CĐ CNTT Hữu Nghị Việt Hàn Truyền Dẫn Vô Tuyến
LỜI MỞ ĐẦU
Vào đầu thế kỷ 20 Marconi thành công trong việc liên lạc vô tuyến qua Đại Tây
Dương, Kenelly và Heaviside phát hiện một yếu tố là tầng điện ly hiện diện ở tầng
phía trên của khí quyển có thể dùng làm vật phản xạ sóng điện từ. Những yếu tố đó đã
mở ra một kỷ nguyên thông tin vô tyuến cao tần đại quy mô.
Chiến tranh thế giới lần thứ hai là một bước ngoặt trong thông tin vô tuyến.
Thông tin tầm nhìn thẳng - lĩnh vực thông tin sử dụng băng tần số cực cao (VHF) đã
được nghiên cứu liên tục sau chiến tranh thế giới - đã trở thành hiện thực nhờ sự phát
triển các linh kiện điện tử dùng cho VHF và UHF, chủ yếu là để phát triển ngành
rađa.Với sự gia tăng không ngừng của lưu lượng truyền thông, tần số của thông tin vô
tuyến đã vươn tới các băng tần siêu cao (SHF) và cực cao (EHF). Vào những năm
1960, phương pháp chuyển tiếp qua vệ tinh đã được thực hiện và phương pháp chuyển
tiếp bằng tán xạ qua tầng đối lưu của khí quyển đã xuất hiện. Do những đặc tính ưu
việt của mình như dung lượng lớn, phạm vi thu rộng, hiệu quả kinh tế cao, thông tin
vô tuyến được sử dụng rất rộng rãi trong phát thanh truyền hình quảng bá, vô tuyến
đạo hàng, hàng không, quân sự, quan sát khí tượng, liên lạc sóng ngắn, thông tin vệ
tinh - vũ trụ v.v Tuy nhiên, can nhiễu với lĩnh vực thông tin khác là điều không tránh
khỏi, bởi vì thông tin vô tuyến sử dụng chung phần không gian làm môi trường truyền
dẫn.
Chính vì thế điều chế tín hiệu là một phần không thể thiếu được trong truyền
dẫn của thông tin vô tuyến. Điều chế giúp chúng ta có thể truyền đi thông tin hoặc tín
hiệu mong muốn và nhận được những tín hiệu mà mình muốn có.
Đồ án được chia làm ba phần :
Chương I: Tổng quan về điều chế
Chương II: Điều chế tín hiệu
Chương III: Mô phỏng tín hiệu bằng matlab
Do thời gian có hạn, trong khi tìm hiểu chúng em còn nhiều thiếu sót mong thầy
cô và các bạn thông cảm và góp ý để bài làm hoàn chỉnh hơn.
Xin cảm ơn !
SVTH : Viết Cảnh – Kim Công Trang i

trong đó mp là độ dời pha cực đại 15
Tần số tức thời cho bởi : 15
Mô phỏng matlab 16
Mô phỏng matlab về tín hiệu AM 16
16
Điều chế FSK 17
SVTH : Viết Cảnh – Kim Công Trang ii
CĐ CNTT Hữu Nghị Việt Hàn Truyền Dẫn Vô Tuyến
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt Nghĩa của các từ Chức năng
BER Bít Error Rate Số bít bị lỗi
FSK
Frequency Shift Keying
Điều chế tần số số
AM Amplitude Modulation Điều chế biên độ tương tự
ASK
Amplitude Shift Keying
Điều chế biên độ số
QAM Quature Amplitude Modulation Điều biên cầu phương
PSK Phase Shift Keying Điều chế pha số
BASK Binary Amplitude Shift Keying
Điều chế khóa dịch biên độ
nhị phân
OOK On –off keying Điều chế khoa on-off
STR Symbol Timing Recovery Bộ khôi phục đồng bộ
BPSK Binary Phase Shift Keying
Điều chế khóa dịch pha nhị
phân
BFSK Binary Frequency Shift Keying
Điều chế khóa dịch tần nhị

