((Dear all

Cho em hỏi 1 vấn đề khá cơ bản nhưng đang bị hổng, đó là:

Việc điều chế số BPSK rồi đến QPSK và 8 PSK và tiếp theo là 8 QAM và 16 QAM.

Thì đúng là trạng thái pha tăng dần lên theo. Nhưng còn vấn đề về tốc độ.

Đúng là tốc độ truyền số liệu cũng tăng lên theo. Nhưng vì sao vậy?

Theo em phỏng đoán thì đó có phải là do việc tổ hợp càng nhiều bit thì tốc độ càng lên cao ko?))

((Tốc độ tăng vì số bit trên mỗi symbol điều chế tăng lên. Hay nói ngược lại là một symbol mang một lượng thông tin lớn hơn (hay mỗi symbol tượng trưng cho nhiều bit thông tin hơn).))

((Nói như nvqthinh là không triệt để. Nếu nói đơn giản như thế thì tốc độ tăng thế nào được? Giả sử một bit có độ rộng thời gian (time interval) là T_b. Khi ghép k bit thành một symbol thì độ rộng thời gian của một symbol là T_s = k.T_b, khi đó tốc độ symbol R_s = 1/T_s [Baud] giảm xuống song tốc độ bit R_b vẫn là k(bit)/T_s = k(bit)/k.T_b = 1/T_b [b/s] không thay đổi.

Cần phải chỉ rõ chức năng của điều chế số. Trong sơ khối hệ thống thông tin số tiêu biểu do Bernard Sklar đưa ra lần đầu trong 2 bài báo trên IEEE vào năm 1983 (có thể tìm thấy sơ đồ này ngay trong chương đầu của cuốn Digital Communications của Bernard Sklar, nvqthinh đã cho link để down-load ngay trên 4R này) thì khối điều chế số là giao diện giữa phần tín hiệu băng gốc (baseband signal/tín hiệu dạng bit) và phần tín hiệu thông dải (tín hiệu dạng sóng - waveform). Hai chức năng cơ bản của điều chế số là:

1. Ghép k bit thành symbol (mã hóa từ tín hiệu số băng gốc nhị phân thành tín hiệu số băng gốc M mức, với M=2^k) với mục đích nâng cao hiệu quả sử dụng phổ (frequency efficiency). Nhấn mạnh rằng mục đích là tăng hiệu quả phổ nhê-ta (nhê-ta = R [bps]/W [Hz], với W là độ rộng băng chiếm cần thiết của tín hiệu số, thường không nhỏ hơn R [Hz], nói "thường" là do còn có các tín hiệu đáp ứng một phần/partial response signal có phổ chiếm cần thiết nhỏ hơn R [Hz], các tín hiệu nhị phân đôi - duo-binary - hay nhị phân đôi cải tiến - modified duo-binary - là những loại tín hiệu đáp ứng một phần tiêu biểu, hoặc giả cũng có thể xem chuỗi bít sau lọc Gauss trong điều chế số GMSK trong hệ thống GSM nổi tiếng như tín hiệu đáp ứng một phần, cái GMSK ấy chẳng qua chỉ là nhằm giảm bề rộng phổ chiếm của tín hiệu mà thôi và trả giá là sinh ra ISI, tuy nhiên đằng nào thì phần thu cũng cần có equalizer để sửa ISI gây bởi trải trễ rất lớn nên cả việc khử ISI gây bởi điều chế phổ hẹp/tín hiệu phản ứng một phần sẽ được giao phó tất cho equalizer).

Việc áp dụng điều chế nhiều mức có khả năng tăng hiệu quả sử dụng phổ (lại phải nhấn mạnh là chỉ có khả năng tăng hiệu quả sử dụng phổ mà thôi vì với số chiều tín hiệu D tăng khi số mức tín hiệu M tăng như tín hiệu điều chế tần số M-FSK - có được số chiều tín hiệu tăng nhờ chia nhỏ khe tần số - hay tín hiệu ghép kênh TDM - có được số chiều tín hiệu tăng nhờ chia nhỏ khe thời gian - thì hiệu quả sử dụng phổ không tăng, thậm chí còn kém đi, cái lợi thu được lại là lợi về mặt công suất tín hiệu). Khi đó với một độ rộng băng cho trước B [Hz] nào đó, nếu áp dụng điều chế nhiều mức thì tốc độ bít có thể truyền được trên băng thông B có thể tăng.

