MỞ ĐẦU
Chúng ta đang sống trong một thời đại mà sự trao đổi thông tin đã và đang trở
thành nhu cầu thiết yếu đối với mọi người. Thông tin cho phép con người liên lạc
với nhau từ những khoảng cách xa, như những con tầu ngoài đại dương, với vũ trụ,
vệ tinh hay với nhưng người lái xa trên đường, các nhà khí tượng thủy văn hay địa
chất có thể thực hiện phép đo từ xa… Với sự phát triển như vũ bão của hệ thống
thông tin truyền thông đã đáp ứng được những nhu cầu đó của con người. Sự phát
triển của hệ thống thông tin từ kỹ thuật analog đến kỹ thuật số, từ tốc độ thấp lên
đến tốc độ cao dựa trên nền tảng phát triển của các công nghệ như vi điện tử, công
nghệ truyền dẫn, chuyển mạch,…
Các hệ thống thông tin đều dùng tìn hiệu điện, quang với các tín hiệu khác nhau.
Để truyền được thông tin đòi hỏi cần phải xử lý thông tin đó ví dụ như chuyển tín
hiệu analog thành tín hiệu digital, điều chế, giải điều chế, phát tin, nhận tin…trong
những quá trình xử lý tín hiệu trên toàn hệ thống luôn luôn xuất hiện nguồn nhiễu
trong và nhiễu ngoài làm méo tín hiệu thông tin.
Nhiễu là bản chất nội tại của quá trình và là bản chất tự nhiên. Ta chỉ có thể hạn
chế chứ không thể loại bỏ bằng các kỹ thuật khác nhau. Việc xử lý giảm nhiễu vô
cùng tốn kém và phức tạp, đây là một trong những nhiệm vụ gần như quan trọng
khi phát triển các hệ thống thông tin. Chính vì thế từ xưa việc nghiên cứu, khắc
phục nhiễu rất mạnh và đa dạng trong lĩnh vực như nhiễu nội, nhiễu ngoại.
Nhiêu điện phản ánh khá đầy đủ tính chất bên trong của vật liệu linh kiện điện tử
bán dẫn sensor, trước đây kích thước linh kiện điện tử bán dẫn, IC còn lớn cỡ từ µm
đến nm, độ lớn của tín hiệu thông tin cũng tương đối lớn cỡ trung bình từ µA đến
mA thì nhiễu tuy có ảnh hưởng nhiều nhưng vẫn có độ lớn nhỏ hơn một hoặc hai
bậc độ lớn. Thế nhưng từ những năm 1990 trở lại đây công nghệ nano phát triển
mạnh nhằm chế tạo ra các linh kiện có kích thước siêu nhỏ thì tín hiệu chứa thông
tin cũng giảm xuống rất nhỏ. Đặc biệt trong công nghệ thông tin quang thì vấn đề
nghiên cứu xử lý nhiễu trở thành vấn đề được quan tâm lớn.
1
Ở Việt Nam ta việc nghiên cứu các đặc tính nhiễu, đo đạc chúng đã được quan
tâm xong chưa được mạnh mẽ, một phần do đây là một lĩnh vực khá khó và kinh
đặc điểm về địa hình, đặc điểm của hệ thống thông tin và đặc biệt là ảnh hưởng của
nhà máy thủy điện Hòa Bình, của đài truyền thanh…. Đưa ra một số phương pháp
làm giảm nhiễu tại địa phương và một số phép đo nhiễu nội, một vài kết quả đo
nhiễu cụ thể.
Những đề tài về nhiễu tương đối khó, do thời gian nghiên cứu hạn hẹp nên luận
văn mới giải quyết được một vài nhiệm vụ ban đầu.