bit/Hz. Một yêu cầu đặt ra đối với kỹ thuật thông tin là truyền tin với tốc độ tối đa trên
một băng thông tối thiểu. Điều này đặc biệt đúng với thông tin vô tuyến vì phổ tần vô
tuyến rất hẹp và do đó nó là một tài nguyên thông tin vô giá.
Hiệu suất công suất liên quan đến tỷ số đối với một xác suất lỗi bít cho trước.
Trong thực tế điều này có nghĩa là so với công suất tín hiệu yêu cầu bởi các sơ đồ điều
chế khác nhau để giữ được BER xác định ứng với một tốc độ truyền tin quý giá.
1.2 Sự cần thiết của điều chế tín hiệu
Thông tin vô tuyến do các tín hiệu tin tức (tín hiệu tương tự và tín hiệu số)
thường có tần số thấp nên khó trực tiếp bức xạ thành sóng điện từ để truyền đi xa, nếu
có thể bức xạ được thì năng lượng bức xạ cũng rất yếu và đòi hỏi phần tử bức xạ
(anten) có kích thước lớn. Để dễ dàng truyền thông tin đi xa bằng sóng điện từ, người
ta phải tiến hành điều chế tín hiệu thông tin vào sóng mang cao tần nghĩa là gửi tin tức
SVTH : Viết Cảnh – Kim Công Trang 1
CĐ CNTT Hữu Nghị Việt Hàn Truyền Dẫn Vô Tuyến
cần truyền vào sóng mang sau đó mới cho sóng mang đã điều chế bức xạ thành sóng
điện từ để truyền đi xa. Vì sóng mang có tần số cao nên phần tử bức xạ không cần phải
có kích thước quá lớn.
Trong ghép kênh theo tần số: vì các tín hiệu thông tin cùng loại đều có chung
một băng tần truyền dẫn (Ví dụ như tín hiệu thoại có băng tần từ 0,3 - 3,4KHz) nên khi
truyền nhiều tín hiệu trên một đường truyền dẫn thì chúng sẽ bị lẫn vào nhau làm cho
phía thu không thu được tín hiệu. Để truyền được nhiều tín hiệu trên cùng một đường
truyền thì người ta phải điều chế các tín hiệu cần truyền vào các sóng mang khác nhau,
mục đích là chuyển phổ của thông tin cần truyền lên các vùng khác nhau sau đó mới
truyền chung một đường truyền dẫn. Nhờ sự khác nhau về vùng phổ của các tín hiệu
truyền đi mà phía thu dễ dàng thu được tín hiệu.
1.3 Phân loại
1.3.1 Phân loại theo tín hiệu đưa vào điều chế
- Điều chế tương tự : tín hiệu điều chế là tín hiệu tương tự.
- Điều chế số : tín hiệu điều chế là tín hiệu số.
1.3.2 Phân loại theo sự thay đổi của các tham số sóng mang

biểu diễn cho hai ký tự 0 và 1 tương ứng. Trong thực tế, dạng sóng BASK gồm
các xung “mark “ biểu diễn ký tự 1 và “space” biểu diễn ký tự 0. Lúc này BASK còn
được gọi là biểu diễn khóa on-off OOK và ký hiệu BASK được biểu diễn như sau :







+








Π








Π
=

triển của công nghệ VLSI, chúng trở nên nhỏ, nhẹ và rẻ hơn so với bộ lọc và tách
đường bao trong các thiết kế truyền thống.
SVTH : Viết Cảnh – Kim Công Trang 3
Cho số 1
Cho số 0
CĐ CNTT Hữu Nghị Việt Hàn Truyền Dẫn Vô Tuyến
Hình 2.1 Điều chế on-off: dạng sóng, bộ điều chế, phổ
a Tín hiệu băng gốc
b Phổ điện áp của tín hiệu băng gốc
c Bộ điều chế OOK
d Tín hiệu OOK thông dải
e Phổ điện áp của tín hiệu OOK thông dải
Thời điểm quyết định ở bộ quyết định bên thu là f(nT
0
) và điện áp quyết định là:



=
0
)(
1
0
kE
nTf
Trong đó E là năng lượng chuẩn hóa chứa trong ký tự 1 và k là hằng số, có thể
đặt bằng 1.
Trường hợp sử dụng bộ lọc phối hợp, xác xuất lỗi được tính như sau:



Trong đó N là PSD của nhiễu, erf(x) là hàm lỗi
Đặt
( )
21
2
1
EEE +=
là năng lượng trung bình theo thời gian trên một ký tự,
với OOK thì E
0
=0, ta được:


