Khác với các tín hiệu nhiều chiều (D>2) như M-FSK với M>2, các tín hiệu hai chiều như M-PSK hay M-QAM và các dạng điều chế phái sinh khác của chúng cho phép nâng cao hiệu quả sử dụng phổ với trả giá là thiệt hại về mặt năng lượng. M càng tăng thì tỷ số tín/tạp (SNR, trong thông tin số thì thường biểu diễn ở dạng tỷ số Eb/N0, với Eb là năng lượng một bít còn N0 là mật phổ công suất một phía của tạp âm AWGN) cần thiết để đạt cùng một tỷ lệ lỗi bit (BER - Bit Error Rate) càng cao. Với hai loại tín hiệu số tối ưu và cận tối ưu hai chiều là M-PSK và M-QAM, với cùng một giá trị M thì hiệu quả phổ của chúng là như nhau song thiệt hại về năng lượng tùy thuộc vào M. Với M <=8, M-PSK lợi hơn về năng lượng do khoảng cách Euclide cực tiểu giữa các điểm tín hiệu trên chòm sao tín hiệu (constellation) lớn hơn so với M-QAM; với M>8, tín hiệu M-QAM lợi hơn M-PSK về năng lượng. Trong thực tế, do vậy, chúng ta rất ít khi gặp 16-PSK trở lên, chỉ trong những trường hợp cực chẳng đã khi méo phi tuyến trên kênh liên tục lớn quá, không cho phép áp dụng các tín hiệu có đường bao thay đổi như M-QAM, người ta mới sử dụng tới 16-PSK thôi, M-PSK với M>16 thì tôi chưa nghe thấy nói đến bao giờ).

2. Ánh xạ tập symbol (tín hiệu số băng gốc M mức) lên tập tín hiệu số dạng sóng {s_i(t)}, i=1,2,...,M, để phù hợp với kênh liên tục (kênh truyền tín hiệu dạng sóng liên tục). Thực chất là gán mỗi một symbol Si thuộc tập các symbol {Si}, i=1,2,...,M, thành một tín hiệu dạng sóng s_i(t) tương ứng.

Cần nắm như đinh đóng cột rằng với các kiểu điều chế số, luôn luôn có trade-off giữa hiệu quả phổ và năng lượng hay công suất tín hiệu, được cái này ắt phải mất cái kia (hô hô, đời này làm gì có cái gì/ai mà chỉ có được thôi?, giả như chú Thịnh có cô Hà ngày đêm chăm sóc, nấu nướng, nâng giấc... cho thì lại phải chịu tra chân vào cùm nhá, thấy con gái Pháp xinh hở, cấm có mở miệng khen nhá, chiến tranh lạnh tới cấp kỳ há, thì đời chỉ có mà tàn trên gác xép thôi nhở). Cái này là bất di bất dịch, thể hiện rất rõ trong định lý thứ ba của E. C. Shannon: C = B.log_2(1+S/N). Sáng thay danh của Đức Chúa Shannon!))

((em không hiểu chỗ in đậm . Ví dụ ở BPSK và QPSK thì 1 symbol của BPSK biểu diễn 1 bit , còn QPSK 1 symbol tương ứng với 2 bits . T_s chẳng thể tăng lên ạ , mà vì trong thời gian T_s ta đã truyền đi được nhiều bit hơn .

Nếu em hiểu sai thì xin bác nói rõ lại vì sao tốc độ bit tăng lên , vì em thấy bác lý luận thì mình chỉ có thể tăng frequency efficiency hoặc được lợi về mặt năng lượng/công suất .))

((Bạn không hiểu là phải vì bạn hiểu không chắc chắn về quá trình điều chế số. Cần phải nói rõ rằng điều chế số là khối rất quan trọng trong cả hệ thống thông tin số. Một hệ thống thông tin số có thể có rất nhiều khối chức năng (không phải hệ thống thông tin số nào cũng có đủ tất cả các khối chức năng) song có hai khối chức năng không thể thiếu là khối FORMAT và MODULATOR. Trong đó MODULATOR đóng vai trò bộ óc trong hệ thống còn các khối khác thì chỉ như cơ bắp mà thôi (tôi xin dùng nguyên văn cách nói của Bernard Sklar như ông đã viết trong bài báo của mình).