3
CHƯƠNG 1
KHÁI QUÁT VỀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA CÁC
NGUỒN NHIỄU ĐIỆN CHÍNH
1.1.NHIỄU NỘI , CÁC ĐẶC TRƯNG VÀ MỘT SỐ NGUỒN NHIỄU CHÍNH
TRONG LINH KIỆN ĐIỆN TỬ
1.1.1.Định nghĩa, phân loại nhiễu
- Nhiễu nội là nhiễu trong các linh kiện điện tử- Bán dẫn – sensor nó bao hàm
các dao động ngẫu nhiên xẩy ra ở bên trong vật liệu và linh kiện. Tất cả các đại
lượng vật lý đặc trưng của mỗi loại vật liệu hoặc linh kiện đều dao động một cách
ngẫu nhiên xung quanh giá trị trung bình và sự thăng giáng ngẫu nhiên đó được gọi
là nhiễu. Như vậy sự thăng giáng ngẫu nhiên của các đại lượng nói trên xẩy ra do
nhiễu có các nguyên nhân khác nhau: có thể là do sự dao động trong lòng vật liệu
và linh kiện cũng có thể do tác động cơ – lí – hóa, điện từ trường ở bên ngoài tác
động vào linh kiện và thiết bị.
- Phân loại nhiễu: Để phân loại nhiễu ta có thể chia thành hai nhóm chính là:
nhiễu điện từ ( electroneagnetic noise) và nhiễu trong (internal noise).
+ Nhiễu điện từ được sinh ra do các nguồn bức xạ điện từ bên ngoài hệ thống
thông tin( như: nhiễu do các trạm phát sóng, do các thiết bị trong công ngiệp, nhiễu
do sấp chớp, sét trong khí quyển và cũng có thể do bức xạ từ vũ trụ …) tuy nhiên
đối với nhiễu điện từ này chúng ta có thể loại trừ được bằng các biện pháp kỹ thuật
khác nhau.
+ Nhiễu trong được gây nên bởi các hiện tượng thăng giáng của các quá trình vật
lý xẩy ra ở bên trong bản thân các linh kiện điện tử -bán dẫn – sensor. Khi xuất hiện
2
x∆
được gọi là phương sai của sự thăng giáng.
Về ý nghĩa vật lý phương sai biểu thị công suất thăng giáng hay công suất nhiễu
b) Mật độ phổ công suất
Để đặc trưng cho sự phân bố công suất nhiễu theo tần số người ta đưa vào đại
lượng mật độ phổ công suất và được định nghĩa như sau :
df
dp
tS =)(
(1.3)
∫
∞
=
0
)( dffSP
(1.4)
5
0
x
t
Hình 1.1: giá trị trung bình theo thời gian
x
trong đó: dp là công suất nhiễu ứng với các thành phần có tần số từ f đến f+df với df
là một biến thiên vô cùng nhỏ và P là công suất nhiễu toàn phần ứng với mọi tần số.
c) Dải thông nhiễu
Dải thông nhiễu (kí hiệu là ∆f) được định nghĩa là dải tần số thuộc đường cong
hệ số khuếch đại công suất tạo thành một hình chữ nhật có diện tích bằng diện tích
2
2
2
1
2
21
2
.2)( iiciiiii ∆∆+∆+∆=∆+∆=∆
(1.7)
trong đó: c là hệ số tương quan, được xác định bằng biểu thức:
2
2
2
1
21
. ii
ii
c
∆∆
∆∆
=
(1.8)
Khi c = 0, lúc này hai nguồn nhiễu không có tương quan với nhau, còn khi c ≠ 0 thì
các nguồn nhiễu có tương quan với nhau. Hệ số tương quan có giá trị nằm trong
khoảng từ +1 đến -1 hay |c| = 1. Một cách khái quát, nếu có n nguồn nhiễu độc lập
thì :
22
2
2
1
P
P
N
S
=
(1.11)
trong đó: P
S
là công suất tín hiệu, P
N
là công suất nhiễu.Trong biểu thức trên công
suất có thể thay bằng trị bình phương của dòng hoặc điện áp.
g) Hệ số nhiễu F (noise factor)
Hệ số nhiễu đặc trưng cho sự suy giảm của tỷ số tín hiệu trên nhiễu khi truyền
qua một tứ cực, được xác định bằng biểu thức :
oo
ii
NS
NS
F
/
/
=
(1.12)
trong đó: S
i
/N
i
là tỷ số công suất tín hiệu trên nhiễu ở đầu vào và S
o
trong đó: F
1
và G
1
là hệ số nhiễu và hệ số khuếch đại công suất của tầng đầu tiên, F
2
và G
2
là của tầng thứ 2, , F
m
và G
m
là của tầng thứ m.
