi Ts vµ Tb lÇn l−ît lµ ®é dµi cña mét symbol vµ ®é dµi cña mét bit. Do c¸c d¹ng sãng cã ®é dµi lµ h÷u h¹n nªn phæ cña chóng (nhËn ®−îc th«ng qua phÐp biÕn ®æi Fourrier) sÏ tr¶i ra v« h¹n trªn miÒn tÇn sè. Do b¨ng tÇn truyÒn dÉn lµ h÷u h¹n, ®Ó h¹n chÕ phæ tÇn vµ lµm t¨ng sè hÖ thèng cã thÓ cïng c«ng t¸c trªn mét b¨ng sãng cho tr−íc ng−êi ta sö dông m¹ch läc. Do vËy hµm truyÒn tæng céng cña mét hÖ thèng truyÒn dÉn sè sÏ cã ®Æc tÝnh nh− cña mét m¹ch läc. ë ®Çu ra, phæ tÝn hiÖu thu ®−îc bÞ h¹n chÕ bëi ®Æc tÝnh läc cña hÖ thèng nªn tÝn hiÖu thu ®−îc cña mét symbol (ch−a kÓ ®Õn t¹p ©m) sÏ tr¶i ra v« h¹n vÒ thêi gian. §iÒu ®ã dÉn ®Õn t¹i ®Çu thu c¸c symbol ®−îc truyÒn kÕ tiÕp nhau sÏ chång lÊn nªn nhau vÒ thêi gian vµ g©y nhiÔu lÉn nhau. HiÖn t−îng nµy ®−îc gäi lµ : xuyªn nhiÔu gi÷a c¸c dÊu (ISI) . Sù tån t¹i cña ISI dÉn ®Õn tÝn hiÖu thu bÞ mÐo rÊt lín vµ tin tøc sÏ bÞ nhËn sai: t¹i thêi ®iÓm t=kTs gi¸ trÞ cña tÝn hiÖu thu ®−îc ë lèi ra m¹ch lÊy mÉu cña m¸y thu cã thÓ v−ît ng−ìng quyÕt ®Þnh vµ tÝn hiÖu sÏ bÞ quyÕt ®Þnh nhÇm. C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 13 1.2 MÐo tÝn hiÖu. MÐo tÝn hiÖu ph¸t sinh do sai lÖch gi÷a ®Æc tÝnh biªn ®é-tÇn sè vµ/ hoÆc ®Æc tÝnh pha-tÇn (hay ®Æc tÝnh gi÷ chËm) cña hµm truyÒn tæng céng cña hÖ thèng so víi ®Æc tÝnh ®−îc thiÕt kÕ nh»m triÖt tiªu ISI trong qu¸ tr×nh truyÒn dÉn tÝn hiÖu sè. 1.2.1 MÐo tuyÕn tÝnh. a. C¸c nguån g©y mÐo tuyÕn tÝnh. MÐo tuyÕn tÝnh cã ®Æc tÝnh kh«ng phô thuéc biªn ®é tÝn hiÖu ®−îc truyÒn vµ ®−îc ®¸nh gi¸ th«ng qua ®é sai lÖch gi÷a ®Æc tÝnh biªn ®é-tÇn sè vµ/hoÆc ®Æc tÝnh pha tÇn cña hµm truyÒn tæng céng cña hÖ thèng so víi ®Æc tÝnh ®−îc thiÕt kÕ nh»m triÖt tiªu ISI trong qu¸ tr×nh truyÒn dÉn tÝn hiÖu sè. MÐo tuyÕn tÝnh cã c¸c nguyªn nh©n chÝnh sau: • ChÕ t¹o kh«ng hoµn h¶o c¸c m¹ch läc. • §Æc tÝnh tÇn sè (bao gåm ®Æc tÝnh biªn ®é vµ ®Æc tÝnh gi÷ chËm) cña m«i tr−êng truyÒn kh«ng b»ng ph¼ng trªn suèt ®é réng b¨ng tÝn hiÖu do c¸c hiÖn t−îng nh−: + Pha ®inh ®a ®−êng chän läc theo tÇn sè trong hÖ thèng v« tuyÕn b¨ng réng. + Tiªu hao phô thuéc tÇn sè khÝ quyÓn do sù hÊp thô cña kh«ng khÝ vµ h¬i n−íc ®èi víi c¸c hÖ thèng v« tuyÕn. + Tiªu hao phô thuéc tÇn sè cña ®−êng d©y………. Ta cã ®Æc tÝnh läc tæng céng cña hÖ thèng ®−îc thiÕt kÕ nh»m tho¶ m·n tiªu chuÈn Nyquist thø nhÊt ®Ó triÖt tiªu ISI. Trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ, ®Æc tÝnh läc nµy ®−îc thiÕt kÕ theo ®Æc tÝnh läc c¨n bËc hai cosine n©ng vµ ®−îc ph©n chia cho c¸c m¹ch läc ph¸t vµ m¹ch thu víi hµm truyÒn cña hai m¹ch läc nµy cã d¹ng c¨n bËc hai cosine n©ng (square root cosine filter). Nh−ng trong qu¸ tr×nh chÕ t¹o, ta kh«ng thÓ t¹o ®−îc mét c¸ch lý t−ëng cho nªn cã sai lÖch vÒ ®Æc tÝnh biªn ®é vµ ®Æc tÝnh trÔ nhãm gi÷a ®Æc tÝnh thùc tÕ cña c¸c bé läc vµ ®Æc tÝnh thiÕt kÕ. MÆt kh¸c, sù truyÒn dÉn nhiÒu tia trong hÖ thèng th«ng tin sè dung l−îng cao còng g©y nªn hiÖn t−îng pha ®inh chän läc ®a ®−êng theo tÇn sè. Do ®ã hµm truyÒn tæng céng cña hÖ thèng d−íi t¸c ®éng cña pha-®inh lùa chän theo tÇn sè còng bÞ sai lÖch so víi hµm truyÒn lý t−ëng, tøc lµ bÞ mÐo tuyÕn tÝnh. MÐo tuyÕn tÝnh g©y bëi pha ®inh ®a ®−êng chän läc theo tÇn sè lµ rÊt trÇm träng, thËm chÝ nã cã thÓ g©y gi¸n ®o¹n liªn l¹c. C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 14 b. §Æc ®iÓm nhËn d¹ng mÐo tuyÕn tÝnh. §Ó nh¹n d¹ng ISI g©y ra do mÐo tuyÕn tÝnh hay kh«ng ng−êi ta dùa vµo biÓu ®å chßm sao tÝn hiÖu thu. Ta lÊy vÝ dô ®èi víi hÖ thèng 64QAM truyÒn tai 140Mb/s. Do ¶nh h−ëng cña mÐo tuyÕn tÝnh, constellation cña c¸c tÝn hiÖu thu kh«ng cßn lµ M ®iÓm n÷a lµ mét tËp hîp c¸c côm ®iÓm n»m t−¬ng ®èi ®èi xøng xung quanh ®iÓm lý t−ëng. Víi viÖc tån t¹i c¸c côm ®iÓm tÝn hiÖu trªn constellation cña c¸c tÝn hiÖu thu lµ mét dÊu hiÖu ®Ó nhËn biÕt lµ cã mÐo tuyÕn tÝnh t¸c ®éng. DiÖn tÝch c¸c côm ®iÓm cµng lín nÕu mÐo cµng lín, nh−ng diÖn tÝch c¸c côm ®iÓm nµy kh«ng phô thuéc vµo biªn ®é cña tÝn hiÖu. c. ¶nh h−ëng cña mÐo tuyÕn tÝnh. Ta cã hµm truyÒn tæng céng cña hÖ thèng khi cã mÐo tuyÕn tÝnh sÏ cã d¹ng: H(f)=C(f).M(f). (2.1) Trong ®ã C(f) lµ tÝch cña c¸c hµm truyÒn cña bé läc ph¸t vµ bé läc thu vµ M(f) lµ hµm truyÒn cña m«i tr−êng. H2. Constellation cña mét hÖ thèng 64QAM truyÒn t¶i 140Mb/s khi cã mÐo tuyÕn tÝnh. C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 15 Nh− ta ®· biÕt,do thiÕt kÕ bé läc kh«ng hoµn h¶o nªn C(f) kh«ng cßn tho¶ m·n tiªu chuÈn Nyquist thø nhÊt n÷a, n÷a Ta lÊy vÝ dô mÐo tuyÕn tÝnh ®èi víi hÖ thèng M-QAM : NÕu kh«ng xÐt ®Õn t¹p ©m, th× tÝn hiÖu thu ®−îc t¹i ®Çu vµo m¹ch quyÕt ®Þnh cã thÓ biÓu diÔn nh− sau: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) k k k 0 0 k k k k 0 t a jb t kT h t a jb h t a jb h t kT ω δ+∞ =−∞ +∞ =−∞ ≠ = + − ∗ = + + + − ∑ ∑ (2.2) Ta cã thÓ biÓu diÔn h(t) d−íi d¹ng: h(t)=hc(t)+jhs(t) (2.3) T¹i thêi ®iÓm lÊy mÉu víi symbol thø 0 (t=0), ta cã: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )0 0 c s k k c sk k 0 t a jb h 0 jh 0 a jb h kT jh kTω +∞ =−∞ ≠ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤= + + + + +⎣ ⎦ ⎣ ⎦∑ Nh− vËy, ngoµi thµnh phÇn tÝn hiÖu h÷u Ých lµ ( ) ( )0 c 0 ca h 0 jb h 0+ , th× tÝn hiÖu sau lÊy mÉu cßn cã c¸c thµnh phÇn nhiÔu kh¸c tõ c¸c symbol (ak, bk) trong chuçi. C¸c thµnh phÇn t¸c ®éng nµy chÝnh lµ ISI vµ ®iÒu nµy lµm cho viÖc quyÕt ®Þnh nhÇm tÝn hiÖu ngay c¶ khi kh«ng cã t¹p ©m. Vµ do vËy, lµm t¨ng x¸c suÊt lçi thu c¸c symbol, lµm t¨ng tØ lÖ BER (H3). ChØ riªng t¸c ®éng cña pha ®inh ®a ®−êng chän läc theo tÇn sè còng ®· cã thÓ lµm cho hÖ thèng bÞ gi¸n ®o¹n liªn l¹c ngay c¶ khi kh«ng tÝnh ®Õn t¹p ©m nhiÖt. (2.4) H3. BER cña hÖ thèng 64-QAM khi cã mÐo tuyÕn tÝnh C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 16 H×nh 3 lµ ®−êng cong BER theo Eb/No cña mét sè hÖ thèng 64-QAM d−íi t¸c ®éng cña pha ®inh ®a ®−êng chän läc theo tÇn sè cã ®é s©u khe pha ®inh B kh¸c nhau, tÇn sè khe pha ®inh trïng víi tÇn sè khe sãng mang. Eb lµ n¨ng l−îng cña mét bit, No lµ mËt ®é phæ mét phÝa cña t¹p ©m Gao-x¬ tr¾ng chuÈn. ™ X¸c suÊt lçi cña hÖ thèng. L−îng mÐo tuyÕn tÝnh ®−îc x¸c ®Þnh qua sù sai lÖch gi÷a ®Æc tÝnh thùc tÕ cña hÖ thèng so víi ®Æc tÝnh ®−îc thiÕt kÕ. Sai lÖch nµy gåm cã sai lÖch vÒ ®Æc tÝnh biªn ®é-tÇn sè vµ ®Æc tÝnh trÔ nhãm, th−êng ®−îc m« t¶ th«ng qua c¸c hÖ sè mÐo bËc mét, bËc hai vµ c¸c tham sè m« t¶ sai sè gîn sãng trong b¨ng tÇn Nyquist. ViÖc ®¸nh gi¸ x¸c suÊt thu lçi cña hÖ thèng d−íi t¸c ®éng ®ång thêi cña mÐo tuyÕn tÝnh vµ t¹p ©m lµ hÕt søc phøc t¹p. Nã th−êng ®−îc ®¸nh gi¸ qua sù phô thuéc gi÷a l−îng thiÖt h¹i tû sè tÝn trªn t¹p ©m (SNRD–Signal to Noise Ratio Degradation) g©y bëi mÐo tuyÕn tÝnh t¹i mét gi¸ trÞ x¸c ®Þnh cña BER (th−êng lµ 10-6) vµ c¸c tham sè cña mÐo. Trong tr−êng hîp hÖ thèng cã phÇn thu gåm toµn c¸c khèi hoµn toµn tuyÕn tÝnh, x¸c suÊt lçi thu PE cña hÖ thèng tÝnh trung b×nh trªn toµn bé tËp tÝn hiÖu cã thÓ ®−îc tÝnh theo: ( ) ( ) ( ) 1 1 1 . i M E C i i i V P P p s p r s g p g dv = = − = − +∑ ∫ (2.5) Trong ®ã p(si) lµ x¸c suÊt tiªn nghiÖm cña tÝn hiÖu si, Vi lµ miÒn quyÕt ®Þnh cña tÝn hiÖu si cßn ( )ip r s g+ lµ hµm mËt ®é x¸c suÊt ®iÒu kiÖn cña tÝn hiÖu thu ®−îc, Pc lµ x¸c suÊt thu ®óng trung b×nh cña hÖ thèng. Trong tr−êng hîp t¹p ©m tr¾ng chuÈn céng tÝnh th× ( )ip r s g+ lµ hµm mËt ®é x¸c suÊt Gao-x¬, kú väng lµ si+g vµ ph−¬ng sai No. Mét trong nh÷ng t¸c ®éng cña mÐo tuyÕn tÝnh tæng céng lµ g©y gi¸n ®o¹n liªn l¹c, nguyªn nh©n chñ yÕu lµ do pha ®inh nhiÒu tia chän läc theo tÇn sè. ISI g©y bëi ®¬n thuÇn mÐo tuyÕn tÝnh cã thÓ gÇn ®óng rÊt tèt ®−îc b»ng mét biÕn ngÉu nhiªn Gauss hoÆc ®Òu, tuú theo gi¸ trÞ cña M. NÕu M cµng lín th× ph©n bè C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 17 cña ISI cµng cã xu h−íng tiÕn ®Õn gÇn ph©n bè chuÈn h¬n. Cã thÓ dÔ dµng thÊy ®−îc r»ng kú väng cña c¸c biÕn ISI øng víi tõng gi¸ trÞ cña symbol ®Òu b»ng kh«ng (gi¶ thiÕt lµ chuçi c¸c symbol ®−îc truyÒn ®i lµ chuçi c¸c biÕn ngÉu nhiªn ®éc lËp, cïng ph©n bè). Do tÝnh chÊt kú väng b»ng kh«ng nªn trªn kh«ng gian tÝn hiÖu thu, c¸c côm ®iÓm cã ®Æc tÝnh lµ t−¬ng ®èi ®èi xøng xung quanh gi¸ trÞ lý t−ëng cña tÝn hiÖu trªn constellation. ViÖc tån t¹i c¸c côm ®iÓm trªn constellation cña tÝn hiÖu thu lµ dÊu hiÖu ch¾c ch¾n cho thÊy cã ISI g©y bëi mÐo tÝn hiÖu. Côm ®iÓm cµng réng mÐo tuyÕn tÝnh cµng lín, tøc lµ ph−¬ng sai ISI cµng lín. V× vËy, ta cã mét mèi liªn hÖ gi÷a l−îng mÐo tuyÕn tÝnh tæng céng víi ph−¬ng sai ISI. Do mÐo tuyÕn tÝnh kh¸ phøc t¹p, nªn viÖc x¸c ®Þnh c¸c tham sè liªn quan tíi mÐo tuyÕn tÝnh tæng céng cña hÖ thèng lµ khã. §Æc biÖt, lµ mÐo tuyÕn tÝnh ®−îc biÓu thÞ qua nhiÒu tham sè cïng cã ¶nh h−ëng vµ kh«ng thÓ bá qua ®èi víi ph−¬ng sai cña ISI g©y bëi mÐo tuyÕn tÝnh. Do ®ã, viÖc biÓu diÔn t¸c ®éng cña mÐo tuyÕn tÝnh, ch¼ng h¹n nh− SNRD theo mét tËp nhiÒu tham sè lµ rÊt khã kh¨n vµ Ýt cã ý nghÜa øng dông. Trªn thùc tÕ, ta chØ cã thÓ x¸c ®Þnh mèi quan hÖ nµy th«ng qua ph−¬ng ph¸p m« pháng m¸y tÝnh. 1.2.2 MÐo phi tuyÕn. a. C¸c nguån g©y mÐo phi tuyÕn. TÝnh phi tuyÕn cña kªnh truyÒn cã thÓ g©y bëi c¸c nguyªn nh©n sau: - C¸c bé khuÕch ®¹i c«ng suÊt nhá vµ c¸c m¹ch trén tÇn - C¸c m¹ch ®iÖn trong hÖ thèng truyÒn dÉn - C¸c bé khuÕch ®¹i c«ng suÊt m¸y ph¸t (K§CS) cã c«ng xuÊt lín. ™ C¸c m¹ch khuÕch ®¹i c«ng suÊt nhá vµ c¸c m¹ch trén tÇn: nh×n chung lµ cã ®é phi tuyÕn kh«ng ®¸ng kÓ vµ cã thÓ bá qua. ™ C¸c m¹ch ®iÖn trong hÖ thèng truyÒn dÉn: th−êng g©y ra hai t¸c ®éng c¬ b¶n: + Lµm thay ®æi (më réng) phæ cña tÝn hiÖu: dÉn ®Õn thay ®æi can nhiÔu gi÷a c¸c kªnh v« tuyÕn l©n cËn trong mét tuyÕn truyÒn dÉn tÝn hiÖu sè C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 18 + Lµm thay ®æi tû lÖ lçi cña hÖ thèng: sù thay ®æi nµy lµ kh«ng gièng nhau ®èi víi c¸c hÖ thèng. §èi víi c¸c hÖ thèng cã ®−êng bao kh«ng ®æi (nh− ®iÒu chÕ PSK) t¸c ®éng cña tÝnh phi tuyÕn thùc tÕ lµ kh«ng qu¸ lín. §èi víi hÖ thèng cã ®−êng bao thay ®æi( nh− ®iÒu chÕ QAM) th× tû lÖ cña lçi bit BER t¨ng ®¸ng kÓ d−íi t¸c ®éng cña mÐo phi tuyÕn trªn kªnh. Do vËy viÖc ®¶m b¶o ®é tuyÕn tÝnh cao ®èi víi hÖ thèng ®iÒu chÕ M-QAM lµ hÕt søc quan träng. ™ MÐo phi tuyÕn g©y bëi c¸c bé (K§CS: khuÕch ®¹i c«ng suÊt): ®−îc thÓ hiÖn qua. + C«ng suÊt tÝn hiÖu lèi ra thÓ hiÖn kh«ng tuyÕn tÝnh víi c«ng suÊt tÝn hiÖu lèi vµo vµ ®−îc gäi lµ: biÕn ®iÖu biªn ®é-biªn ®é (AM/AM conversion), gäi t¾t lµ mÐo biªn ®é. + L−îng dÞch pha cña tÝn hiÖu lèi ra phô thuéc biªn ®é tÝn hiÖu lèi vµo ®−îc gäi lµ biÕn ®iÖu biªn ®é-pha (AM/PM conversion), gäi t¾t lµ mÐo pha. b. §Æc ®iÓm nhËn d¹ng mÐo phi tuyÕn. §èi víi hÖ thèng th«ng tin sè, c¸c bé K§CS lµ mét nguån g©y mÐo phi tuyÕn c¬ b¶n nªn ta sÏ t×m hiÓu ¶nh h−ëng cña mÐo phi tuyÕn g©y bëi bé K§CS. Ta cã thÓ nhËn thÊy mÐo phi tuyÕn mét c¸ch râ rÖt trªn biÓu ®å chßm sao cña tÝn hiÖu thu (h×nh vÏ 4). Khi cã mÐo phi tuyÕn, ISI xuÊt hiÖn trªn chßm sao tÝn hiÖu thu nh− M côm ®iÓm h×nh sao chæi víi ®iÓm trung b×nh dÞch khái vÞ trÝ lý t−ëng. Biªn ®é tÝn hiÖu cµng lín th× diÖn tÝch côm ®iÓm cµng t¨ng vµ dÞch chuyÓn khái vÞ trÝ lý t−ëng cµng xa. C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 19 