Một nhận xét mà tôi có được trong thời gian dạy Thông tin số 10 năm qua là SV (của vài chục lớp mà tôi đã dạy, với tổng số SV cả ĐH cũng như cao học lên đến nhiều nghìn) nói chung thường không chịu dành nhiều chú ý cho cái bài đầu tiên về sơ đồ khối của hệ thống thông tin số và nhất là sau khi học xong thường không chịu ngồi lại một lần cho việc xem lại sơ đồ này và liên hệ, ghép nối tất cả các kỹ thuật, các chi tiết về các khối chức năng của cả hệ thống một cách lớp lang, có hệ thống. Họ thường không chịu một lần ngồi lại, nhìn một cách khái quát về cả hệ thống, ghi chú một cách vắn tắt về ảnh hưởng của các kỹ thuật đã được học về từng khối chức năng tới các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của một hệ thống thông tin số là tính nhanh chóng (thể hiện qua dung lượng tổng cộng của cả hệ thống với một băng thông đã cho - tức là xét tới hiệu quả phổ) và tính chính xác (thể hiện qua BER của hệ thống).

Xét một cách tổng quát, hoạt động của một hệ thống thông tin số được đánh giá qua hai phương diện chính: hiệu quả về sử dụng băng thông và năng lượng cần thiết để truyền tin. Cái thứ nhất liên quan tới vấn đề ta có thể truyền tốc độ đến bao nhiêu b/s trên băng thông B đã được cấp phát cho hệ thống với một độ chính xác BER đã cho. Cái sau, BER (phụ thuộc chủ yếu bởi tỷ số tín trên tạp SNR) thì nói rằng năng lượng của tín hiệu phải bằng bao nhiêu mới có thể đạt được BER. Những vấn đề này lại quan hệ mật thiết với nhau, xung khắc nhau và do vậy, về bản chất, yêu cầu đối với kỹ sư là dung hòa những đòi hỏi đó (tăng cái này lên và phải chịu chấp nhận giảm cái kia đến đâu).

Trả lời câu hỏi của bạn về tốc độ:

Khi ta mã hóa nhiều mức các tín hiệu băng gốc, ta đã ghép k bit liên tiếp nhau thành một symbol, vậy thời gian của một symbol khi đó phải là Ts = k.Tb. Vì vậy, tốc độ truyền tin bằng các symbol như thế vẫn chỉ là k[bit]/Ts = k[bit]/(k.Tb) = 1/Tb [b/s] và đúng bằng tốc độ bít nếu truyền bằng tín hiệu nhị phân (bit) mà thôi (trong cùng một khoảng thời gian như nhau ta vẫn chỉ truyền đi có ngần ấy bit mà thôi, sao tốc độ bit có thể tăng lên được?).

Cái lợi ở đây sẽ là: Do các symbol của ta có độ dài lớn hơn k lần so với độ dài của từng bit nên bề rộng phổ (thường đánh giá qua độ rộng băng không-không W_0-0 (null-to-null bandwidth) của tín hiệu, chứ đã là tín hiệu số thì do thời gian tồn tại (duration) của tín hiệu số là hữu hạn nên phổ tín hiệu số luôn trải rộng vô hạn trên miền tần số) sẽ hẹp hơn vì W_0-0 = 1/độ dài của một tín hiệu. Như vậy, hiệu quả sử dụng phổ nhê-ta = R[b/s]/W[Hz] (đơn vị của hiệu quả phổ là [b/s/Hz], nói lên rằng trên một độ rộng băng 1 Hz ta truyền được với tốc độ bao nhiêu bit trên một giây) sẽ lớn hơn. Cụ thể là: Giả sử ta có thể truyền không méo tín hiệu số trên độ rộng băng W_0-0 (theo định lý Nyquist thì băng thông cần thiết tối thiểu để truyền không méo một tín hiệu số có độ rộng T nào đó là W = 1/T), khi đó nếu truyền tín hiệu nhị phân (bit) thì nhê-ta = Rb/W_0-0b (với W_0-0b là bề rộng băng không-không của tín hiệu nhị phân) = (1/Tb)/(1/Tb) = 1 [b/s/Hz]. Nếu bây giờ ta truyền bằng cách mã hóa nhiều mức k bit thành symbol có M = 2^k mức tín hiệu thì nhê-ta = (1/Tb)/W_0-0s (với W_0-0s là độ rộng băng không-không của symbol và bằng 1/Ts = 1/k.Tb) = (1/Tb)/(1/k.Tb) = k [b/s/Hz]. Tức là nhê-ta tăng k lần. Ta có nói truyền tín hiệu nhanh hơn là nói ta có thể truyền với một tốc độ bít lớn hơn trên cùng một độ rộng băng thông cho trước chứ không thể đơn thuần nói là ta truyền tốc độ bit lớn hơn được. Nếu tôi có độ rộng băng lớn hơn k lần thì chả cần điều chế nhiều mức gì cả tôi cũng có thể truyền tín hiệu với tốc độ gấp k lần trước đây, bằng cách giảm Tb đi k lần.