h) Nhiệt độ nhiễu tương đương
Nhiệt độ nhiễu tương đương T
n
của một lưỡng cực bất kì có trị bình phương
trung bình điện áp nhiễu đo được trong dải tần ∆f là
2
u
và R là điện trở tương
đương với lưỡng cực đó, được định nghiã là nhiệt độ cần có của điện trở R để tạo ra
nhiễu nhiệt có công suất nhiễu đúng bằng công suất nhiễu của lưỡng cực. Nhiệt độ
nhiễu tương đương T
n
được
xác định bằng biểu thức như sau :
fkR
u
được gọi là nhiệt độ nhiễu của tứ cực được quy về đầu vào, T
0
là nhiệt độ
chuẩn (T
0
= 290
0
K).
1.1.3.Một số nguồn nhiễu nội chính
1.1.3.1.Nhiễu nhiệt (Thermal noise)
Nhiễu nhiệt là sự chuyển động hỗn loạn của các hạt tải điện ở bên trong vật dẫn.
Sự chuyển động này sinh ra một dòng điện thăng giáng ngẫu nhiên và dòng điện
thăng giáng gọi là dòng nhiễu nhiệt. Lúc này ở hai đầu vật dẫn xuất hiện một nguồn
điện áp và nguồn điện áp đó biến đổi ngẫu nhiên, gọi là điện áp nhiễu ( hay còn gọi
là suất điện động nhiễu nhiệt). Nhiễu nhiệt được nghiên cứu bởi Johnson vào năm
1927, gọi là nhiễu Johnson.
Khi không có điện trường ngoài đặt vào vật dẫn trong điều kiện nhiệt độ nhất
định thì mật độ phổ của nguồn điện áp được xác định bởi công thức:[27]
S
V
(f) = 4kTR (1.16)
Trong đó k = 1,38.10
-23
J
0
K
-1
là hằng số Boltzman, T là nhiệt độ tuyệt đối, R là
điện trở thuần của vật dẫn.
Để chứng minh công thức (1.16) bằng lý thuyết của mình Nyquist chứng minh
(1.20)
)(4)(
ωω
kTRS
t
=
(1.21)
trong đó ω = 2πf là tần số góc, còn G(ω) = R(ω)/(R
2
(ω)+X
2
(ω)).
Trị bình phương trung bình của điện áp nhiễu và dòng nhiễu trong dải tần số ∆f
= f
2
- f
1
được tính bằng các biểu thức tương ứng như sau:
π
ω
ω
ω
ω
2
)(
)(4)(
2
1
2
==
(1.23)
công thức Nyquist được thiết lập dựa trên mô hình lí thuyết cổ điển nên nó chỉ đúng
với điều kiện hf << KT hay f<<10
13
Hg (h là hằng số Plăng).
Khi khảo sát nhiễu nhiệt ở vùng tần số cao thì mật độ phổ nhiễu nhiệt có dạng
tổng quát:
1
4
)(
−
=
KT
hf
V
e
hfR
fS
(1.24)
Với
KT
hf
<<1
Trong thực tế thì nhiệt là nguồn nhiễu phổ biến của tất cả các linh kiện và thiết
bị điện tử. Qua nghiên cứu và thực tế thấy rằng để hạn chế ảnh hưởng của nhiễu
nhiệt thì cần phải hạ thấp nhiệt độ khi linh kiện hoặc thiết bị hoạt động.
1.1.3.2.Nhiễu nổ (shot noise)
Khi dòng điện chạy qua hàng rào thế năng nó sẽ sinh ra nhiễu nổ. Nhiễu nổ gây
phụ thuộc vào tần số dưới dạng:
)
sin
(2)(
222
2
τπ
τπ
f
f
eIfS
i
=
(1.27)
Khi fτ << 1 hay f << 1/τ thì công thức (1.27) trở về công thức (1.25).
