I.Hiệu ứng Doppler : ........................................................................................................1

1.Tần số Doppler lớn nhất : ..........................................................................................2

2.Bề rộng độ ổn định về tần số của kênh .......................................................................2

3.Bề rộng độ ổn định về thời gian của kênh ..................................................................2

II.Biến đổi FFT : (BÀI 1) .................................................................................................2

1.Tìm và vẽ hàm truyền đạt từ đáp ứng xung ................................................................2

III.Hàm tự tương quan và tương quan chéo ......................................................................4

1.Tính các hệ số bộ lọc ZF. Cho h(t) .............................................................................4

2.Tính các hệ số bộ lọc MMSE .....................................................................................5

IV.Vấn đề OFDM ............................................................................................................6

1.Điều chế đơn sóng mang : .........................................................................................6

2.Điều chế đa sóng mang (FDM) : ................................................................................6

3.Chuyển qua dùng điều chế đa sóng mang trực giao(OFDM) : ....................................7

3.1. Tính y khi cho x cùng khoảng chống lỗi G .........................................................7

3.2.Tính x sau khi thu được y có khoảng chống lỗi G ...............................................7

3.3Tính tốc độ bit thông tin khi truyền có pilot .........................................................7

V.Hệ số tạp âm và nhiệt độ tạp âm trong hệ thống thông tin .........................................8

1.Hệ số tạp âm ..............................................................................................................8

2.Nhiệt độ tạp âm hiệu dụng .........................................................................................9

VI.Những cái chưa biết .................................................................................................. 11

I.Hiệu ứng Doppler :

Hiệu ứng Doppler gây ra hiệu ứng phổ tần số của tín hiệu thu được ở bên thu bị

lệch so với tần số trung tâm một khoảng, gọi là tần số Doppler. Hiệu ứng xuất hiện

khi có sự chuyển động tương đối giữa bên phát và bên thu.

Công thức :

1.Tần số Doppler lớn nhất :

𝑓𝐷𝑚𝑎𝑥 =𝑣

𝑐𝑓0

𝑣 : vận tốc tương đối giữa bên phát và bên thu

𝑐=3.108

𝑓0 : tần số trung tâm (tần số làm việc)

2.Bề rộng độ ổn định về tần số của kênh

(∆𝑓)𝐶 = 1𝜏𝑚𝑎𝑥

𝜏𝑚𝑎𝑥 : trễ truyền dẫn lớn nhất trên kênh

+) (∆𝑓)𝐶 >> B : kênh không phụ thuộc tần số

+) (∆𝑓)𝐶 << B : kênh phụ thuộc tần số

3.Bề rộng độ ổn định về thời gian của kênh

(∆𝑡)𝐶 = 12𝑓𝐷𝑚𝑎𝑥

+) (∆𝑡)𝐶 >> TS : kênh không phụ thuộc thời gian

+) (∆𝑡)𝐶 << TS : kênh phụ thuộc thời gian

Trong đó : TS : độ dài một mẫu tín hiệu của hệ thống

Đối với điều chế đơn sóng mang : TS = 1/B

Đối với điều chế đa sóng mang (FDM) : TS = NC/B

NC =2L+1: số kênh

II.Biến đổi FFT : (BÀI 1)

𝑋𝑘(𝑓) = 𝑥𝑛 . 𝑒−2𝜋𝑖𝑘 𝑛 𝑁

𝑁−1

𝑛=0

1.Tìm và vẽ hàm truyền đạt từ đáp ứng xung

Cho độ phân giải tần số bằng B/7 h phải có 8 số hạng

*) Ví dụ

Cho 𝑕 𝜏 = [.8 .3 .4 .1 0 0 0 0 ]

N=8;

𝐻𝑘(𝑓) = 𝑕𝑛 . 𝑒−2𝜋𝑖𝑘 𝑛 8

7

𝑛=0

Tính bằng máy :

0.8 + 0.3.e-k.iπ/4

+ 0.4.e-k.iπ/2

+ 0.1.e-k.i3π/4

+ 0 thay dần k = 0÷ 7

H0 = h0.e0 +h1.e

1 +…=0.8 + 0.3 + 0.4 + 0.1 = 1.6

H1 = h0.e0 + h1.e

-2πi/8 + h2.e

-4πi/8 + h3e

-6πi/8 +…=

= 0.8 + 0.3.e-iπ/4

+ 0.4.e-iπ/2

+ 0.1.e-i3π/4

+ 0 =

= 0.8 + 0.3( 2

2− 𝑖.