Bây giờ, nếu bạn lại muốn truyền các symbol chỉ trong thời gian của một bit là Tb thì tốc độ bit của bạn sẽ tăng lên k lần vì lúc này Rb = k[b]/T[s] = k[b]/Tb[s] = k[b/s]. Tuy nhiên khi đó độ rộng băng không-không của bạn lại là W_0-0 = 1/T = 1/Tb, k lần lớn hơn bề rộng băng không-không của trường hợp ta truyền một symbol trong k.Tb. Do đó nhê-ta cũng vẫn là: nhê-ta = (k/Tb)/(1/Tb) = k [b/s/Hz]. Tức là hiệu quả phổ vẫn tăng k lần so với trường hợp truyền nhị phân thông thường.

Như vậy, có thể nói rằng mục đích của điều chế số là ánh xạ tập symbol thành tập tín hiệu dạng sóng phù hợp với kênh truyền mà ở đây là nhằm tăng hiệu quả sử dụng phổ.))

((Trả lời câu hỏi của bạn về tốc độ:

Khi ta mã hóa nhiều mức các tín hiệu băng gốc, ta đã ghép k bit liên tiếp nhau thành một symbol, vậy thời gian của một symbol khi đó phải là Ts = k.Tb. Vì vậy, tốc độ truyền tin bằng các symbol như thế vẫn chỉ là k[bit]/Ts = k[bit]/(k.Tb) = 1/Tb [b/s] và đúng bằng tốc độ bít nếu truyền bằng tín hiệu nhị phân (bit) mà thôi (trong cùng một khoảng thời gian như nhau ta vẫn chỉ truyền đi có ngần ấy bit mà thôi, sao tốc độ bit có thể tăng lên được?).

Em đã đọc đi đọc lại 2 bài viết của thầy trong thread này song vẫn còn lơ mơ quá mong thầy giải thich lại cho em cái câu mà em in đậm. Theo em hiểu thì như thế này: ...ta đã "tổ hợp" k bits liên tiếp nhau tạo thành 1 symbol và truyền cái tổ hợp này (tức là cái symbol) trong cùng 1 khoảng thời gian bằng với thời gian của 1 bit nhờ vào việc ánh xạ nó lên một dạng sóng mang như GMSK, M-QUAM hay 8-PSK và do đó tốc độ dữ liệu đã tăng lên k lần.

Em có thể lấy ví dụ như thế này, trong hệ thống GSM thì dữ liệu được điều chế dưới dạng 0,3GMSK và do đó tốc độ dữ liệu đạt Max 9600 bps còn trong hệ thống EDGE với cùng các tiêu chuẩn về RF Carrier spacing là 200kHz và các thông số khác thì tương đương chỉ có điều phương pháp điều chế là 8-PSK thì cho tốc độ dữ liệu tăng lên rất nhiều cỡ 384 kbps! Vậy vấn đề ở đây là 2 hệ thống đã dùng các phương pháp điều chế khác nhau để cho tốc độ dữ liệu khác nhau. Thầy có thể giải thích giúp em cái thắc mắc này được không, không có là em không thể ngủ được! Cảm ơn thầy ạ!))