1.1.3.3.Nhiễu 1/f (1/f noise or Flicker noise)
Nhiều linh kiện điện tử và bán dẫn khi được thiên áp một chiều người ta thấy
trong chúng xuất hiện một loại nhiễu ở tần số thấp có đặc tính là mật độ phổ nhiễu
có dạng:
γ
β
f
CIfS
i
1
)( =
(1.28)
10
trong đó C, β và γ là các hằng số, I là dòng 1 chiều, f là tần số. Trong nhiều trường
i
(f) của sự thăng giáng dòng có dạng:
222
0
2
2
2
0
2
1
4)()(
τω
τ
+
∆
==
N
N
IfS
N
I
fS
Ni
(1.30)
Các đại lượng
2
N∆
và τ trong biểu thức (1.30) phụ thuộc vào tốc độ phát sinh,
tái hợp và chúng được xác định theo các công thức có tính tổng quát do Burgess
11
ở đây g(N
0
) và r(N
0
) là tốc độ phát sinh và tốc độ tái hợp các hạt tải ở trạng thái
cân bằng, còn g
/
(N
0
) và r
/
(N
o
) là đạo hàm của tốc độ phát sinh và tốc độ tái hợp theo
N lấy tại gía trị N = N
0
1.1.3.5.Nhiễu thác lũ (avalanche noise)
Nhiễu thác lũ xuất hiện trong các dụng cụ hoạt động ở chế độ thác lũ như: các
điôt, transistor thác lũ, photodiode thác lũ và một số quá trình thác lũ khác.
Nguyên nhân gây ra nhiễu thác lũ là do các hạt tải được tăng tốc ở trong điện trường
cao, gây nên sự ion hoá làm phát sinh ra các hạt tải khác. Quá trình này xảy ra ngẫu
nhiên nên đã tạo ra nhiễu thác lũ. Đối với các diode và photodiode bán dẫn thác lũ
khi hệ số ion hoá của điện tử và lỗ trống ở trong miền điện tích không gian của
chuyển tiếp pn bằng nhau thì mật độ phổ của dòng nhiễu thác lũ ở tần số thấp có
dạng :
0
32
22 IeMIeMS
Mi
gọi là nhiễu bập bùng (burst or popcorn noise). Nhiễu này thường gồm các xung
ngẫu nhiên có độ dài thay đổi và độ cao như nhau (hình 1.1).
I t
+
t
-
t
Hình 1.2: Sự biến thiên đặc trưng của nhiễu bập bùng (RTS).
12
Nguồn gốc của nhiễu bập bùng có thể là do sự đánh thủng địa phương, do sự bất
đồng đều của vật liệu hoặc do các khuyết tật của mạng tinh thể làm sai lệch mạng
và tạo nên các tâm bắt với mật độ lớn Dạng phổ có thể viết như sau:
2
0
2
0
2
2
1
1
.
)(
4)(
τω
τ
ττ
ττ
++
=
với mật độ rất cao tái hợp tự nhiên với nhau và phát ra ánh sáng tự nhiên.
- Hấp thụ photon, phát xạ kích thích và tạo ánh sáng kết hợp: Khi ánh sáng phát
ra trong quá trình trở về trạng thái E
1
với năng lượng E
2
- E
1
tiếp tục kích thích một
điện tử khác đang ở trạng thái kích thích. Điện tử này hấp thụ năng lượng ánh sáng
tới và trong quá trình trở về trạng thái E
1
nó sẽ giải phóng ra một năng lượng ánh
sáng dưới dạng sóng điện từ với độ lớn lớn hơn nhiều độ lớn E
2
- E
1
(năng lượng
phát xạ tự phát).
13
- Phát xạ ánh sáng: cấu tạo Laser để các ánh sáng phát ra hướng về phía sợi
quang.
Nhiễu trong Laser là nhiễu biến đổi ngẫu nhiên không mong muốn từ đầu ra của
một diode Laser xuất hiện thậm chí dòng vào không đổi. Đây là đặc trưng liên quan
đến các laser kém chất lượng. Nhiễu Laser chỉ đạt đỉnh khi điều chế Diode tại tần số
cộng hưởng của nó ( điển hỉnh khoảng vài GHz). Vì thế, nhiễu Laser có ý nghĩa lớn
đối với đường truyền tần số cao. Diode laser được thiết kế tốt sẽ tạo ít nhiễu hơn
vào hệ thống khi hoạt động tại miền cộng hưởng. Với một vài Laser nhiễu sẽ đạt
đỉnh tại mức ngưỡng dao động. Khi dòng vào tăng trên mức ngưỡng, nhiễu Laser
vẫn ổn định trong khi công suất đầu ra tăng nhanh.