c. ¶nh h−ëng cña mÐo phi tuyÕn. Tr−íc khi tÝn hiÖu ®−îc ph¸t ®i qua hÖ thèng ¨ng-ten th× tÝn hiÖu ph¶i ®−îc khuÕch ®¹i tíi mét l−îng c«ng suÊt nhÊt ®Þnh nhê c¸c bé khuÕch ®¹i c«ng suÊt. Bé khuÕch ®¹i c«ng suÊt ph¶i cã thÓ khuÕch ®¹i tuyÕn tÝnh c«ng suÊt tÝn hiÖu ®Ønh, nã cã thÓ lµ 6 tíi 7dB trªn c«ng suÊt trung b×nh víi hÖ thèng 16QAM vµ 7 tíi 8dB cho hÖ thèng 64QAM vµ 8 tíi 9dB cho hÖ thèng 256QAM. H4. Chßm sao tÝn hiÖu thu cña hÖ thèng 64-QAM truyÒn t¶i 140Mb/s khi cã mÐo phi tuyÕn. §iÒu chÕ Läc gi¶i Gi¶i ®iÒu ChÕ K§CS n(t) C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 20 §Æc tÝnh vµo-ra cña bé K§CS: ViÖc ®¸nh gi¸ x¸c suÊt lçi cña hÖ thèng d−íi t¸c ®éng cña mÐo phi tuyÕn g©y bëi bé K§CS lµ hÕt søc phøc t¹p. §Æc biÖt trong khi ph¶i xÐt tíi c¶ tÝnh cã nhí cña m¹ch khuÕch ®¹i. ™ Bé K§CS cã tÝnh cã nhí cña m¹ch khuÕch ®¹i. Lµ bé khuÕch ®¹i mµ ®é réng b¨ng cña bé läc ®íi (zone-filter) trªn bé ph¸t ®¸p lµ >1/Ts , víi Ts lµ thêi gian cña mét symbol. TÝnh cã nhí cña bé khuÕch ®¹i ®−îc ph¸t sinh do c¸c m¹ch läc ®Æt tr−íc hoÆc ®Æt sau bé khuÕch ®¹i. TÝnh cã nhí nµy thùc sù ®¸ng kÓ ®èi víi bé khuÕch ®¹i cña bé ph¸t ®¸p trªn vÖ tinh th«ng tin cßn trong c¸c hÖ thèng v« tuyÕn chuyÓn tiÕp mÆt ®Êt c¸c bé K§CS cã thÓ xem lµ kh«ng cã nhí. ViÖc tÝnh to¸n ®Õn t¸c ®éng cña c¶ t¹p ©m ®−êng lªn ®Õn t¹p ©m ®−êng xuèng cña mét tuyÕn vÖ tinh lµ hÕt søc phøc t¹p. §Æc biÖt lµ tÝnh ®Õn t¸c ®éng ®ång thêi cña mÐo lÉn t¹p ©m cho dï c¸c t¹p ©m ®−êng lªn vµ ®−êng xuèng cã thÓ lµm gÇn ®óng b»ng c¸c t¹p ©m céng tr¾ng chuÈn (AWGN), song sau khuÕch ®¹i phi tuyÕn cña bé ph¸t ®¸p th× ph©n bè cña t¹p ©m cña ®−êng lªn, tÝnh tíi ®Çu ra cña bé khuÕch ®¹i kh«ng cßn lµ ph©n bè chuÈn n÷a. ViÖc tÝnh to¸n cã thÓ bá qua t¸c ®éng cña t¹p ©m ®−êng lªn, do c«ng suÊt cña tr¹m mÆt ®Êt th−êng lín h¬n c«ng suÊt cña bé khuÕch ®¹i TWT ( Traveling wave tube: Bé K§CS dïng ®Ìn sãng ch¹y) trªn bé ph¸t ®¸p tíi 30-35 dB. ™ Bé khuÕch ®¹i c«ng xuÊt kh«ng cã tÝnh nhí cña m¹ch khuÕch ®¹i. y(t) x(t) Pout, ϕ P in ϕ PoutGΔ ΔΦ a, b, H5. Ký hiÖu bé K§CS vµ c¸c ®Æc tÝnh biªn ®é, pha C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 21 Lµ bé khuÕch ®¹i mµ ®é réng b¨ng cña chóng < 1/ Ts , vÝ dô ®èi víi c¸c hÖ thèng v« tuyÕn mÆt ®Êt dung l−îng lín sö dông ®iÒu chÕ M-QAM hoµn toµn cã thÓ xem ®−îc lµ phÇn tö phi tuyÕn kh«ng nhí, tøc lµ tÝn hiÖu lèi ra t¹i thêi ®iÓm nµo ®ã chØ phô thuéc vµo tÝn hiÖu lèi vµo t¹i chÝnh thêi ®iÓm ®ã. Còng cã nghÜa lµ c¸c ®Æc tÝnh biªn ®é vµ ®Æc tÝnh pha cña bé K§CS vµ cã thÓ xem nh− kh«ng thay ®æi theo tÇn sè trong suèt c¶ b¨ng tÇn cña tÝn hiÖu. §Æc tÝnh biªn ®é vµo ra th−êng m« t¶ quan hÖ gi÷a c«ng suÊt tÝn hiÖu lèi ra Pout vµ c«ng suÊt lèi vµo Pin, cßn ®Æc tÝnh pha m« t¶ quan hÖ gi÷a l−îng quay pha cña tÝn hiÖu lèi ra theo c«ng suÊt tÝn hiÖu lèi vµo. Nh− vËy, mÐo phi tuyÕn trong c¸c hÖ thèng v« tuyÕn chuyÓn tiÕp mÆt ®Êt sö dông ®iÒu chÕ M-QAM sÏ gåm cã hai yÕu tè: yÕu tè biªn ®é vµ yÕu tè pha. TÝn hiÖu cã c«ng suÊt lín h¬n ®−îc khuÕch ®¹i víi hÖ sè khuÕch ®¹i nhá h¬n vµ bÞ quay pha nhiÒu h¬n. T¸c ®éng c¬ b¶n mµ mÐo phi tuyÕn g©y ra do bé K§CS tíi hÖ thèng v« tuyÕn sö dông ®iÒu chÕ M-QAM cã thÓ tæng kÕt nh− sau: • T¸c ®éng tr¶i réng phæ vµ t¹p ©m phi tuyÕn Ta gi¶ sö tÝn hiÖu ®Çu vµo cña bé K§CS lµ x th× tÝn hiÖu ra sau bé K§CS sÏ lµ y. Do ®Æc tuyÕn biªn ®é cã d¹ng nh− h×nh vÏ (2.5b) cho nªn ta cã thÓ ph©n tÝch tÝn hiÖu ra theo tÝn hiÖu vµo theo c«ng thøc nh− sau: 2 31 2 3 ...y a x a x a x= + + + (2.6) Ta cã thÓ nhËn xÐt nh− sau: c¸c thµnh phÇn bËc ch½n trong tÝn hiÖu ra sÏ sinh ra c¸c thµnh phÇn s¶n phÈm xuyªn ®iÒu chÕ r¬i ra xa ngoµi b¨ng tÇn tÝn hiÖu. Do vËy c¸c thµnh phÇn bËc ch½n nµy kh«ng g©y h¹i ®Õn tÝn hiÖu. Nh− vËy trong thµnh phÇn cña tÝn hiÖu ra chØ cßn cã c¸c thµnh phÇn bËc lÎ. ChÝnh c¸c thµnh phÇn bËc lÎ nµy lµm cho phæ tÝn hiÖu bÞ më réng, vµ ®iÒu nµy sÏ lµm t¨ng nhiÔu kªnh l©n cËnh ®ång thêi lµm gi¶m tû sè tÝn hiÖu trªn nhiÔu S/N vµ lµm t¨ng tû sè lçi bÝt. Trong ®¸nh gi¸ t¸c ®éng cña mÐo phi tuyÕn g©y bëi bé K§CS, ng−êi ta ®−a ra mét th«ng sè ®ã lµ tû sè liªn ®iÒu chÕ bËc ba IMR3 (third order Inter Modulation Ratio), víi 1 3 PIMR3 =10lg P , trong ®ã P1, P3 t−¬ng øng lµ c«ng suÊt C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 22 cña c¸c thµnh phÇn s¶n phÈm bËc 1 vµ bËc 3. Khi gi¸ trÞ IMR3 = 40dB≥ th× ta cã thÓ bá qua mÐo phi tuyÕn g©y bëi bé K§CS. . H6. Sù më réng phæ tÝn hiÖu do mÐo phi tuyÕn. Phæ ®iÒu chÕ lÉn nhau gi÷a c¸c thµnh phÇn tÇn sè cña tÝn hiÖu khi ®i qua mét bé khuÕch ®¹i víi mÐo phi tuyÕn tíi bËc ba nh− thÕ th× cã thÓ më réng phæ tÝn hiÖu vµo qu·ng ba lÇn phæ cña tÝn hiÖu ban ®Çu (h×nh vÏ 6). Sù më réng phæ nh− thÕ cã thÓ g©y nhiÔu ®èi víi c¸c kªnh l©n cËn. §Ó lo¹i bá can nhiÔu nµy ®èi víi c¸c kªnh l©n cËn, ë ®Çu ra cña bé K§CS th−êng cã mét m¹ch läc phô cã nhiÖm vô gi÷ cho phæ tÝn hiÖu lèi ra m¸y ph¸t n»m d−íi mét mÆt n¹ x¸c ®Þnh. • Lµm dÞch chuyÓn vÞ trÝ c¸c ®iÓm tÝn hiÖu trªn mÆt ph¼ng pha Bé K§CS th−êng ®−îc ®Æc tr−ng bëi c¸c biÕn ®iÖu AM/AM vµ AM/PM. C¸c biÕn ®iÖu AM/AM vµ AM/PM dÉn ®Õn c¸c tÝn hiÖu QAM víi biªn ®é kh¸c nhau ®−îc khuÕch ®¹i víi c¸c hÖ sè khuÕch ®¹i kh¸c nhau vµ bÞ quay pha víi c¸c gãc quay pha kh¸c nhau, biªn ®é tÝn hiÖu cµng lín th× hÖ sè khuÕch ®¹i cµng nhá vµ quay pha cµng lín. Do vËy vÞ trÝ trung b×nh cña c¸c ®iÓm tÝn hiÖu trªn constellation cña tÝn hiÖu thu sÏ bÞ dÞch chuyÓn, kh«ng cßn ph©n bè trªn l−íi vu«ng gãc n÷a. TÝn hiÖu cã c«ng suÊt cµng lín th× cµng bÞ dÞch chuyÓn khái vÞ trÝ lý t−ëng nhiÒu h¬n. C¸c ®iÓm tÝn