((Có cái gì khó hiểu ở đây nhỉ? Nếu ta giữ nguyên tốc độ bít lối vào bộ điều chế (tức là giữ nguyên Tb) thì việc ghép k bít thành symbol sẽ cho một symbol có độ rộng T_s = k.Tb. Khi đó phổ chiếm của nó sẽ giảm đi k lần, và do vậy với độ rộng băng được dành cho một kênh như cũ ta sẽ truyền được nhiều thông tin hơn trong cùng một đơn vị thời gian so với cũ. Cái này liên quan tới hiệu quả phổ là chính. nhê-ta (hiệu quả phổ) = R/W (trong đó R là tốc độ bít còn W là độ rộng băng chiếm của tín hiệu), trong trường hợp nhị phân giả sử 1 bít rộng 1 giây, ta có R = 1b/s, phổ chiếm của một xung NRZ có độ rộng 1 giây là W = 1/Tb = 1/1s = 1 Hz, do vậy hiệu quả phổ khi truyền nhị phân nhê-ta_2 tối đa (về lý thuyết) = 1b/s/1Hz = 1 b/s/Hz. Lúc này, nếu ta truyền tín hiệu M mức, bằng cách ghép k bits thành 1 symbol thì tốc độ bít là k bits/k.Tb vẫn bằng 1 b/s song bề rộng phổ chiếm của một tín hiệu NRZ M mức có độ rộng k.Tb = k giây sẽ chỉ còn là 1/k Hz. Do vậy, hiệu quả phổ của điều chế M mức (loại điều chế tuyến tính tín hiệu 1-2 chiều như PAM, M-PSK, M-QAM thôi nhé chứ M-FSK là điều chế phi tuyến thì không được lợi gì về hiệu quả phổ đâu, thậm chí còn thiệt vì phải tốn guard band) sẽ là nhê-ta_M = k b/s/Hz (cũng là về lý thuyết thôi nhé vì hiệu quả phổ thực tế còn phải thấp hơn do người ta thường sử dụng các bộ lọc tạo dạng xung kiểu cosine nâng nhằm bảo đảm ISI gây bởi sai lệch đồng hồ phải nhỏ, khi đó hiệu quả phổ nhê-ta_M = k/(1+ alpha) b/s/Hz, với alpha là hệ số uốn - roll-off factor - của các bộ lọc).

Nhìn cách khác, vì hiệu quả phổ của điều chế nhiều mức tăng, nên ta có thể tăng tốc độ bít lối vào với cùng một độ rộng băng được cấp phát (hay được ấn định cho một kênh). Khi này từ đầu vào, tốc độ bít đã tăng lên k lần, nghĩa là độ rộng 1 bit đã giảm đi k lần. Khi đó khối k bit (symbol) sẽ chỉ có độ rộng bằng Tb_cũ mà thôi, khi đó tốc độ bít R_mới bằng k lần R_cũ, song bề rộng phổ chiếm lại như bề rộng phổ chiếm cũ = 1/Tb_cũ = W_cũ. Tựu trung lại thì vẫn chỉ là tăng hiệu quả sử dụng phổ nhê-ta mà thôi: nhê-ta_M = k (b/s)/W_cũ = k b/s/Hz.))

((Xin phép Pác nqbinhdi phân biệt cho em C và R_bit, chúng giống nhau không?))

((Theo như thày viết T_s=k*T_b ->chiều dài symbol tăng,nếu chuyển sang miền tần số thì bề rộng phổ của symbol sẽ hẹp lại->hiệu suất sử dụng phổ tăng.Thày có thể nói rõ hơn (giải thichhay minh hoạ)cho em hiệu suất sử dụng phổ tăng như thế nào không ạ?))

((ý em muốn hỏi bề rộng phổ symbol hẹp lại thì có lợi gì?))

((Tốc độ bít lớn nhất có thể truyền qua được một kênh với một độ chính xác (BER) đã cho được gọi là dung lượng C (Capacity of the channel). Trong khi đó R_bit đơn giản chỉ là nghịch đảo của độ rộng một bít được truyền.

Bạn đã thấy sự khác biệt chưa? Dung lượng của một kênh điện thoại di động GSM, dù có phát triển lên đến EDGE và trong điều kiện tốt nhất thì cũng chỉ là 384 kb/s và do vậy không thể truyền một kênh truyền hình số có tốc độ dịch vụ lên tới quãng 8 Mbps với chất lượng thoả mãn người xem.))

((Thầy nqbinhdi cho em hỏi về trải trễ (delay spread) :định nghĩa ,nguyên nhân gây ra nó ,ảnh hưởng của nó...))

((Trễ (delay) là thời gian tính từ khi bắt đầu truyền cho tới khi nhận xong một tin hay một tín hiệu.