−=








Π








Π
=
φπ
π
tf
T
t
A
tf
T
t
A
tf
0

nTf )(
0
SVTH : Viết Cảnh – Kim Công Trang 5
Chọn số 1
Chọn số 0
Chọn số 1
Chọn số 0
CĐ CNTT Hữu Nghị Việt Hàn Truyền Dẫn Vô Tuyến
2.1.3 Điều chế khóa dịch tần nhị phân (BFSK)
BFSK biểu diễn số 1 và số 0 bằng các xung sóng mang với hai tần số là f
1
và f
2
:















Π

là xếp chồng của hai phổ điện áp OOK, một biểu diễn tín hiệu cho f
1
và một OOK biểu
diễn cho f
2
. Phổ tín hiệu bị chồng lấn, nếu khoảng cách giữa f
1
và f
2
lớn thì sự chồng
lấn coi như không đáng kể.
Bộ tách sóng BFSK có thể kết hợp hay không kết hợp. Tách sóng không kết
hợp có tỷ số CNR không tốt bằng tách sóng kết hợp giống như trong hệ thống OOK.
Nếu các ký tự nhị phân trong hệ thống BFSK trực giao có nghĩa là :
∫
=
0
0
21
0)2cos()2cos(
T
dttftf
ππ
Khi đầu ra của một kênh trong bộ thu kết hợp là tối đa thì đầu ra của kênh kia
sẽ tối thiểu.
Hình 2.5 Điều chế BFSK: dạng sóng, bộ điều chế, phổ
a Tín hiệu băng gốc
b Phổ điện áp của tín hiệu băng gốc
SVTH : Viết Cảnh – Kim Công Trang 6
Chọn số 1

T
n
f
Mii
M
tf
T
E
S
c
c
ci
=
=−−+= 2,1),1(
2
2cos((
2
π
π
Sơ đồ với M=8
8
sin2
1812
π
Edd ==
Hình 2.7 Giản đồ pha của PSK 16 mức
2.2.2 Điều biên cầu phương QAM
Đối với bộ phát, ta có thể kết hợp điều biên với điều pha để cải thiện sự phân bố
trạng thái pha trong chòm sao. Phương pháp này được giới thiệu lần đầu tiên vào năm
1960 với 2 mức biên độ (tương đương 2 vòng) và 8 mức pha trên mỗi vòng. Vì đây là






−+= 0
4
1
)12(2cos
2
0
π
Với 4 dạng sóng trên, 2 hàm cơ sở được xác định là:
Tttf
T
t
Tttf
T
t
≤≤=Φ
≤≤=Φ
0),2sin(
2
)(
0),2cos(
2
)(
02
01
π

lấy mẫu và so sánh với nhau. Nếu l
1
>l
2
thì quyết định là s
1
(t), ngược lại thì là s
2
(t). Khi
đó mỗi bộ lọc phù hợp không đồng bộ tương đương như bộ thu vuông góc 2 nhánh:
nhánh trên là đồng pha ở đó x(t) được tương quan với
)(t
i
Φ
là phiên bản của s
1
(t) hoặc
s
2
(t) với pha sóng mang bằng 0, nhánh dưới là kênh vuông góc, x(t) được tương quan
với
)(t
i
Φ
là phiên bản của
( )
t
i
Φ
ˆ

0
,0,2cos
2
,0
T
n
fTttf
T
E
tS
i
ii
i
π
2.4 Điều chế tín hiệu tương tự
2.4.1 Điều chế tần số
Hình 3.1 Mạch điều chế tần số tương tự FM
Trong đó:
+ CD là một diode biến dung
+ R1, R2: tạo thành một mạch phân áp để định điểm làm việc cho CD.
+ Co: tụ dẫn tín hiệu điều chế vào mạch
+ C2: một tụ dẫn tín hiệu có trở kháng gần như bằng 0 đối với băng tần công
tác nhằm đảm bảo cho CD dường như được mắc song song với khung LC1.
Như vậy 3 phần tử CD, L và C1 tạo thành một khung cộng hưởng với tần số
cộng hưởng riêng:
( )
1
2
1
CCL

tVtV Ω=
Ω
cos)(
, tín hiệu
sóng mang là
Ω
V
với
tVV
00
cos
ω
=
Ω
thì sau điều chế ta thu được một tín hiệu đã điều
chế VFM:
)sincos(
00
ttVV
FM
Ω
Ω
∆
+=
ω
ω
Trong đó:
ω
∆
là độ di tần cực đại.