hiÖu bÞ dÞch chuyÓn gÇn l¹i biªn quyÕt ®Þnh h¬n vµ do ®ã x¸c suÊt lçi cña hÖ thèng cã thÓ t¨ng mét c¸ch nghiªm träng. C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 23 • T¸c ®éng g©y ISI phi tuyÕn Do hµm truyÒn tæng céng cña hÖ thèng ®−îc thiÕt kÕ ®Ó kh«ng cã ISI. Nh−ng khi bé K§CS, b¶n chÊt lµ phÇn tö phi tuyÕn, ®−îc ®Æt gi÷a c¸c bé läc ph¸t vµ läc thu nh− trªn h×nh vÏ (2.6) th× hµm truyÒn tæng céng cña hÖ thèng sÏ kh«ng cã d¹ng cosine n©ng n÷a. Nh− vËy sÏ xuÊt hiÖn ISI, vµ ISI g©y ra do bé K§CS nµy sÏ ®−îc gäi lµ ISI phi tuyÕn (t¹o ra do mÐo phi tuyÕn) ®Ó ph©n biÖt víi ISI g©y bëi c¸c mÐo tuyÕn tÝnh g©y bëi c¸c phÇn tö tuyÕn tÝnh trong hÖ thèng nh− c¸c m¹ch läc hay pha-®inh nhiÒu tia chän läc theo tÇn sè. D−íi t¸c ®éng cña bé K§CS, thay v× M ®iÓm tÝn hiÖu ph©n bè trªn l−íi vu«ng gãc, c¸c tÝn hiÖu thu xuÊt hiÖn d−íi d¹ng M côm ®iÓm trªn mÆt ph¼ng pha. TÝn hiÖu QAM cã c«ng suÊt cµng lín th× côm ®iÓm t−¬ng øng cµng réng (ISI ®èi víi nã cµng lín). VÞ trÝ trung b×nh cña tõng côm ®iÓm bÞ dÞch chuyÓn khái vÞ trÝ nguyªn gèc d−íi t¸c ®éng cña c¸c mÐo AM/AM vµ AM/PM. 1.3. Fading Fading lµ hiÖn t−îng sai l¹c tÝn hiÖu thu mét c¸ch bÊt th−êng x¶y ra ®èi víi c¸c hÖ thèng v« tuyÕn do t¸c ®éng cña m«i tr−êng truyÒn dÉn. ™ C¸c yÕu tè g©y ra Fading ®èi víi c¸c hÖ thèng v« tuyÕn mÆt ®Êt nh−: - Sù th¨ng gi¸ng cña tÇng ®iÖn ly ®èi víi hÖ thèng sãng ng¾n - Sù hÊp thô g©y bëi c¸c ph©n tö khÝ, h¬i n−íc, m−a, tuyÕt, s−¬ng mï…sù hÊp thô nµy phô thuéc vµo d¶i tÇn sè c«ng t¸c ®Æc biÖt lµ d¶i tÇn cao (>10Ghz). - Sù khóc x¹ g©y bëi sù kh«ng ®ång ®Òu cña mËt ®é kh«ng khÝ. - Sù ph¶n x¹ sãng tõ bÒ mÆt tr¸i ®Êt, ®Æc biÖt trong tr−êng hîp cã bÒ mÆt n−íc vµ sù ph¶n x¹ sãng tõ c¸c bÊt ®ång nhÊt trong khÝ quyÓn. §©y còng lµ mét yÕu tè dÉn ®Õn sù truyÒn lan ®a ®−êng. - Sù ph¶n x¹, t¸n x¹ vµ nhiÔu x¹ tõ c¸c ch−íng ng¹i trªn ®−êng truyÒn lan sãng ®iÖn tõ, g©y nªn hiÖn t−îng tr¶i trÔ vµ giao thoa sãng t¹i ®iÓm thu do tÝn hiÖu nhËn ®−îc lµ tæng cña rÊt nhiÒu tÝn hiÖu truyÒn theo nhiÒu ®−êng. HiÖn t−îng nµy ®Æc biÖt quan träng trong th«ng tin di ®éng. HÖ sè suy hao ®Æc tr−ng cho qu¸ tr×nh truyÒn sãng cã thÓ biÓu diÔn d−íi d¹ng: C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 24 a(t,f) = αfs.A(t,f). (2.7) Víi a(t,f) lµ hÖ sè suy hao sãng v« tuyÕn trong khÝ quyÓn, A(t,f) ®Æc tr−ng cho sù phô thuéc cña suy hao n¨ng l−îng sãng ®iÖn tõ vµo c¸c hiÖn t−îng khÝ quyÓn vµ ®−îc gäi lµ hÖ sè suy hao do pha ®inh, αfs lµ hÖ sè suy hao trong kh«ng gian tù do. ™ Ph©n lo¹i Fading: Cã 2 lo¹i : - Fading ph¼ng ( flat fade ). - Fading lùa chän tÇn sè ( Selective fade ) . a. Fading ph¼ng. Lµ Fading mµ suy hao phô thuéc vµo tÇn sè lµ kh«ng ®¸ng kÓ vµ hÇu nh− lµ h»ng sè víi toµn bé b¨ng tÇn hiÖu dông cña tÝn hiÖu. Fading ph¼ng th−êng x¶y ra ®èi víi c¸c hÖ thèng v« tuyÕn cã dung l−îng nhá vµ võa, do ®é réng b¨ng tÝn hiÖu kh¸ nhá nªn fading do truyÒn dÉn ®a ®−êng vµ do m−a gÇn nh− lµ xem kh«ng cã chän läc theo tÇn sè. • Fading ph¼ng do truyÒn dÉn ®a ®−êng: h×nh thµnh do ph¶n x¹ t¹i c¸c ch−íng ng¹i còng nh− sù thay ®æi cña ®é khóc x¹ cña khÝ quyÓn c−êng ®é tr−êng thu ®−îc ë ®Çu thu bÞ suy gi¶m vµ di chuyÓn trong qu¸ tr×nh truyÒn dÉn. Trong c¸c hÖ thèng chuyÓn tiÕp sè LOS (Line-Of-Sight), sù biÕn thiªn cña ®ä khóc x¹ lµ nguyªn nh©n chñ yÕu dÉn ®Õn hiÖn t−îng truyÒn dÉn ®a ®−êng mµ kÕt qu¶ cña nã lµ tæn hao Fading thay ®æi theo tÇn sè. Tuy nhiªn, hÖ thèng cã b¨ng tÝn hiÖu nhá nªn tÝn hiÖu suy hao fading ®a ®−êng lµ nhá nªn cã thÓ bá qua vµ fading ®a ®−êng ®−îc xem lµ fading ph¼ng. §èi víi fading ®a ®−êng, viÖc thùc hiÖn ®−îc ®¸nh gi¸ b»ng ®o c«ng suÊt tÝn hiÖu thu ®−îc t¹i mét tÇn sè trong b¨ng tÝn hiÖu. §Æc tr−ng thèng kª cña fading ph¼ng ®a ®−êng lµ ph©n bè thêi gian fading v−ît qu¸ mét møc nµo ®ã. • Fading ph¼ng do hÊp thô: Lµ hiÖn t−îng sãng ®iÖn tõ bÞ hÊp thô vµ bÞ t¸n x¹ do m−a, tuyÕt, s−ong mï…hay c¸c phÇn tö kh¸c tån t¹i trong m«i tr−êng truyÒn dÉn nªn c¸c tÝn hiÖu vµo ®Çu thu bÞ suy gi¶m. Nãi chung hiÖn t−îng fading nµy thay ®æi phô thuéc vµo thêi gian. C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 25 b. Fading ®a ®−êng lùa chän theo tÇn sè. Lµ hiÖn t−îng khi mµ sãng v« tuyÕn thu ®−îc h¬n 2 tia kh¸c nhau trªn cïng mét ®−êng truyÒn dÉn, sù truyÒn dÉn theo nhiÒu tia (®−êng) nh− thÕ sÏ g©y nªn mét l−îng tæn hao tÝn hiÖu phô thuéc vµo tÇn sè trong suèt ®é réng b¨ng tÝn hiÖu. §Æc tÝnh biªn ®é vµ pha cña sãng thu ®−îc lµ tæng hîp cña c¸c sãng tíi ®Çu thu. 1 c cf g a e b 0.001 0.01 0.1 10 100 3 6 12 18 3024 60 120180300 TÇn sè(GHz) H7. Suy hao sãng ®iÖn tõ trong khÝ quyÓn Suy hao do m−a a:100mm/Hr b:50mm/Hr c:10mm/Hr Suy hao do hÊp thô kh«ng khÝ. d:PhÇn tö khÝ quyÓn Oxygen e:H¬i n−íc Suy hao do s−¬ng mï f:2,3g/m g:0,32g/m. Suy hao(dB/km) Tia khóc x¹ Tia ph¶n x¹ TÇng t¸n x¹ Tia trùc tiÕp M¸y thu TÇng khóc x¹ M¸y ph¸t H8. Fadinh kÕt hîp C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 26 Ta cã: hµm truyÒn cña m«i tr−êng khi truyÒn dÉn nhiÒu tia: h(t) = ∑ = − N i ii t 1 )(. τδα (2.8) Với αi thể hiện tổn hao , iτ thể hiện giữ chậm truyền sóng theo tia thứ i. Vậy ta có hàm truyền của kênh truyền trên kênh fading nhiều tia là : H(f) =∑ = N i j i iie 1 . ωτα (2.9) Do sù phô thuéc vµo tÇn sè cña suy hao trong suèt ®é réng b¨ng tÇn tÝn hiÖu nªn mÐo tuyÕn tÝnh do fading chän läc theo tÇn sè sÏ g©y ra ISI vµ do ®ã sÏ lµm gi¶m chÊt l−îng cña hÖ thèng. ChØ riªng mÐo do fading ®a ®−êng m¹nh ®· cã thÓ t¹o ra ISI rÊt lín vµ g©y gi¸n ®o¹n liªn l¹c (BER>10-3), thËm chÝ trong tr−êng hîp kh«ng tÝnh ®Õn t¹p nhiÔu. Tia trùc tiÕp. Tia can nhiÔu(Ph¶n x¹ hoÆc khóc x¹) Tia thu ®−îc(Tæng hîp cña sãng trôc tiÕp vµ sãng ph¶n x¹) 121 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 τ : Thêi gian trÔ cña sãng trùc tiÕp can nhiÔu. Kªnh v« tuyÕn B¨ng tÇn truyÒn dÉn TÇn sè Tia thu C«ng suÊt(dB) τ1 H9a. §Æc tÝnh biªn ®é- TÇn sè fading C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 27 M« h×nh Rummler: Khi kªnh ®· ®−îc x¸c ®Þnh lµ truyÒn dÉn nhiÒu tia th× viÖc m« t¶ c¸c m« h×nh hµm truyÒn dÉn pha-®inh cña kªnh lµ mét viÖc rÊt quan träng, tõ ®ã ta míi cã thÓ ®−a ra c¸c biÖn ph¸p kh¾c phôc. Theo Rummler, ®¸p øng tÇn sè hay hµm truyÒn cña kªnh ®−îc biÓu diÔn d−íi d¹ng sau: ( ) 1 22 21 . .j f j fH f e eπ τ π τα β− −= + + Trong biÓu thøc trªn, sè h¹ng thø nhÊt m« t¶ mét tia sãng, th−êng ®−îc hiÓu lµ tia truyÒn trùc tiÕp vµ lµ tia tham chiÕu; sè h¹ng thø hai vµ thø ba m« t¶ hai tia bíi biªn ®é b»ng α vµ β lÇn biªn ®é tia tham chiÕu víi c¸c gi÷ chËm lµ 1τ vµ 2τ . Thùc tÕ, chóng ta chØ quan t©m tíi hµm truyÒn H(f) t¹i c¸c gi¸ trÞ tÇn sè xung quanh tÇn sè sãng mang fc. Do vËy, trong biÓu thøc tªn th× tÇn sè f cã thÓ ®−îc xem nh− lµ (f-fc). Theo Rummler th× mét trong hai tia m« t¶ b»ng c¸c sè h¹ng thø hai vµ thø ba trong biÓu thøc trªn ®−îc gi¶ thiÕt lµ rÊt gÇn víi tia trùc tiÕp. Tøc lµ 1.τB <<1, víi B lµ ®é réng b¨ng tÇn tÝn hiÖu. Khi ®ã c«ng thøc cã thÓ ®−îc viÕt d−íi d¹ng: ( ) 21 . j fH f e π τα β −= + + Gäi f0 lµ tÇn sè mµ t¹i ®ã m«-®un hµm truyÒn ®¹t cùc tiÓu lµ tÇn sè khe pha-®inh (notch frequency) vµ lÊy ®ã lµm ®iÓm tham chiÕu, khi ®ã hµm truyÒn cã thÓ ®−îc viÕt lµ: ( ) ( ) ( ) ( )021 . j f f j tH f a b e H f eπ τ ϕ− −⎡ ⎤= − =⎣ ⎦ Trong ®ã: 1a α= + vµ 1 b βα= − + . Theo m« h×nh Rummler th× a lµ mét l−îng tæn hao ph¼ng cña kªnh vµ biÓu thøc trong mãc vu«ng biÓu thÞ sù giao thoa gi÷a hai tia cã thêi gian gi÷ chËm t−¬ng ®èi τ g©y nªn t¹i mét cùc tiÓu cña m«-®un hµm truyÒn t¹i tÇn sè f0. Theo ®ã ta cã hµm suy hao A(f) (tÝnh theo dB) vµ hµm trÔ nhãm D(f) lµ ®¹o hµm cña ®Æc tÝnh pha cã d¹ng: ( ) ( )20logA f H f= − ; ( ) ( )1 2 d f D f dfπ Φ= C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 28 Trong ®ã gi¸ trÞ b×nh ph−¬ng biªn ®é vµ hµm trÔ nhãm cho bëi: ( ) ( )2 2 2 01 2 cos 2H f a b b f fπ τ⎡ ⎤= + − −⎣ ⎦ ( ) ( ) ( )( ) 0 2 0 . cos 21 2 1 2 cos 2 b f f bd f D f df b b f f τ π τ π π τ ⎡ ⎤− −Φ ⎣ ⎦= = + − − Tõ hµm truyÒn cña m« h×nh kªnh pha ®inh cña Rummler ta thÊy r»ng c¸c cùc tiÓu chän läc theo tÇn sè cña c«ng suÊt thu x¶y ra cïng víi c¸c cùc tiÓu hoÆc cùc ®¹i cña mÐo trÔ nhãm. H.9b. Hµm truyÒn cña kªnh theo m« h×nh Rummler. Cã thÓ nhËn thÊy r»ng khi ®em so s¸nh m« h×nh hµm truyÒn cña kªnh pha-®inh chän läc tÇn sè do Rummler (h×nh vÏ) víi hµm truyÒn ®· kh¶o s¸t trªn thùc tÕ, ta thÊy r»ng chóng rÊt khíp nhau. Tuy nhiªn, m« h×nh hµm truyÒn cña kªnh theo Rummler cßn cã qu¸ nhiÒu tham sè vµ ®Ó tr¸nh khã kh¨n nµy vµ còng v× lµ mét m« h×nh nªn tham sè gi÷ chËm τ cã thÓ lùa chän lµ mét sè cè ®Þnh mét c¸ch t−¬ng ®èi tuú ý víi ®iÒu kiÖn chu kú cña H(f) theo tÇn sè lµ t−¬ng ®èi ®ñ lín. Rummler ®· ®Ò xuÊt chän τ =0.63ns, b»ng nghÞch ®¶o cña s¸u lÇn ®é réng b¨ng tÇn tÝn hiÖu cña hÖ thèng ®· ®−îc quan tr¾c. Trªn thùc tÕ gi¸ trÞ τ =0.63ns nµy ®−îc sö dông rÊt nhiÒu. Bªn c¹nh gi¸ trÞ ®ã, ta cßn cã thÓ chän τ b»ng nghÞch ®¶o cña s¸u lÇn ®é réng b¨ng tÇn cña tÝn hiÖu ( 1 6B τ = ) do thùc tÕ ®o l−êng ®· cho thÊy r»ng víi gi¸ trÞ nµy th× ba tham sè cßn l¹i lµ a, b vµ f0 cã thÓ C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 29 lµm khíp rÊt tèt víi ph¶n øng cña kªnh. TÇn sè khe pha-®inh f0 cã ph©n bè ®Òu nh¶y bËc víi hµm mËt ®é x¸c suÊt phô thuéc vµo l−îng gi÷ chËm 0τ . Khi b < 1 th× pha-®inh ®−îc gäi lµ pha-®inh pha cùc tiÓu vµ khi 1b ≥ th× pha-®inh lµ pha- ®inh pha kh«ng cùc tiÓu. C¸c tham sè cña m« h×nh Rummler, ngo¹i trõ τ ®−îc chän cè ®Þnh, c¸c tham sè cßn l¹i ®Òu lµ c¸c biÕn ngÉu nhiªn vµ ph©n bè x¸c suÊt cña chóng ®−îc x¸c ®Þnh gÇn ®óng theo kinh nghiÖm. Víi pha-®inh pha cùc tiÓu, c¸c tham sè A1=-20loga (dB) biÓu thÞ mét l−îng tæn hao ph¼ng trªn toµn bé b¨ng tÇn cña tÝn hiÖu, cßn tham sè B1=-20log(1-b) (dB) biÓu thÞ ®é s©u khe pha-®inh t¹i tÇn sè khe pha-®inh f0. Víi tr−êng hîp pha-®inh pha kh«ng cùc tiÓu th× hµm truyÒn cña kªnh ®−îc viÕt l¹i d−íi d¹ng: ( ) ( )02 1j f fH f ab e b π τ− −⎛ ⎞= − −⎜ ⎟⎝ ⎠ C¸c tham sè t−¬ng øng lµ A2=-20logab (dB), B2= 120log 1 b ⎛ ⎞− −⎜ ⎟⎝ ⎠ . Trong ®ã B1 vµ B2 ®Òu cã ph©n bè mò víi kú väng MB=3.8dB; A1 vµ A2 cã ph©n bè chuÈn víi ®é lÖch qu©n ph−¬ng 5δ = dB vµ cã kú väng ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc thùc nghiÖm sau: 4 4 50024,6. 800A B B μ += + 1.4 ¶nh h−ëng cña sai lÖch pha sãng mang vµ sai lÖch tÝn hiÖu ®ång hå 1.4.1. ¶nh h−ëng cña sai lÖch pha sãng mang. §Ó xÐt ¶nh h−ëng cña sai lÖch pha sãng mang, ta gi¶ thuyÕt r»ng mäi khèi kh¸c trong hÖ th«ng ®Òu lý t−ëng. Tøc lµ trong tr−êng hîp gi¶ thuyÕt nµy sai lÖch ®ång hå 0=∧D vµ ®Æc tÝnh cña c¶ hÖ thèng th× hoµn toµn lý t−ëng. ThiÕt bÞ kh«i phôc song mang thu t¹o ra sãng mang )(tc ∧ sai lÖch vÒ pha ®èi víi sãng mang tíi mét gãc ∧θ . )2cos(2)( ∧∧∧ += θπ tftc c (2.10) Trong tr−êng hîp ®ã, tÝn hiÖu ra trªn c¸c nh¸nh ®ång pha vµ vu«ng pha cña bé gi¶i ®iÒu chÕ M-QAM cã d¹ng: C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 30 S1(t) = )()(*)(.sin.)(*).(.cos. 1 tnthkTtpBthTktpA cs k kc k sK +−+− ∧∞ −∞= ∞ −∞= ∧ ∑∑ θθ (2.11) Vµ S2(t) = )()(*)(.sin.)