Delay spread là lượng tăng của trễ truyền do tín hiệu truyền đi theo nhiều đường khác nhau, thí dụ như trong thông tin di động, tín hiệu lan truyền tới điểm thu theo nhiều đường khác nhau do phản xạ, nhiễu xạ, tán xạ tại các chướng ngại. Giả sử đầu phát phát đi một xung cực hẹp, tại đầu thu khi đó không chỉ nhận được một xung mà là một cụm (nhóm) xung. Lượng trải trễ là deltaD như trong hình vẽ trong file đính kèm.

Lưu ý rằng, trải trễ không chỉ có trong thông tin di động mà có trong mọi hệ thống vô tuyến điện, chỉ có điều trong nhiều trường hợp nó quá nhỏ. Trải trễ gây bởi các tia phản xạ từ các chướng ngại khác nhau trong truyền hình tương tự là nguyên nhân gây nên hiện tượng hình có "bóng", có đường viền làm nhoè hình, thiếu sắc nét. Trong thông tin quang, do tia sáng trong sợi đa mode được truyền đi theo nhiều tia khác nhau (nếu giải thích theo phương pháp quang hình) sẽ làm xung lối ra giãn ra, về bản chất cũng là hiện tượng trải trễ song người ta lại hay gọi đó là hiện tượng tán sắc.))

((Khác với các tín hiệu nhiều chiều (D>2) như M-FSK với M>2, các tín hiệu hai chiều như M-PSK hay M-QAM và các dạng điều chế phái sinh khác của chúng cho phép nâng cao hiệu quả sử dụng phổ với trả giá là thiệt hại về mặt năng lượng. M càng tăng thì tỷ số tín/tạp (SNR, trong thông tin số thì thường biểu diễn ở dạng tỷ số Eb/N0, với Eb là năng lượng một bít còn N0 là mật phổ công suất một phía của tạp âm AWGN) cần thiết để đạt cùng một tỷ lệ lỗi bit (BER - Bit Error Rate) càng cao. Với hai loại tín hiệu số tối ưu và cận tối ưu hai chiều là M-PSK và M-QAM, với cùng một giá trị M thì hiệu quả phổ của chúng là như nhau song thiệt hại về năng lượng tùy thuộc vào M. Với M <=8, M-PSK lợi hơn về năng lượng do khoảng cách cực tiểu giữa các điểm tín hiệu trên chòm sao tín hiệu (constellation) lớn hơn so với M-QAM; với M>8, tín hiệu M-QAM lợi hơn M-PSK về năng lượng. Trong thực tế, do vậy, chúng ta rất ít khi gặp 16-PSK trở lên, chỉ trong những trường hợp cực chẳng đã khi méo phi tuyến trên kênh liên tục lớn quá, không cho phép áp dụng các tín hiệu có đường bao thay đổi như M-QAM, người ta mới sử dụng tới 16-PSK thôi, M-PSK với M>16 thì tôi chưa nghe thấy nói đến bao giờ)

Thầy giải thích dùm em thế nào là khoảng cách Euclide?))

((Là khoảng cách trong không gian Hilbert. Là một trường hợp riêng của khoảng cách tổng quát gọi là metric.

Một số thí dụ về metric:

+ Khoảng cách trong không gian chúng ta đang sống, đo bằng mét;

+ Khoảng cách Hamming trong không gian mã.))

((m mong các thầy giải thích dùm em tại sao trong GSM ng ta lại dùng điều chế GMSK mà ko phải là các điều chế khác như QPSK 8-PSK .....? Em xin cảm ơn.

Việc lựa chọn GMSK như sau:

1. Do trạm gốc có công suất phát lớn nên bộ khuếch đại thường là bộ khuếch đại phi tuyến (thời mới nghiên cứu đề ra chuẩn GSM, những năm cuối 1980s, thì các bộ KĐCS công suất chừng ấy - vài chục W - thường khá phi tuyến). Nếu sử dụng độ lùi công suất BO (Back-Off) lớn để lùi điểm làm việc về đoạn khá tuyến tính đủ để sử dụng điều chế biên độ như QAM thì bộ khuếch đại sẽ rất lớn và rất nặng, trạm gốc sẽ nặng thêm rất nhiều, đâu dễ gì chồng lên nóc nhà dân mà không sợ làm yếu hay sụp nhà. Do bộ khuếch đại phi tuyến nên sơ đồ điều chế sẽ nên là FSK hay PSK (có đường bao tín hiệu không đổi nên ít nhạy cảm với méo phi tuyến).