2

2 ) + 0.4(-i) + 0.1(−

2

2− 𝑖.

2

2 )

= 0.9414 -0.6828i

H2 = h0.e0 + h1.e

-4πi/8 + h2.e

-8πi/8 + h3e

-12πi/8 +…=

= 0.8 + 0.3.e-iπ/2

+ 0.4.e-iπ

+ 0.1.e-i3π/2

+ 0 =

= 0.8 – 0.3i – 0.4 + 0.1i =

= 0.4 – 0.2i

H3 = 0.8 + 0.3.e-3iπ/4

+ 0.4.e-3iπ/2

+ 0.1.e-i9π/4

+ 0 =

= 0.8 + 0.3(− 2

2− 𝑖.

2

2 ) + 0.4i + 0.1(

2

2− 𝑖.

2

2 ) =

= 0.6586 + 0.11716i

H4 = 0.8 + 0.3.e-iπ

+ 0.4.e-i2π

+ 0.1.e-i3π

+ 0 =

= 0.8 – 0.3 +0.4 – 0.1= 0.8

H5 = 0.8 + 0.3.e-i5π/4

+ 0.4.e-i5π/2

+ 0.1.e-i15π/4

+ 0 = bấm máy

= 0.6586 – 0.1172i

H6 = 0.4 + 0.2i

H7 = 0.9414 + 0.6828i

H(f) = [1.6 0.9414-0.6828i 0.4–0.2i 0.6586+0.11716i 0.8 0.6586–

0.1172i 0.4+0.2i 0.9414+0.6828]

III.Hàm tự tương quan và tương quan chéo

𝜑𝑥𝑥 𝜏 = 𝐸[𝑥 𝑡 . 𝑥∗(𝑡 + 𝜏)]

𝜑𝑥𝑥 𝑛 = 𝑥 𝑚 . 𝑥∗(𝑚 − 𝑛)

+∞

𝑚=−∞

Hàm tương quan chéo :

𝜑𝑥𝑦 𝑛 = 𝑥 𝑚 . 𝑦∗(𝑚 − 𝑛)

+∞

𝑚=−∞

Tích chập : tính y(t)=x(t)*h(t)

𝑦 𝑚 = 𝑥 𝑚 . 𝑕(𝑛 − 𝑚)

+∞

𝑚=−∞

1.Tính các hệ số bộ lọc ZF. Cho h(t)

Các hệ số bộ lọc là các hệ số của ma trận c : 2N+1

Các hệ số của đáp ứng h : 4N+1

Tìm c : là ma trận trung tâm của |h-1

lập ra ma trận |h tìm ma trận

nghịch đảo |h-1

lấy ma trận trung tâm làm ma trận hệ số bộ lọc c

Tạo ma trận |𝑕 =

𝑕(0) 𝑕(−1) …𝑕(−2𝑁)

𝑕(1) 𝑕(0) …𝑕(−2𝑁 − 1)𝑕(2𝑁) 𝑕(2𝑁 − 1) …𝑕(0)

*)Ví dụ :

cho h(t)= [-.2 .9 .3]

Tìm các hệ số bộ lọc ZF với ít nhất 3 hệ số.

Giải :

Bộ lọc với ít nhất 3 hệ số 2N+1 = 3

Đáp ứng h phải có : 4N+1=5 hệ số

h = [h(-2) h(-1) h(0) h(1) h(2)]

h(t) = [0 -.2 .9 .3 0]

lập ra ma trận |h = . 9 −.2 0. 3 . 9 −.20 . 3 . 9

Ma trận nghịch đảo |h-1

= 1

det [|𝑕 ]𝐶𝑡

2.Tính các hệ số bộ lọc MMSE

Tìm ma trận tự tương quan :

𝑅𝑦𝑦 =

𝑅𝑦𝑦 (0) 𝑅𝑦𝑦 (1) …𝑅𝑦𝑦 (2𝑁)

𝑅𝑦𝑦 (−1) 𝑅𝑦𝑦 (0) …𝑅𝑦𝑦 (2𝑁 − 1)

𝑅𝑦𝑦 (−2𝑁) 𝑅𝑦𝑦 (−2𝑁 + 1) 𝑅𝑦𝑦 (0)

𝑅𝑦𝑥 =

𝑅𝑦𝑥 (−𝑁)

𝑅𝑦𝑥 (𝑁)

Ma trận hệ số bộ lọc : 𝑐 = 𝑅𝑦𝑦 −1 .𝑅𝑦𝑥

Phải tính 𝑅𝑦𝑦 −1 .