(*)(.cos. 2 tnthkTtpAthkTtpB cs k kcs k k +−−− ∧∞ −∞= ∧∞ −∞= ∑∑ θθ (2.12) Trong ®ã hc(t) lµ ph¶n øng xung t−¬ng ®−¬ng th«ng thÊp cña c¶ hÖ thèng tÝnh tõ ®Çu ra m¹ch ®iÒu chÕ tíi ®Çu vµo m¹ch lÊy mÉu vµ quyÕt ®Þnh. {Ak} vµ {Bk} lÇn l−ît lµ d·y c¸c gi¸ trÞ cña tÝn hiÖu ®iÒu chÕ luång ®ång pha vµ vu«ng pha, p(.) lµ hµm t¹o xung víi hÖ thèng M-QAM th× p(.) lµ hµm ®ång pha vµ xung kh«ng-vÒ-kh«ng NRZ (Non-Return to Zero), n1(t) vµ n2(t) lÇn l−ît lµ c¸c thµnh phÇn t¹p ©m t−¬ng hîp víi c¸c thµnh phÇn ®ång pha vµ vu«ng pha cña t×n hiÖu M-QAM thu ®−îc. T¹i thêi ®iÓm lÊy mÉu symbol thø 0 (k=0) lµ t=0, c¸c biÓu thøc trªn cã thÓ viÕt l¹i thµnh: 1001 )(.sin.')0(.sin.)(.cos.')0(.cos.)( nkTsBsBkTsAsAtS s k ks k k +−++−+= ∧∞ −∞= ∧∧∞ −∞= ∧ ∑∑ θθθθ (2.13) 2002 )(.sin.')0(.sin.)(.cos.')0(.cos.)( nkTsAsAkTsBsBtS s k ks k k +−−−−+= ∧∞ −∞= ∧∧∞ −∞= ∧ ∑∑ θθθθ (2.14) Trong ®ã s(t)=p(t-kTs)*hc(t) vµ dÊu ph¶y sau ký hiÖu ∑ cã nghÜa lµ tæng bá qua sè h¹ng k=0, n1, n2 lµ c¸c gi¸ trÞ cña c¸c thµnh phÇn t¹p ©m t−¬ng hîp ®ång pha vµ vu«ng pha t¹i thêi ®iÓm lÊy mÉu symbol thø 0. Theo biÓu thøc(2.13) vµ (2.14), v× ®Æc tÝnh cña hÖ thèng ®−îc gi¶ thuyÕt lµ lý t−ëng (tho¶ m·n tiªu chuÈn Nyquist thø nhÊt) nªn s(0)=1 vµ s(-kTs)=0 ( 0≠∀k ), do ®ã tÝn hiÖu lÊy mÉu symbol thø 0 cßn l¹i: S1(0)= 100 sin.cos. nBA ++ ∧∧ θθ (2.15) S2(0)= 200 sin.cos. nAB +− ∧∧ θθ (2.16) C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 31 Nh− vËy, do sai pha sãng mang, thµnh h÷u Ých sau lÊy mÉu so víi tr−êng hîp hoµn toµn lý t−ëng bÞ gi¶m ®é lín víi hÖ sè ∧θcos vµ cã xuyªn nhiÔu (crosstalk) gi÷a c¸c luång ®ång pha vµ vu«ng pha (thµnh phÇn ∧θsin.0B ) trong biÓu thøc (2.15) vµ thµnh phÇn ∧ −− θsin0A trong biÓu thøc (2.16)). C¸c sai lÖch nµy lµm t¨ng x¸c suÊt thu lçi cña hÖ thèng. Do t¸c ®éng cña t¹p nhiÔu, sai lÖch pha lµ mét qu¸ tr×nh ngÉu nhiªn )(t ∧θ . V× vËy, nãi c¸ch chÝnh x¸c th× khi nghiªn cøu cÇn ph¶i thÓ hiÖn sai lÖch sãng mang nh− mét qu¸ tr×nh ngÉu nhiªn vµ t¸c ®éng ®Õn viÖc quyÕt ®Þnh tÝn hiÖu trong gi¶i ®iÒu chÕ d−íi d¹ng mét biÕn ngÉu nhiªn ∧θ víi mét hµm mËt ®é x¸c suÊt nµo ®ã.[5,27,…]. 1.4.2. ¶nh h−ëng cña sai lÖch tÝn hiÖu ®ång hå. §Ó xÐt ¶nh h−ëng riªng cña tÝn hiÖu ®ång hå, ta gi¶ thiÕt mäi khèi kh¸c trong hÖ thèng lµ lý t−ëng. Tøc lµ trong trong tr−êng hîp nµy sai lÖch pha sãng mang 0=∧θ vµ ®Æc tÝnh cña c¶ hÖ thèng th× hoµn toµn lý t−ëng. TÝn hiÖu sau bé läc phèi hîp gi¶i ®iÒu chÕ ®èi víi hÖ thèng M-QAM khi ®ã sÏ cã d¹ng: -3.0 9.0 7.0 -7.0 -9.0 5.0 -5.0 -1.0 3.0 1.0 9.0 7.0 5.0 3.0 1.0 -7.0 -5.0 -1.0 -3.0 H10. Chßm sao tÝn hiÖu thu d−íi t¸c ®éng cña sai lÖch pha sãng mang 50 C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 32 S1(t)= )()(. 1 tnkTtsA s k k +−∑∞ ∞= (2.17) S2(t)= )()(. 2 tnkTtsB s k k +−∑∞ ∞= (2.18) ThiÕt bÞ kh«i phôc tÝn hiÖu ®ång hå t¹o ra tÝn hiÖu ®ång hå cã thÓ sai lÖch ®èi víi thêi ®iÓm lÊy mÉu lý t−ëng mét l−îng ∧∧ DD ( < Ts). Thêi ®iÓm lÊy mÉu ®èi víi symbol thø k khi ®ã ®−îc x¸c ®Þnh bëi tk = kTs + ∧ D . XÐt c¸c gi¸ trÞ (mÉu) cña tÝn hiÖu thø S1 vµ S2 t¹i thêi ®iÓm lÊy mÉu symbol thø 0 (t=t0=0.Ts+ ∧∧ = DD ) S1(t0)= 10 )(.')(. nkTDsADsA s k k +−+ ∧∞ ∞= ∧ ∑ (2.19) S2(t0)= 20 )(.')(. nkTDsBDsB s k k +−+ ∧∞ ∞= ∧ ∑ (2.20) Sè h¹ng ®Çu tiªn bªn vÕ ph¶i cña c¸c biÓu thøc (2.19) vµ (2.20) chÝnh lµ tÝn hiÖu h÷u Ých, sè h¹ng thø hai thÓ hiÖn ISI cßn sè h¹ng thø ba n1 vµ n2 lµ c¸c gi¸ rrÞ cña c¸c thµnh phÇn t¹p ©m t−¬ng hîp ®ång pha vµ vu«ng pha t¹i thêi ®iÓm lÊy mÉu symbol thø 0. NÕu m¹ch kh«i phôc tÝn hiÖu ®ång hå ho¹t ®éng hoµn toµn lý t−ëng (sai lÖch tÝn hiÖu ®ång hå 0=∧D ), th× 0)()(,1)0()( =−=−== ∧∧ ss kTsklTDssDs víi mäi 0≠k do ®Æc tÝnh hÖ thèng ®−îc gi¶ thuyÕt lµ lý t−ëng. C¸c sè h¹ng thø hai bªn vÕ ph¶i c¸c biÓu thøc (2.19) vµ (2.20) ®Òu b»ng 0, tøc lµ kh«ng tån t¹i ISI. NÕu sai lÖch tÝn hiÖu ®ång hå kh¸c kh«ng )0( ≠∧D th× 0)(,1)( ≠−≠ ∧∧ skTDsDs víi 0≠k . Do ®ã c¸c sè h¹ng hiÓn thÞ ISI trong (2.19)vµ (2.20) ®Òu kh¸c 0. Tøc lµ, ngay c¶ khi ®−êng truyÒn hoµn toµn lý t−ëng th× ISI vÉn tån t¹i vµ cã thÓ cã gi¸ trÞ rÊt lín nÕu cã sai lÖch tÝn hiÖu ®ång hå, dÉn ®Õn x¸c suÊt thu lçi cña hÖ thèng t¨ng. Sù t¹o thµnh ISI trong tr−êng hîp nh− thÕ, thu ®−îc qua m« pháng b»ng ch−¬ng tr×nh ASTRAS C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 33 H11a. Sù t¹o thµnh ISI do sai lÖch tÝn hiÖu ®ång hå H11b. Constenllation khi 0τ =3,3%Ts Sù t¹o thµnh ISI do sai lÖch tÝn hiÖu ®ång hå trong hÖ thèng 64-QAM. -3.0 9.0 7.0 -7.0 -9.0 5.0 -5.0 -1.0 3.0 1.0 9.0 7.0 5.0 3.0 1.0 -7.0 -5.0 -1.0 -3.0 C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 34 1.5. Can nhiÔu vµ c¸c t¸c ®éng kh¸c cña ®−êng truyÒn. 1.5.1. Can nhiÔu vµ c¸c nguån nhiÔu. Trªn mét kªnh truyÒn liªn tôc, c¸c tÝn hiÖu si(t) ®−îc ph¸t ®i tõ phÇn ph¸t(t−¬ng øng víi c¸c tin mi s¶n ra tõ nguån tin sè) chôi t¸c ®éng cña c¶ mÐo lÉn t¹p ©m vµ can nhiÔu, do cËy tÝn hiÖu nhËn ®−îc R(t) cã thÓ kh¸c rÊt nhiÒu so víi tÝn hiÖu ®· ®−îc ph¸t ®i, dÉn ®Õn viÖc ®¸nh gi¸ cña m¸y thu vÒ tÝn hiÖu cã thÓ bÞ sai. C¸c nguån nhiÔu cã tÇn sè trïng hoÆc kh¸c víi tÇn sè tÝn hiÖu h÷u Ých ®−îc m« t¶ b»ng c¸c tÝn hiÖu zi(t) víi phæ ®−îc x¸c ®Þnh nhê c¸c ®Æc tÝnh läc cña chÝnh hÖ thèng g©y nhiÔu ®ã Ti(f). C¸c nguån nhiÔu nµy cã thÓ ph¸t sinh tõ nhiÒu nguån kh¸c nhau nh−: nhiÔu vò trô, nhiÔu c«ng nghiÖp, nhiÔu tõ c¸c hÖ thèng truyÒn dÉn kh¸c, nhiÔu tõ c¸c kªnh l©n cËn trªn cïng mét tuyÕn, nhiÔu tõ kªnh sö dông cïng tÇn sè. Do c¸c t¸c ®éng läc nhiÔu vµ triÖt xuyªn ph©n cùc chÐo, c¸c nguån nhiÔu nµy ®−îc xem nh− t¸c ®éng tíi kªnh truyÒn chÝnh th«ng qua c¸c khèi tæn hao Ai. Kªnh truyÒn chÝnh h×nh thµnh tõ c¸c khèi thÓ hiÖn c¸c ®Æc tÝnh tÇn sè ph¸t