2. Về mặt lý thuyết, tín hiệu PSK có đường bao không đổi. Tuy nhiên trong thực tế, khi băng thông kênh rất hạn chế thì nó lại bộc lộ tính thăng giáng biên độ tín hiệu rất mạnh, thí dụ với QPSK khi tín hiệu chuyển từ symbol 00 sang 11 (từ góc pha 0 sang Pi), biên độ tín hiệu sẽ chuyển qua giá trị bằng 0, tức là giảm biên độ rất mạnh. Mà điều này lại dẫn đến nó rất nhạy cảm với méo phi tuyến gây bởi bộ khuếch đại công suất phi tuyến.

3. Tín hiệu FSK có đường bao không đổi nên thích hợp nhất để dùng, song lại có hiệu quả phổ thấp. Mà với thông tin di động thì hiệu quả sử dụng phổ lại là một tiêu chí có tính sống còn, quyết định khả năng cạnh tranh của mạng. Thí dụ, với AMPS sử dụng điều chế analog FM, một người sử dụng sẽ sử dụng độ rộng băng 25 kHz để liên lạc. Để giữ nguyên hiệu quả phổ như thế (1 user/25 kHz), với GSM thì một kênh vô tuyến chỉ được có độ rộng băng 200 kHz (8 users/200 kHz = 1 user/25 kHz) chứ không được phép dùng lớn hơn. Phổ tín hiệu của FSK thì lại quá rộng do là loại điều chế phi tuyến với mật độ phổ công suất tín hiệu dạng hàm Bessel, nếu sử dụng thì nhiễu cận kênh sẽ lớn đến mức không thể chịu nổi.

4. Để truyền được thông tin cho 8 users như thế trên kênh vô tuyến có độ rộng băng chỉ 200 kHz, phải tìm cách hạn chế bớt phổ tín hiệu FSK. Cái này được thực hiện tốt nhất ở băng gốc với bộ lọc Gauss (có hàm truyền và đáp ứng xung dạng Gauss), vì thế nên có tên GMSK (MSK chỉ là dạng đặc biệt của FSK, gọi là khóa dịch tần pha liên tục CPFSK - Continuous Phase FSK - với chỉ số điều chế h nhỏ nhất có thể được: h = 0.5).

5. Tuy nhiên, dùng tín hiệu hạn chế phổ ác liệt đến vậy lại dẫn đến chuyện đáp ứng ở lối ra trải rất dài trên miền thời gian, gây nên cái gọi là ISI (InterSymbol Interference) gây suy giảm chất lượng liên lạc rất mạnh. Cơ mà, dù cho không có ISI gây bởi chuyện này thì đằng nào thông tin di động cũng sẽ chịu ISI lớn do trải trễ bởi hiệu ứng truyền dẫn đa đường. Thế là nhiệm vụ triệt ISI rất lớn (gây bởi cả điều chế hạn băng GMSK lẫn trải trễ) trong GSM được phó tất cho san bằng và mã chống nhiễu kết hợp với nhau: Mã chập và san bằng (equalization) kết hợp với giải mã mềm theo thuật toán san bằng/giải mã Viterbi.))

((cảm ơn thầy đã giải đáp giúp em. Ở trong mục 5 mà thầy viết e muốn hỏi thêm là trong các tài liệu em đọc nta bảo với chỉ số BT <= 0.5 thì ISI gây nên bởi GMSK là rất nhỏ hầu như ko đáng kể vậy có đúng k ạ? Và em muốn hỏi thêm 1 câu nữa là : tại sao trong GSM ng ta lại dùng GMSK với BT = 0,3 mà k phải 0,25 hay 0,5 ? Mong thầy giúp đỡ em .

BT < 1 là có ISI. Nói chung, theo định lý Nyquist thì để truyền không méo tín hiệu số có tốc độ dữ liệu 1/T thì cần độ rộng băng W cũng bằng 1/T. Nghĩa là WT = 1 là điều kiện tối thiểu để truyền không có ISI. Thực tế cần WT > 1 và hàm truyền hệ thống cần có dạng cosine nâng và W thường quãng 1.3 - 1.5 của 1/T. Ở đây, B là độ rộng băng 3 dB, nghĩa là thực tế W > B và tích số BT = 0.3 như của GSM có nghĩa là WT > 0.3 một chút. Tuy nhiên thế vẫn cứ sinh ra ISI và vẫn phải bù bằng equalizer. Hàm truyền của các mạch lọc đối với GSM thì không có dạng cosine nâng (raised cosine) nên chắc chắn sẽ gây ra ISI, về mặt lý thuyết thì equalizer là nhằm để hàm truyền tổng cộng có tính đến cả equalizer lại có dạng cosine nâng (bù/triệt ISI).

