Ghép kênh phân tần (FDM)

a.FDM: (ghép kênh phân chia theo tần số) FDM là kỹ thuật ghép kênh truyền thống đối với thoại và các ứng dụng quảng bá. FDM thực hiện truyền đồng thời các tín hiệu khác nhau qua cùng một kênh băng rộng bằng cách sử dụng các sóng mang tần số khác nhau

FDM là kỹ thuật tương tự có thể được ứng dụng khi băng thông của liênkết lớn hơn băng thông kết hợp của các tín hiệu được truyền. Trong FDM,tín hiệu được sinh ra mỗi khi thiết bị gửi điều chế các tần số mang khácnhau. Các tín hiệu đã điều chế sau đó được kết hợp thành một tín hiệu đơncó thể truyền đi qua một link. Các tần số mang được phân chia theo băngthông sao cho phù hợp với tín hiệu đã điều chế. Băng thông được chia thànhcác kênh theo phạm vi (range) để qua đó các tín hiệu khác nhau có thể điqua. Các kênh phải được phân tách bởi các dải băng thông không bao giờđược sử dụng (gọi là dảibảo vệ - guard band) để ngăn cảnsự chồng lấp giữacác tín hiệu. Ngoài ra, các tần số mang không được làm nhiễu tần số dữ liệugốc. Nếu các điều kiện trên không được tôn trọng có thể dẫn đến các lỗitruyền dẫn nghiêm trọng.Hình 8.3 minh họa khái niệm FDM. Trong minh họa này, liên kết vật lýđược chia thành 3 phần, mỗi phần biểu diễnmột kênh.

Hình 8.3 Phương pháp ghépkênh FDM

Quá trình xử lý FDM:

Hình 8.4 minh họa về mặt thời gian kỹ thuật xử lý ghép kênh. FDM làmột quá trình xử lý tương tự mà chúng ta đã minh họa thông qua hệ thốngđiện thoại. Mỗi một điện thoại sinh ra một tín hiệu trong dải tần giống nhau.Trong bộ ghép kênh, các tín hiệu giống nhau được điều chế thành các tần sốmang khác nhau (f1,f2 vaf f3)

Sau đó các tín hiệu đã điều chế được kết hợpthành một tín hiệu hỗn hợp để truyền đi qua một liên kết có băng thông phùhợp.

Hinh 8.4

Hinh 8.5

Hình 8.4 Xử lý ghép kênh FDM theo thời gian

Hình 8.5 minh họa về mặt tần số khái niệm FDM (lưu ý rằng trong trườnghợp này trục hoành biểu diễn tần số chứ không phải biểu diễn thời gian, và tạimỗi thời điểm có 3 tần số tồn tại trong băng thông). Trong FDM, các tín hiệuđược điều chế thành các tần số mang riêng biệt (f1. f2. f3)

sử dụng kỹ thuậtđiều chế AM hoặc FM.

Hình 8.5 Xử lý ghép kênh FDM (biểu diễn theo tần số)

Cần lưu ý rằng, để sử dụng liên kết vật lý hiệu quả, chúng ta cần thêmbăng thông mở rộng (gọi là dải bảo vệ) đểphân tách các kênh.

Phân kênh

Bộ phân kênh sử dụng các bộ lọc để phân tích các tín hiệu đã được ghépkênh thành các tín hiệu đã cấu thành nó, sau đó các tín hiệu này được truyềntới bộ giải điều chế để thực hiện việc phân tách thành tín hiệu gửi và truyềntới các thiết bị nhận.Hình 8.6 minh họa về mặt thời gian kỹ thuật ghép kênh FDM, xem 3 điệnthoại như là các thiết bị truyền thông. Hình 8.7 minh họa về tần số kỹ thuậtghép kênh FDM.

Kỹ thuật ghép phân chia theo thời gian (TDM)

-TDM : là kỹ thuật ghép kênh thường được sử dụng trong truyền dẫn số. Trong đó các kênh có cùng tần số được truyền trên cùng một đường truyền nhưng mỗi kênh được phân chia những khoảng thời gian( gọi là time slot:khe thời gian) khác nhau khi truyền.

Ghép kênh phân thời là kỹ thuật xử lý số, có thể ứng dụng khi tốc độtruyền dữ liệu trung bình lớn hơn tốc độ truyền dữ liệu yêu cầu bởi thiết bịgửi và nhận. Trong trường hợp này, nhiều truyền dẫn phức tạp có thể chiếmlĩnh một liên kết vật lý bằng cách chia nhỏ chúng và chèn vào các khe khácnhau.Hình 8.10 minh họa khái niện TDM.

Hệ thống TDM truyền thống thường sử dụng các bit-xen kẽ hoặc xen kẽ nhiều byte đa công phối hợp

Cứ mỗi khoảng thời gian mỗi cổngI/ O riêng lẻ được gộp kênh lại.Trong khoảng thời gian đó mỗi cổngI/ O nhận biết đượcđâu là nơi phát đâu và đâu là nơi nhận, Điều kiện là thiết bị phát và thiết bị nhận phải cùng pha.