T(f), phÇn thu R(f) vµ m«i tr−êng F(f). Trong ®ã ®Æc tÝnh ®−êng T(f) R(f) F(f) A0 A1 An TN(f) T1(f) T0(f) zn(t) C¸c tÝn hiÖu nhiÔu n(t) (t¹p ©m) z0(t) z1(t) s(t) fc fc ≈ f0 H12. M« h×nh kªnh liªn tôc víi ¶nh h−ëng cña c¸c tÝn hiÖu nhiÔu f1 fN C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 35 truyÒn dÉn F(f) cã thÓ cã nh÷ng ¶nh h−ëng ®Æc biÖt ®èi víi chÊt l−îng truyÒn dÉn. Ngoµi ra, do c¸c thiÕt bÞ cã ®Æc tÝnh kh«ng hoµn h¶o mét sè c¸c nhiÔu kh¸c nh− c¸c hµi cña nguån nu«i, c¸c s¶n phÈm xuyªn ®iÒu chÕ(intermodulation) do mÐo phi tuyÕn.., còng cã t¸c ®éng lµm gi¶m chÊt l−îng truyÒn dÉn. Trong sè c¸c lo¹i nhiÔu kÓ trªn, c¸c lo¹i can nhiÔu quan träng nhÊt cã thÓ kÓ ra lµ: can nhiÔu tõ c¸c kªnh l©n cËn, tõ c¸c kªnh cïng tÇn sè vµ c¸c s¶n phÈm xuyªn ®iÒu chÕ. §èi víi c¸c hÖ thèng kh«ng tr¶i phæ, c¸c tÇn sè sãng mang gi«ng nhau ®−îc sö dông t¹i c¸c tÕ bµo c¸ch ®ñ xa nhau. Víi hÖ thèng cã ¸p dông kü thuËt tr¶i phæ (thÝ dô nh− hÖ thèng ®a truy nhËp theo m· CDMA- code division multiple access), c¸c tÕ bµo c¹nh nhau cã thÓ sö dông cïng mét tÇn sè sãng mang. HÖ qu¶ lµ c¸c kªnh c«ng t¸c trªn cïng mét tÇn sè nh− thÕ cã thÓ g©y nhiÔu lÉn nhau. 1.5.2. T¸c ®éng kh¸c cña ®−êng truyÒn Kªnh truyÒn cã ®Æc tÝnh phøc t¹p gÆp ph¶i ®èi víi c¸c hÖ thèng truyÒn dÉn sè lµ kªnh truyÒn trong hÖ thèng th«ng tin di ®éng. Nguyªn nh©n lµ do sù thay ®æi rÊt ngÉu nhiªn cña kªnh theo thêi gian ®ã lµ sù di ®éng cña c¸c m¸y cÇm tay hay cßn gäi lµ c¸c tr¹m di ®éng(MS: Mobile Station). HiÖu øng Doppler: §ã lµ sù thay ®æi tÇn sè cña tÝn hiÖu thu ®−îc so víi tÝn hiÖu ®· ph¸t ®i, g©y bëi chuyÓn ®éng t−¬ng gi÷a m¸y ph¸t vµ m¸y thu trong qu¸ tr×nh truyÒn sãng. Gi¶ sö mét sãng mang kh«ng bÞ ®iÒu chÕ cã tÇn sè fc ®−îc ph¸t tíi mét m¸y thu ®ang di ®éng víi vËn tèc v. T¹i m¸y thu, tÇn sè cña tÝn hiÖu nhËn ®−îc theo tia sãng thø i sÏ lµ f=fc+fm.cos iα , trong ®ã iα lµ gãc tíi cña tia sãng thø i so víi h−íng chuyÓn ®éng cña m¸y thu, fm lµ l−îng dÞch tÇn Doppler, fm+v.fc/c, víi c lµ vËn tèc cña ¸nh s¸ng. Nh− vËy, chØ trong tr−êng hîp m¸y thu ®øng yªn so víi m¸y ph¸t (v=0), hoÆc m¸y thu ®ang chuyÓn ®éng vu«ng gãc víi gãc tíi cña tÝn hiÖu (cos iα =0) th× tÇn sè tÝn hiÖu thu míi kh«ng bÞ thay ®æi so víi tÇn sè tÝn hiÖu ph¸t. HiÖu øng Doppler x¶y ra m¹nh nhÊt khi m¸y thu di ®éng theo ph−¬ng cña tia sãng tíi (cos 1±=iα ). §iÒu nµy th−êng x¶y ra trong th«ng tin di ®éng khi m¸y thu ®Æt trªn xe di chuyÓn trªn c¸c xa lé, cßn c¸c ¨ng-ten tr¹m ph¸t th× ®−îc bè trÝ däc theo xa lé. C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 36 PhÇn 3: m« pháng b»ng phÇn mÒm ASTRAS VÝ dô 1: Mét hÖ thèng vi ba sè 64 – QAM, Tèc ®é 140Mb/s cã hÖ sè uÊn läc cña c¸c bé läc c¨n bËc hai cosine n©ng ph¸t vµ thu lµ 0.35, kh«ng cã san b»ng thÝch nghi ATDE, víi ®é s©u khe phe pha - ®inh lµ 3.8 dB, tÇn sè khe pha - ®inh trïng víi tÇn sè sãng mang NhËp th«ng sè cho c¸c khèi trong gãi phÇn mÒm ASTRAS: Khèi nguån Symbol: + Symbol source - Tèc ®é sè liÖu (bit rate): 140.e6_ ( 140Mb/s) - Sè møc (number of level): 64_ Khèi ®iÒu chÕ: + Modulators/QAM - Sè møc (number of level): 64_ Khèi läc ph¸t: + M¹ch söa x/sinx: - Linear block/Predefined Miscellaneous/(x/sinx) corrector - §é lÖc ®iÒu h−ëng (mistuning): 0_ + M¹ch Cosine t¨ng: - Linear block/Predefined Miscellaneous/Rqst(raised cosine) - HÖ sè uèn läc (Roll of Factor): 0.35_ - §é lÖch ®iÒu h−ëng (mistuning): 0_ Khèi pha ®inh: + Linear block/Predefined Miscellaneous/ Rummler model - TÇn sè khe pha ®inh (notch frequency):0_ - §é s©u khe (notch depth [dB]): 3.8_ Khèi T¹p ©m: + Sources of disturbances/noise Regenerator/featured by power - C«ng xuÊt (power): 1_ C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 37 Khèi läc thu: + Linear block/Predefined Miscellaneous/Rqst(raised cosine) - HÖ sè uèn läc (Roll of Factor): 0.35_ - §é lÖch ®iÒu h−ëng (mistuning): 0_ Khèi gi¶i ®iÒu chÕ: + Modulators/QAM - Sè møc (number of level): 64_ Khèi AGC: + Regenerators/ AGC - T¨ng Ých phô (additional gain [dB]: 0_ - Lo¹i AGC (type): 1_ Khèi kh«i phôc sãng mang + Regenerators/ Carrier Regenerator - Quay pha phô (additional phase shifft [deg]: 0_ - Lo¹i kh«i phôc sãng mang (type): 1_ Khèi kh«i phôc ®ång hå: + Regenerators/ Clock Regenerator -Lo¹i kh«i phôc tÝn hiÖu ®ång hå (type): 1_ KÕt qu¶ m« pháng: H.13. M¹ch söa x/sinx C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 38 H.14. Bé läc xÊp xØ läc c¨n hai cosine n©ng H.15. §Æc tÝnh pha - ®inh nhiÒu tia C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 39 H.16. Ph¶n øng xung cña toµn hÖ thèng khi kh«ng cã ATDE H.17. MÉu m¾t cña hÖ thèng khi kh«ng cã ATDE C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 40 H.18. Constellation cña tÝn hiÖu, tÇn sè khe pha ®inh trïng tÇn sè sãng mang, kh«ng cã ATDE H.19. §−êng cong BER C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 41 VÝ dô2: Mét hÖ thèng vi ba sè 64 – QAM, Tèc ®é 140Mb/s cã hÖ sè uèn läc cña c¸c bé läc c¨n bËc hai cosine n©ng ph¸t vµ thu lµ 0.35, kh«ng cã san b»ng thÝch nghi ATDE. H·y x¸c ®Þnh SNRD tÝnh t¹i BER = 10-6 g©y bëi tr−êng hîp sau: a. Cã sai lÖch pha sãng mang 30 KÕt qu¶ m« pháng: H.20. M¹ch söa x/sinx H.21. Bé läc xÊp xØ läc c¨n hai cosine n©ng C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 42 H.23. Ph¶n øng xung cña toµn hÖ thèng khi cã sai pha sãng mang 30, kh«ng cã ATDE H.22. M« h×nh Rummler-modell C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 43 H.24. MÉu m¾t cña hÖ thèng khi cã sai pha sãng mang 30, kh«ng cã ATDE H.25. Constellation cña