Sơ đồ bộ lọc MMSE (bộ lọc cân bằng kênh):

IV.Vấn đề OFDM ghép kênh phân chia theo các sóng mang trực giao:

1.Điều chế đơn sóng mang :

Dòng tín hiệu được truyền trên toàn bộ băng tần, tần số lấy mẫu bằng độ rộng

băng tần. Nhiễu nhiều : nhiễu liên tín hiệu ISI : chiều dài mẫu càng nhỏ thì nhiễu càng

nhiều dùng trong hệ thống băng hẹp GSM.

2.Điều chế đa sóng mang (FDM) :

Toàn bộ băng tần dược chia nhỏ : chia 2L+1 kênh phụ. Chiều dài mẫu lớn hơn nên

nhiễu ISI ảnh hưởng đến hệ thống ít hơn…. Phương pháp này không làm tăng hiệu quả

sử dụng băng tàn của hệ thống.

D D D D

∑

C-N C-N+1

C0 CN

y(t)

Z(t) d(t)

e(t)

3.Chuyển qua dùng điều chế đa sóng mang trực giao(OFDM) :

Để chống nhiễu giao thoa thêm các kí tự chống lỗi

Lấy G bit cuối của X đưa lên đầu làm các bit chống lỗi

3.1. Tính y khi cho x cùng khoảng chống lỗi G

Kênh truyền h(t)=[.8 .3], tín hiệu kênh truyền x=[.2 -.3 .4 -.1]

G=2

xG = [.4 -.1 .2 -.3 .4 -.1]

y=xG*h(t) : tính tích chập

3.2.Tính x sau khi thu được y có khoảng chống lỗi G

cách làm : loại bỏ G bit bảo vệ từ y : được yG

Tính FFT cho x và yG được X và YG

Tính H=YG/X

Tính h=IFFT(H)

𝑕𝑘(𝑓) =1

𝑁 𝐻𝑛 . 𝑒

2𝜋𝑖𝑘 𝑛 𝑁 𝑁−1

𝑛=0

3.3Tính tốc độ bit thông tin khi truyền có pilot

Phương pháp truyền tín hiệu pilot : thêm pilot Df, Dt Bài 6

Các công thức : P = N +G

G: số bít thêm chống lỗi

N: số bít tín hiệu lúc đầu

P: số bít hiệu sau khi thêm

Tần số lấy mẫu : fLM = B

Chiều tín hiệu : TS = (1/fLM).P=(1/B)(N+G)=(N+G)/B

Tính tốc độ bit thông tin : giử sử đề bài cho Df, Dt như trên hình tìm xem cứ 6 bit trắng

thì có 1 bit đen tốc độ bit giảm còn 5/6 so với trường hợp không thêm pilot tín

trường hợp không thêm pilot sau đó nhân 5/6

𝑣𝑏 = 𝑡ổ𝑛𝑔 𝑠ố 𝑏𝑖𝑡

𝑇𝑆

Giả sử điều chế 16QAM 4 BIT/1TIN HIEU (1 kênh)

Tổng số bít = số kênh*4

Tốc độ bit cuối cùng : vb*5/6

V.Hệ số tạp âm và nhiệt độ tạp âm trong hệ thống thông tin

1.Hệ số tạp âm : tỷ số giữa công suât S/N đầu vào chia cho S/N đầu ra

𝐹 =𝑆𝑁𝑅𝐼𝑁

𝑆𝑁𝑅𝑂𝑈𝑇

=𝑇𝑎 + 𝑇𝑒

𝑇𝑎

Df = 3

Dt = 2

Pilot

𝑆𝑁𝑅𝐼𝑁 =𝑆0

𝑁0

N0 = kTaB

𝑆𝑁𝑅𝑜𝑢𝑡 =𝑆𝑜𝑢𝑡

𝑃𝑁𝑜𝑢𝑡

Sout = GS0

PNout = GN0 + PNRX = GBkTa + PNRX = GBk(Ta + Te)

𝑇𝑒 =𝑃𝑁𝑅𝑋

𝐺𝑘𝑇𝑎 : nhiệt độ tạp âm hiệu dụng

𝐹 =

𝑆0𝑁0=𝑘𝑇𝑎𝐵

𝐺𝑆0𝐺𝐵𝑘 (𝑇𝑎 +𝑇𝑒)