Hinh 8.6, 8,7 va 8.10

4.FDMA: Đa Truy nhập Chia theo Tần số

Trong truyền thông, FDMA là một kỹ thuật mà theo đó các nhóm người dùng (chẳng hạn như một số trạm mặt đất trong một hệ thống thông tin vệ tinh) được gán các tần số để sử dụng một kênh chung bằng cách dùng các kỹ thuật ghép kênh chia theo tần số (FDM). Việc gán các tần số có thể được tiến hành trên cơ sở cố định hoặc theo yêu cầu. Ghép kênh chia theo tần số là một quá trình trong đó hai hay nhiều tín hiệu có thể được phát trên một đường truyền băng rộng chung bằng cách sử dụng các phần khác nhau của băng tần cho mỗi tín hiệu. Tại đầu kia của đường truyền các tín hiệu được tách riêng và được nhận dạng nhờ các bộ lọc lựa chọn để giải ghép (tách kênh) cho chúng.

(TDMA)

Đa Truy nhập Chia theo Thời gian

Trong truyền thông, một kỹ thuật mà theo đó các nhóm người dùng (chẳng hạn như một số trạm mặt đất trong một hệ thống thống tin vệ tinh) được gán các khe thời gian để sử dụng một kênh chung bằng cách sử dụng các kỹ thuật ghép kênh chia theo thời gian TDM). Việc gán các tần số có thể được thực hiện trên cơ sở cố định hoặc theo yêu cầu.

Ghép kênh chia theo thời gian là phương pháp gán một kênh dung lượng cao cho nhiều cặp thu-phát. Thông tin từ mỗi người gửi được gán các khoảng thời gian trong kênh chính và các đoạn của các bản tin được chèn xen kẽ với các đoạn bản tin từ những người dùng khác tại đầu vào kênh. Các đoạn của bản tin được phân tách và các bản tin đầy đủ được tái cấu trúc tại đầu thu. Tất nhiên kỹ thuật này chỉ có thể được sử dụng cho các tín hiệu số. Các tín hiệu analog, chẳng hạn như thoại, phải được biến đổi sang dạng số bằng kỹ thuật điều xung mã (PCM) trước khi chúng có thể được gán khe thời gian.

•Trong chuẩn STDM, lưu lượng I/O sẽ đến bộ nhớ đệm của stat mux và sau đó được lưu vào 1 khung dữ liệu.Các đơn vị tiếp nhận loại bỏ những lưu lượng I/O từ các khung dữ liệu gộp chung.Bộ truyền đa thống kê thì lý tưởng cho việc truyền ko đồng bộ I/O dữ liệu khi chúng có thể tận dụng lợi thế thời gian chờ vốn có trong giao tiếp ko đồng bộ.Tuy nhiên,chúng cũng có thể đa truyền các giao thức bằng spoofing

•Nhược điểm lớn nhất của STDM là nó phân biệt giao thức I/O. Thành ra, một bộ truyền đa thống kê gặp khó khăn trong việc phân biệt để hỗ trợ giao thức I/O và các giao thức khác.

CDMA :Đa Truy nhập Chia theo Mã

Trong truyền thông, một kỹ thuật đa truy nhập mà theo đó, các nhóm người dùng có thể phát đi đồng thời, sử dụng cùng các băng tần như nhau. Các tín hiệu được mã hóa sao cho thông tin từ một máy phát cụ thể chỉ có thể được khôi phục bởi một máy thu thích hợp. Trong một số hệ thống thông tin, CDMA được sử dụng như một phương pháp truy nhập cho phép các sóng mang từ các trạm khác nhau sử dụng cùng một thiết bị truyền dẫn do việc dùng một dải thông rộng hơn so với từng sóng mang riêng lẻ. Khi thu, mỗi sóng mang có thể được phân biệt với các sóng mang khác nhờ một mã điều chế đặc biệt, do vậy cho phép thu được các tín hiệu đã được chồng lên nhau từ gốc về mặt thời gian và tần số. Như vậy, nhiều cuộc truyền dẫn có thể xảy ra cùng một lúc trong phạm vi cùng một băng thông mà vẫn giảm được can nhiễu tương hỗ chỉ còn ở mức trực giao của các mã đơn nhất được dùng trong mỗi truyền dẫn. CDMA cho phép phân bố năng lượng đồng đều hơn trong mỗi băng thông bức xạ.

Trong thông tin cá nhân (PCS), nói nôm na là CDMA biến đổi tiếng nói của bạn thành một tín hiệu số, cộng thêm một địa chỉ (mã ID của đích đến mà bạn đang đàm thoại với) vào mỗi gói tiếng nói số, xáo trộn nó, rồi phát nó ra không trung. Số cuộc gọi trong cùng một lượng băng thông có thể tăng gấp 20 lần. Ngoài ra nó có thể vận chuyển thông tin số cùng với tiếng nói của bạn. Khi truyền dẫn chuyển từ anten này sang anten khác (trạm gốc hay tế bào này sang trạm gốc hay tế bào khác) thì trạm cũ kiểm tra xem trạm mới đã bắt bắt được bạn chưa trước khi nó ngắt kết nối.