là phân bố quang phổ công suất 2 vế của
∆P
in
(t). Vì dòng quang tại đầu ra của bộ tiền thu quang tỷ lệ với công suất ánh sáng
đến, giá trị trung bình bình phương của dao động dòng quang là:
E[∆i
2
rin
] = RIN(I
ph
2
B] = [RIN(M
apd
ℜPin)
2
B (1.37)
RIN còn có thể gây ra bởi tính phi ổn về phương thức và sự phản xạ tại giao tiếp
diode – sợi quang. Do đó, RIN sẽ gồm 2 thành phần: RIN nội, gây nên bởi sự phát
xạ tự phát và tính phi ổn mô hình nội tại và RIN ngoại, gây nên bởi phản xạ.
- RIN nội: kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng RIN nội tỷ lệ với:[27]
RIN α(
33
)()1
tx
th
th
B
P
I
I
=
Ln
c
f
2
(1.39)
với n
f
là chỉ số khúc xạ của sợi quang.
b) Nhiễu pha từ diode Laser
Nhiễu pha gây nên bởi sự phát quang tự phát ngẫu nhiên trong diode Laser. Nếu
không có sự tự phát này, phổ ánh sáng đầu ra gồm các hàm delta (mỗi hàm delta
δ[ω - ω
i
] ứng với 1 mode dọc tại tần số ω
I
). Nếu không có sự phát quang tự phát
ngẫu nhiên, phổ sẽ không còn là tổng của các hàm delta. Thay vào đó, phổ được mở
rộng và có băng tần khác 0 hữu hạn quanh mỗi ω
i
.
Mở rộng chiều ngang đường dẫn do nhiễu pha, để xem xét ảnh hưởng của việc
mở rộng chiều ngang đường dẫn, xét đầu ra sóng ánh sáng liên tục của Laser đơn
mode cho bởi:[27]
x(t) = e
j[
ω
c(t) +
∅
(t)]
coh
=
)1(
4
2
lws
R
I
α
+
(1.42)
∆ω
3dB
=
)1(
4
2
2
2
lw
sp
coh
I
R
t
α
+=
(1.43)
Phương trình (1.42) chỉ ra rằng, t
coh
i
tại mỗi thời điểm xác định là một biến ngẫu nhiên, công suất quan hệ
trung bình cho mode i là:
i
a
= E[a
i
] =
∫
NNi
dadaaaxPDFa ), ,(
11
Nếu bước sóng của mode i nhận được là f
i
(t), tín hiệu tổng hợp nhận được là:
r(t) =
∑
i
i
tfa )(
1
(1.45)
16
Nếu tín hiệu lấy mẫu tại thời điểm t
0
,phương sai của tín hiệu lấy mẫu là:[27]
[ ]
[ ]
.)()(
2
ji
ji
ji
jiji
ji
ji
mpn
=
−
−−
=
∑
∑
2
,
00
2
,
00
2
)()(
)()()(
(1.48)
2
1
2222
2
22
D
k
≤≤≤
≤≤
=
10
0
)(
Từ pt (1.49),
−
=
∑∑
−−
m
ni
i
m
ni
impn
aaAk 1
, n
apd
và n
th
là nhiễu chia mode, nhiễu biên độ quan hệ, nhiễu APD
và nhiễu nhiệt. Nếu diode PIN được dùng thay cho APD, n
apd
(t) thay bởi n
shot
(t). Vì
thông tin pha không trực tiếp thu được, nhiễu pha không xét đến trong ( 1.51).
Vì mỗi nhiễu đều có PDF khác nhau, PDF tổng của n
tot
(t) có thể khó sửa. Sử
dụng phép gần đúng Gaussian cho mỗi nguồn nhiễu có thể đơn giản hóa việc tính
toán. Theo lý thuyết giới hạn trung tâm, đây là phép gần đúng hợp lý. Kết quả,
nhiễu tổng có nhiễu trung bình zezo và phương sai bằng tổng của các phương sai
của mỗi nguồn nhiễu. Tức là:
E[n
2
tot
] = E[n
2
mpn
] + E[n
2
rin
] + E[n
2
apd
= M
apd
ℜP
in
in K
mpn
là hằng số tỷ lệ với MPN. PSD tương ứng dưới phép gần
đúng nhiễu trắng là:[27]
S
tot
(ω)= K
mpn
I
2
+
kTGFMIMIqIRIN
apdapddapdphph
2)(
2
1
22
+++
(1.54)
với K
mpn
là hằng số tỷ lệ phổ cho MPN.