Gi : hệ số khuếch đại của tầng thứ i

Fi : hệ số tạp âm của tầng thứ i

(hệ số tạp âm của một bốn cực suy giảm đúng bằng hệ số suy giảm L của nó )

Khi hệ thống có nhiều tầng khuếch đại : n tầng

Hệ số tạp âm tổng cộng :

𝐹𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐹1 +𝐹2 − 1

𝐺1

+𝐹3 − 1

𝐺1𝐺2

+ ⋯ +𝐹𝑛 − 1

𝐺1𝐺2 …𝐺𝑛−1

2.Nhiệt độ tạp âm hiệu dụng :

𝑇𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑇𝑒1 +𝑇𝑒2 − 1

𝐺1

+𝑇𝑒3 − 1

𝐺1𝐺2

+ ⋯ +𝑇𝑒𝑛 − 1

𝐺1𝐺2 …𝐺𝑛−1

Bài 3_k49 thày yem chữa rõ rồi

Một máy thu gồm 3 tầng: Tầng 1 là bộ lọc thông dải có băng thông 150 MHz tại tần số

trung tâm 2,4 GHz, suy hao của bộ lọc là 1,5 dB ; Tầng 2 là tầng khuếch đại có hệ số

khuếch đại 10 dB và hệ số tạp âm 2 dB; Tầng 3 có hệ số khuếch đại 15 dB và hệ số tạp

âm 2 dB. Giả thiết hệ thống ở nhiệt độ phòng.

a. Tính hệ số tạp âm tổng của máy thu.

b. Tính tỉ số tín hiệu - tạp âm ở đầu ra nếu như công suất tín hiệu ở đầu vào là -85

dBm. Người ta có thể thay đổi thứ tự các tầng để cho hệ số tạp âm tốt hơn được

không ?.

Giải.

B = 150 MHz

Ta=290 K

+ Tầng 1: L1=1,5 dB

708,0

1

4125,15,1

1

1

11

LG

dBLF

+ Tầng 2: 5849,12

1010

2

2

dBF

dBG

+ Tầng 3: 5849,12

6228,3115

3

3

dBF

dBG

a) Áp dụng công thức Friis:

dBF

GG

F

G

FFF

657,33212,2

708,010

15849,1

708,0

15849,14125,1

11

21

3

1

11

b) T=Ta=290K:

SNRout(dB) = 174 + Pin(dBm) – 10logB – F(dB)

SNRout(dB) = 174 – 85 – 10log150.106 – 3,657

SNRout(dB) = 3,58 dB

+ Đổi thứ tự tầng 2 cho tầng 1, ta được:

F = 1,7088 = 2,3269 (dB)

+ Đổi thứ tự tầng 1 cho tầng 3, ta được:

F = 1,6047 = 2,0539 (dB)

+ Đổi thứ tự tầng 2 và tầng 3, ta được:

F = 2,2648 = 3,55 dB

VI.Những cái chưa biết

6.1 Thế nào là fading chậm (slow fading), fading nhanh (fast fading), fading phẳng (flat

fading) và fading lựa chọn tần số (frequency selective fading)?. Các thông số để

phân loại các loại fading này là gì?.

6.2 Phân tích ưu nhược điểm của máy thu đổi tần và máy thu giải điều chế tín hiệu trực

tiếp.

6.3 So sánh FDM và OFDM. Nêu và phân tích các ưu nhược điểm của OFDM.

Bài 3: Một hệ thống thông tin vô tuyến hoạt động ở tần số 2,4 GHz. Cự ly giữa máy phát

và máy thu là 50 km.

Máy thu có độ nhạy là -95 dBm. Hỏi máy phát phải phát tín hiệu với công suất tối thiểu

là bao nhiêu mW (milliwatt) để máy thu có thể thu được tín hiệu?. Giả thiết anten phát và

thu đều là anten đẳng hướng; mô hình suy hao trong không gian tự do; tổn hao phụ là 8

dB và dự trữ fading là 20 dB.

Bài 4: Trình bày việc tính toán lựa chọn các thông số trong một hệ thống OFDM thoả

mãn các yêu cầu: tốc độ bit 30 Mbps, dung sai trễ trải cho phép 200 ns, độ rộng băng nhỏ

hơn 20 MHz.

Bài 5: a. Hãy vẽ và trình bày chi tiết chức năng của từng khối trong hệ thống máy phát vô

tuyến. So sánh máy phát trực tiếp và máy phát thông qua trung tần.

b. Nêu sự khác nhau giữa phương pháp cấp phát kênh tĩnh (FCA) và kênh động

(DCA)