5.ĐA TRUY CẬP TRONG THÔNG TIN VỆ TINH:

Có 3 phương thức đa truy cập đến vệ tinh

+Đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA):Băng thông cấp phát cho hệ thống: B Hz.Được chia thành N luồng phát đáp ® độ rộng mỗi luồng phát đáp: B/N (Hz).Tất cả các trạm mặt đất này phát tín hiệu cùng lúc, mã hoá theo cùng một cách.

Ưu điểm:Ít nhạy cảm với sự phân tán thời gian do truyền lan sóng, do đó không cần đồng bộ thời gian, ít trễ do không cần xử lí tín hiệu nhiều.

Nhược diểm: Mỗi sóng mang chỉ truyền được một kênh lưu lượng. Vì vậy nếu hệ thống cần truyền N kênh lưu lượng thì phải cần N sóng mang

+Đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA):TDMA là hệ thống trong đó các trạm mặt đất dùng chung bộ phát đáp trên cơ sở phân chia theo thời gian. Hệ thống TDMA định ra khung thời gian TDMA, Khung TDMA chia ra nhiều khe thời gian phân tương ứng cho mỗi trạm Mỗi một trạm phát sóng mang của nó trong khe thời gian trong khung thời gian .Mỗi một trạm thu chỉ lấy ra những thành phần sóng mang của nó trong khe thời gian phù hợp

-Ưu điểm: Tiết kiệm tần số hơn.

-Nhược điểm: Đòi hỏi vấn đề đồng bộ chính xác, xử lí tín hiệu phức tạp nên trễ lớn.

+Đa truy cập phân chia theo mã (CDMA):Cho phép nhiều user phát tin đồng thời Sử dụng toàn bộ băng thông dành cho hệ thống.Tín hiệu từ mỗi trạm được mã hoá theo một riêng sao cho bộ thu có thể tách riêng các bộ đó ra dù chúng trùng nhau về mặt tần số và thời gian

-Ưu điểm:Dung lượng cao hơn,Khả năng chống nhiễu tốt hơn,Bảo mật thông tin tốt hơn, dễ dàng áp dụng cho các hệ thống yêu cầu dung lượng kênh linh hoạt cho từng trạm.

-Nhược điểm:Đồng bộ phức tạp,xử lí tín hiệu phức tạp hơn

62.Điều chế số ASK và FSK:

a.ASK:(điều biên)

-Dùng 2 biên độ khác nhau của sóng mang để biểu diễn 0 và 1 (thông thường một biên độ bằng 0)

-Sử dụng một tần số sóng mang duy nhất

-Phương pháp này chỉ phù hợp trong truyền số liệu tốc độ thấp (~1200bps trên kênh truyền thoại)

-Tần số của tín hiệu sóng mang được dùng phụ thuộc vào chuẩn giao tiếp đang được sử dụng

-Kỹ thuật được dùng trong cáp quang

b.FSK: (điều tần)

-Sử dụng hai tần số sóng mang: tần số cao tương ứng mức 0,tần số thấp tương ứng mức1.

- Ít lỗi hơn so với ASK

- Được sử dụng truyền dữ liệu tốc độ 1200bps hay thấp hơn trên mạng điện thoại

-Có thể dùng tần số cao (3-30MHz) để truyền trên sóng radio hoặc cáp đồng trục

Dùng nhiều hơn 2 tần số.Băng thông được dùng hiệu quả hơn,Khả năng lỗi nhiều hơn,Mỗi phần tử tín hiệu biểu diễn nhiều hơn 1 bit dữ liệu

¬Dùng nhiều hơn 2 tần số

¬Băng thông được dùng hiệu quả hơn

¬Khả năng lỗi nhiều hơn

Mỗi phần tử tín hiệu biểu diễn nhiều hơn 1 bit dữ liệu

Điều pha (PSK):

¬Sử dụng một tần số sóng mang và thay đổi pha của sóng mang này

¬PSK vi phân (differential PSK) – thay đổi pha tương đối so với sóng trước đó (thay vì so với sóng tham chiếu cố định)

¬Cho phép mã hóa nhiều bit trên mỗi thay đổi tín hiệu sóng mang (Phase Amplitude Modulation)

¬Phương pháp này thường được dùng trong truyền dữ liệu ở tốc độ 2400bps (2 bits per phase change - CCITT V.26) hoặc 4800bps (3 bits encoding per phase change - CCITT V.27) hoặc 9600bps (4 bits encoding per phase/amplitude change)

¬Tổng quát cho mã hóa NRZ-L