Do nhiễu nổ chỉ dao động ( biến đổi) ngẫu nhiên luôn xuất hiện cùng với tín hiệu
phía thu. Nhiễu nhiệt liên quan đến trở kháng tải của bộ tách sóng và nhiễu ( nhiệt
và nổ) được cho bởi các hệ số khuếch đại cũng là một thành phần của tạp âm. Để
giải quyết vấn đề nhiễu này, đơn giản là hãy luôn cung cấp tín hiệu mạnh ở phía
đường dây viễn thông phụ thuộc vào độ lớn của trị số điện dung này và phụ thuộc
vào trở kháng giữa đường dây viễn thông và đường dây điện lực (Z
PT
), trở kháng
giữa đường dây viễn thông và đất (Z
0
). Để hạn chế điện áp nhiễu do ghép điện
19
dung, phải giảm nhỏ giá trị điện dung C
PT
và tăng các giá trị trở kháng Z
PT
, Z
0
. Để
giảm giá trị điện dung C
PT
, có thể áp dụng các biện pháp che chắn cho cáp.
1.2.1.2.Ghép điện dẫn (ghép Galvanic)
Hiện tượng ghép điện dẫn xảy ra khi hai mạch có một nhánh chung và được biểu
diễn một cách đơn giản như hình 1.4. Ghép điện dẫn có thể chia làm 2 loại:
Tiếp xúc điện: Đây là trường hợp các thiết bị viễn thông tiếp xúc với các dây dẫn
điện lực. Hiện tượng này thường xảy ra khi cáp, đường dây viễn thông treo chung
cột điện lực và tại các vị trí hai đường dây giao chéo nhau.
Tăng thế đất: Đối với hệ thống điện khi có sự cố ngắn mạch xuống đất thì dòng
chạy trong đất có thể làm tăng thế đất, so với đất ở xa (đất chuẩn), tại các vị trí dòng
điện đi vào hoặc đi ra khỏi đất. Trong các trường hợp này, các bộ phận của hệ thống
viễn thông nằm gần hệ thống đất này có thể có điện thế cao, do đó mặc dù điện trở
của các thành phần viễn thông rất nhỏ vẫn xuất hiện sự chênh lệch điện thế.
Hình 1.4: Ghép điện dẫn
2
S0
4
m
dt)t(IR10.4,2
T
χ
=∆
∫
τ
−
(1.55)
trong đó :
R
0
- Điện trở trên một đơn vị độ dài của dây dẫn, Ω.m;
τ - Thời gian dòng sét chảy trên dây dẫn, s;
χ - Nhiệt dung của kim loại làm dây dẫn, Kcal / kg;
m
0
- Trọng lượng trên một đơn vị độ dài của dây dẫn, kg / m.
Tích phân
∫
dt)t(I
2
S
là tích phân sự tác động của dòng sét và có tính chất xác suất
21
CHƯƠNG 2
ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỄU ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN
chất lượng
đường truyền giảm sút, BER = 10
-3
chất lượng đường truyền rất xấu.
Ở truyền dẫn số người ta thường đo chất lượng của tín hiệu thu được bằng tỷ số lối
bít (BER). Như vậy BER nói lên bao nhiêu bit trong tổng số bít thu được mắc lối.
Tỷ số này càng nhỏ càng tốt, tuy nhiên do đường truyền dẫn luôn luôn thay đổi nên
ta không thể làm giảm hoàn toàn xuống không, nghĩa là phải cho phép một lượng
lỗi nhất định. Để có thể cải thiện BER người ta dùng các phương pháp mã hóa kênh,
thông thường mã hóa kênh có thể phát hiện lỗi và chừng mực mào đó sửa được lỗi.