SVTH : Viết Cảnh – Kim Công Trang 12
CĐ CNTT Hữu Nghị Việt Hàn Truyền Dẫn Vô Tuyến
Khi điều chế đơn tần, phổ của tín hiệu điều tần chứa thành phần và nhiều thành
phần tần số biên
Ω
± n
0
ω
với n = 1, 2, 3 Biên độ của các thành phần tần số biên biến
đổi không đồng đều.
Một cách gần đúng, độ rộng phổ của tín hiệu điều tần sau điều chế có thể tính
như sau:
Ω++= )1(2
ffFM
mmD
DFM: độ rộng của phổ sau điều chế tần số.
Khi tín hiệu điều chế là một băng tần thì phổ của tín hiệu điều tần DFM sẽ là:
max
)1(2 Ω++=
ffFM
mmD

Ω
max
: tần số lớn nhất trong tín hiệu điều chế
+ Khi m
f
> 1 thì phổ của tín hiệu điều tần có thể tính gần đúng:
ω
∆=Ω≈ 22

động lấy ra trên khung có biên độ nhỏ.
Như đã nói ở trên, biên độ của các xung kích thích thay đổi theo quy luật của
tín hiệu điều chế nên dao động lấy ra trên khung LC cũng có biên độ biến thiên đúng
theo quy luật của tín hiệu điều chế. Đây chính là tín hiệu đã điều chế biên độ (hình 3.3
e). Trong điều chế biên độ, nếu gọi tin tức cần truyền có tần số Ω là V(t) với
tVtV Ω=
Ω
cos)(
(
Ω
V
là biên độ cực đại của tín hiệu điều chế), sóng mang cao tần là
tVV
00
cos
ωω
=
thì sau khi điều chế ta thu được một tín hiệu mới :
tVVtVAM Ω+=
Ω
cos)(
0
Hình 3.4 a Tín hiệu điều chế
b Sóng mang
c Tín hiệu trên điện trở R3
d Dòng tín hiệu qua diode
e Tín hiệu trên khung cộng hưởng
SVTH : Viết Cảnh – Kim Công Trang 14
CĐ CNTT Hữu Nghị Việt Hàn Truyền Dẫn Vô Tuyến
Hình 3.5 a Phổ của tín hiệu điều chế đơn tần

ω
thì
( ) sin
( ) cos sin
i c p m m
PM c c p m m
t m t
e t A t m t
ω ω ω ω
ω ω ω
= −
 
= −
 
So sánh hai công thức trên xem mp là chỉ số điều chế pha, tương đương với mr
trong FM, ta có thể xác định được băng thông của tín hiệu PM

( )
2 /
m p m
p p ep
BW m rad s
m
ω ω
ω ω
= =
= ∆
Là độ di tần tương đương của PM
SVTH : Viết Cảnh – Kim Công Trang 15
CĐ CNTT Hữu Nghị Việt Hàn Truyền Dẫn Vô Tuyến

của thông tin di động hàng hải cho mục đích kinh doanh vào năm 1974. Tại Hội nghị của
ITU-T năm 1979, dải tần số vô tuyến phân bố đã được mở rộng tới 9kHz - 400 Ghz và đã
xem xét lại và bổ sung cho Quy chế thông tin vô tuyến điện (RR). Để giảm bớt can nhiễu
của thông tin vô tuyến, ITU-T tiếp tục nghiên cứu những vấn đề sau đây để bổ sung vào
sự sắp xếp chính xác khoảng cách giữa các sóng mang trong Quy chế thông tin vô tuyến:
Trong bài còn nhiều sai sót và lỗi lầm, mong thầy cô và các bạn thông cảm và góp ý để
bài chúng em hoàn chỉnh hơn.
Xin cảm ơn !
SVTH : Viết Cảnh – Kim Công Trang 19
CĐ CNTT Hữu Nghị Việt Hàn Truyền Dẫn Vô Tuyến
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Bài giảng : Lý thuyết tín hiệu của Th.S Lê Xuân Kỳ
[2] Tóm tắt bài giảng điện tử thông tin của Th.S Nguyễn Trọng Hải
[3] Các hệ thống thông tin hiện nay của Proakis J.G và Salehi M
[4] www.tailieu.vn
[5] www.baigiang.violet
SVTH : Viết Cảnh – Kim Công Trang 20