tÝn hiÖu khi cã sai pha sãng mang 30, kh«ng cã ATDE C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 44 VÝ dô3: §¸nh gi¸ ¶nh h−ëng cña CCI(nhiÔu ®ång kªnh) trong hÖ thèng ViBa sè truyÒn hai luång E4 trªn ph©n cùc V vµ H cïng sö dông ®iÒu chÕ 64QAM. HÖ sè uèn läc lµ 0,35 cho c¶ hai luång. XPIC cã XPD lµ 20 dB. Cã pha ®inh víi ®é s©u khe pha-dinh lµ 3,8 dB, tÇn sè khe pha dinh trïng víi tÇn sè sãng mang. KÕt qu¶ m« pháng: H.26. §−êng cong BER víi ¶nh h−ëng cña sai pha sãng mang 30, kh«ng cã ATDE H.27. M¹ch söa x/sinx khèi läc ph¸t C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 45 H.28. Bé läc xÊp xØ läc c¨n hai cosine n©ng H.29. M« h×nh Rummler C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 46 H.30. §Æc tÝnh cña ATDE H.31. Phæ cña nhiÔu ®ång kªnh C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 47 H.32. Ph¶n øng xung cña toµn hÖ thèng H.33. MÉu m¾t cña toµn hÖ thèng C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 48 H.34. Constellation cña tÝn hiÖu H.35. §−êng cong BER C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 49 VÝ dô 4: Trong mét hÖ thèng 64QAM truyÒn t¶i luång E4. HÖ sè uèn läc 0,35 cã pha dinh ®a ®−êng víi ®é s©u khe pha dinh lµ 3,8 dB, tÇn sè khe pha dih trïng víi tÇn sã sãng mang cã tÝnh ®Õn t¸c ®éng sau: Cã can nhiÔu tõ kªnh l©n cËn cïng mét ph©n cùc sãng, kho¶ng c¸ch gi−òa c¸c sãng mang lµ 29,65 MHz, hÖ sè uèn läc lµ 0,35. C¸c th«ng sè cña hÖ thèng: Khèi nguån Symbol: + Symbol source - Tèc ®é sè liÖu (bit rate): 140e6_ ( 140Mb/s) - Sè møc (number of level): 64_ Khèi ®iÒu chÕ: + Modulators/QAM - Sè møc (number of level): 64_ Khèi läc ph¸t: + M¹ch söa x/sinx: - Linear block/Predefined Miscellaneous/(x/sinx) corrector - §é lÖc ®iÒu h−ëng (mistuning): 0_ + M¹ch Cosine t¨ng: - Linear block/Predefined Miscellaneous/Rqst(raised cosine) - HÖ sè uèn läc (Roll of Factor): 0.35_ - §é lÖch ®iÒu h−ëng (mistuning): 0_ Khèi pha ®inh: + Linear block/Predefined Miscellaneous/ Rummler model - TÇn sè khe pha ®inh (notch frequency):0_ - §é s©u khe (notch depth [dB]): 3.8_ Khèi läc thu: + Linear block/Predefined Miscellaneous/Rqst(raised cosine) - HÖ sè uèn läc (Roll of Factor): 0.35_ - §é lÖch ®iÒu h−ëng (mistuning): 0_ C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 50 Khèi gi¶i ®iÒu chÕ: + Modulators/QAM - Sè møc (number of level): 64_ Khèi AGC: + Regenerators/ AGC - T¨ng Ých phô (additional gain [dB]: 0_ - Lo¹i AGC (type): 1_ Khèi kh«i phôc sãng mang + Regenerators/ Carrier Regenerator - Quay pha phô (additional phase shifft [deg]: 0_ - Lo¹i kh«i phôc sãng mang (type): 1_ Khèi kh«i phôc ®ång hå: + Regenerators/ Clock Regenerator -Lo¹i kh«i phôc tÝn hiÖu ®ång hå (type): 1_ Khèi ATDE: + Regenerators/ Equalizer/Time domain -Sè m¾t (nember of taps): 7 Kªnh l©n cËn g©y nhiÔu: Khèi nguån symbol g©y nhiÔu: + Symbol Source - Tèc ®é sè liÖu(bitrate): 140e6_ (140e6Mb/s) - Sè møc(number of level): 64_ Khèi ®iÒu chÕ nhiÔu: + Source of dÝsturbances/disturbance modulator/QAM - Sè møccña kªnh bÞ g©y nhiÔu (number of levels): 64_ - Biªn ®é nhiÔu (amplitude): 0.1_(tiªu hao 20 dB) - LÖch vÒ tÇn sè (frequency dev. [Hz]):29.65e6_ Khèi läc ph¸t kªnh g©y nhiÔu: (xÊp xØ läc c¨n bËc hai cosine n©ng) + Linear block/Predefined Miscellaneous/Rqst(raised cosine) C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 51 - HÖ sè uèn läc (Roll of Factor): 0.35_ - §é lÖch ®iÒu h−ëng (mistuning): 0_ Khèi t¹p ©m: + Soureces of disturbances/noise generator/featured by power C«ng suÊt (power): 1_ (chuÈn ho¸) KÕt qu¶ m« pháng: H.36. M¹ch söa x /sinx H.37. Bé läc xÊp xØ läc c¨n hai cosine n©ng C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 52 H.38. Sai lÖch ®Æc tÝnh biªn ®é H.39. Sai lÖch ®Æc tÝnh gi÷ chËm nhãm C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 53 H.40. Bé läc xÊp xØ läc c¨n hai cosine n©ng H.41. §Æc tÝnh pha ®inh nhiÒu tia(m« h×nh Rummler) C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 54 H.42. §Æc tÝnh cña ATDE H.43. Phæ nhiÔu kªnh l©n cËn C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 55 H.45. MÉu m¾t cña hÖ thèng H.44. §¸p øng xung cña hÖ thèng C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 56 VÝ dô 5: Mét hÖ thèng vi ba sè 64 – QAM, Tèc ®é 140Mb/s cã hÖ sè uÊn läc cña c¸c bé läc c¨n bËc hai cosine n©ng ph¸t vµ thu lµ 0.35, kh«ng cã san b»ng thÝch nghi ATDE. H·y x¸c ®Þnh SNRD tÝnh t¹i BER = 10-6 g©y bëi tr−êng hîp sau: a. Cã sai lÖch ®ång hå H.46. Constellation cña tÝn hiÖu thu H.47. §−êng cong tØ lÖ lçi bit BER C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 57 KÕt qu¶ m« pháng: H.48. M¹ch söa x/sinx H.49. Bé läc xÊp xØ läc c¨n hai cosine n©ng C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 58 H.50. M« h×nh Rummler-modell H.51. Ph¶n øng xung cña toµn hÖ thèng C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 59 H.52. MÉu m¾t cña hÖ thèng H.53. Constellation cña tÝn hiÖu thu C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 60 VÝ dô 6: Mét hÖ thèng Viba sè 64QAM/140 Mb/s cã hÖ sè uèn läc cña c¸c bé läc c¨n bËc hai cosine n©ng ph¸t vµ thu lµ 0,35. H·y x¸c ®Þnh SNRD tÝnh t¹i BER=10-6 g©y bëi mÐo phi tuyÕn cña HPA cho trong file 267 víi BO=5dB. Peak- factor=1.23. Sè symbol dïng cho m« pháng lµ 20000. KÕt qu¶ m« pháng: H.54. §−êng cong BER H.55. MÉu m¾t cña hÖ thèng C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi hÖ thèng truyÒn dÉn sè. Sinh viªn: L−¬ng Xu©n Tr−êng_Bïi Xu©n Th−êng Líp : K40§VT 61 H.56. §−êng cong BER H.57. Constellation cña tÝn hiÖu thu