22
d) Hệ thống thông tin: với sự phát triển không ngừng của công nghiệp điện tử, đặc
biệt là sự phát triển nhanh tróng của công nghệ vi điện tử, thì nghành công nghệ
thông tin đã có những bước tiến vượt bậc. Các hệ thống thông tin ngày nay rất đa
dạng và phong phú, như thông tin vô tuyến, thoại, truyền hình, thông tin vệ tinh,
thông tin di động, Đối với các hệ thống thông tin, ta có thể mô tả bằng một mô
hình chung nhất như hình 2.1.
Hình 2.1: sơ đồ khối của hệ thống
Nguồn tin: là nơi tạp ra hoặc chứa các tin tức cần truyền đi từ nơi này đến nơi
khác. Các tin tức này có thể là tiếng nói, hình ảnh âm thanh…Những tin tức này
được truyền đi dưới những dạng năng lượng khác nhau như sóng điện từ, sóng ánh
sáng.
Máy phát: Được đặt tại một điểm nào đó, có nhiệm vụ biến đổi các tin tức được
tạo bởi nguồn tin thành dạng tín hiệu thích hợp với kênh truyền.
Kênh tin: Là môi trường truyền tin tức. Kênh tin chính là nơi hình thành và
truyền tín hiệu mang tin, đồng thời ở đây sinh ra các nhiễu ảnh hưởng đến chất
lượng thông tin.
Máy thu: Thu tin ở đầu ra của kênh tin, là dạng bị biến đổi của tín hiệu phát đi di
tác động của nhiễu. Máy thu có nhiệm vụ cấu trúc tín hiệu này trở lại dạng ban đầu
của nó.
+ Hệ thống thông tin vệ tinh: trong hệ thống thông tin vệ tinh, tín hiệu ở tần số
siêu cao phát từ trạm mặt đất lên vệ tinh với cự ly khoảng 36000 – 42000 km, vệ
tinh thu tín hiệu qua xử lý rồi phát xuống trạm mặt đất thu.
f) nhiễu: là những tín hiệu ngẫu nhiên không mong muốn hoặc do sự giao thoa
của một số tín hiệu trên mạng, chúng tác động vào các thiết bị thông tin gây ảnh
hưởng đến chất lượng thông tin.
- Một số nhiễu công nghiệp là do các thiết bị công nghiệp sinh ra như các loại
máy móc dùng trong công nghiệp, các hệ thống máy móc trong quá trình hoạt động
có đánh lửa như đường dây điện lực… Nhiễu công nghiệp này có thể tác động đến
hệ thống thiết bị thông tin theo hai cách là: theo đường cáp nguồn dưới dạng dòng
cao tần và dưới dạng sóng điện từ thâm nhập vào các thiết bị thu, qua anten hoặc
các tụ ký sinh…
-Nhiễu vô tuyến chủ yếu là các đài phát sóng, các thiết bị có phát xạ sóng vô
tuyến điện gây ra. Nhiễu này thâm nhập vào các thiết bị thông tin dưới nhiều hình
thức và ở nhiều dạng khác nhau như nhiễu kênh lân cận, nhiễu cùng kênh, nhiễu do
sự xuyên điều chế giữa các sóng mạng tần số vô tuyến điện. Khi ở gần các đài phát
sóng công suất lớn thì sóng vô tuyến điện cảm ứng vào đường dây thông tin chủ yếu
là hệ thống dây trần, cáp treo làm suy giảm chất lượng truyền tin.
24
P
T
(t)
i
D
(t)
Sợi quang
P
p
(t)
u
2.1.2.Hệ thống thông tin chịu ảnh hưởng của nhiễu bên trong.
2.1.2.1.Ảnh hưởng của tán sắc trong hệ thống thông tin quang tốc độ cao
Các hệ thống thông tin quang tốc độ cao hoạt động ở bước sóng 1555 nm sử
dụng khuếch đại EDFA thường có tốc độ bit cao và cự ly xa cho nên ở đầu thu công
suất tín hiệu quang thu được thường rất nhỏ và giá trị tán sắc lớn luôn xuất hiện
trong hệ thống. Vì vậy, ngoài tín hiệu truyền dẫn, méo dạng sóng và giao thoa giữa
các ký tự ISI do tán sắc vận tốc nhóm gây ra cũng ảnh hưởng đến hệ thống. Phương
25
Copyright: Tài liệu đại học ©