Cái mà bạn nói liên quan tới BT < 0.5 ấy có lẽ do bạn nhầm với ACI (đôi khi còn gọi là ICI - InterChannel Interference) chứ không phải ISI. Với BT < 0.5 thì ACI (Adjacent Channel Interference - nhiễu cận kênh) sẽ khá nhỏ chứ không phải ISI khá nhỏ. Thực tế mà nói thì ngay cả đến BT = 0.3 thì ACI cũng khá lớn. Điều này thấy được là 2 kênh tần số GSM cạnh nhau (khoảng cách kênh là 200 kHz) thì tại điểm giữa khoảng giữa 2 tần số sóng mang, các đồ thị phổ vẫn còn cắt nhau ở mức -18 dB, tức là tại đó nhiễu cận kênh ACI từ kênh tần số ngay bên cạnh vẫn còn rất lớn, công suất nhiễu vẫn cỡ 1/64 của công suất tín. Do vậy, trong GSM người ta quy định nếu một cell dùng hơn 1 tần số sóng mang thì khoảng cách giữa 2 sóng mang trong cùng một cell sẽ phải chọn ít nhất là 400 kHz (các sóng mang trong 1 cell phải cách nhau ít nhất một kênh nữa), khi đó mức giao phổ giữa 2 kênh gần nhau nhất sẽ nhỏ hơn -50 dB, tức là công suất nhiễu cận kênh sẽ nhỏ hơn công suất tín hiệu hữu ích ít nhất 100 ngàn lần. Khi đó ta có thể bỏ qua ACI.

Việc chọn BT = 0.5 sẽ làm ACI lớn hơn lên, dẫn đến giãn cách giữa các kênh tần số trong cùng một cell sẽ phải lớn hơn nữa, 600 kHz (cách 2 kênh) chẳng hạn, điều này sẽ gây trở ngại nhất định cho việc quy hoạch tần số. Bù lại, ISI sẽ bớt đi song như đã nói, ISI dù sao cũng sẽ bị ảnh hưởng bởi trải trễ nữa và equalizer đã giải quyết tốt cả ISI do BT = 0.3 lẫn trải trễ rồi nên không cần lấy BT lớn hơn làm gì cho khó việc quy hoạch tần số thêm. Còn nếu chọn BT nhỏ hơn, 0.2 chẳng hạn thì bộ lọc sẽ chặt hơn nhiều với sườn đặc tuyến lọc dốc đứng hơn, chế tạo khó/đắt hơn. Hơn nữa, đòi hỏi đồng bộ đồng hồ khi ấy sẽ còn đòi hỏi ngặt hơn nữa.))

((thưa thầy sao EDGE cũng dùng dải truyền dẫn như GSM nhưng lại sử dụng điều chế 8 psk để tăng tốc độ.

e muốn hỏi là như trên thầy bảo psk không thích hợp để điều chế psk(trong mục 2) chỉ có Gmsk là phù hợp.thế tại sao EDGE người ta lại dùng 8-psk để điều chế.mong thầy giải thích dùm em.

À, với 8PSK của EDGE thì cũng phải chịu cái ảnh hưởng ấy thôi, song cái còn ác hơn rất nhiều nữa là khoảng cách Euclide giữa các symbol trên không gian tín hiệu giảm mạnh. Chính vì vậy, trong EDGE thì có đến 9 sơ đồ điều chế-mã hóa và được chọn thích nghi với chất lượng kênh. Kênh phải rất tốt thì điều chế 8PSK mới được chọn, lúc này có 2 vấn đề:

- Kênh tốt thì chi phí công suất tín hiệu cho các méo gây bởi kênh bớt đi, có thể dành cho bảo đảm BER yêu cầu với méo phi tuyến có bởi điều chế PSK lẫn khoảng cách Euclide giữa các symbol thấp;

- Điều kiện kênh tốt thường có ở cự ly không xa trạm gốc lắm. Lúc này MS thường ở gần trạm gốc chứ không ở xa BS, khi đó nhờ ĐKCS mà công suất phát giảm nên bộ KĐCS tuyến tính hơn, ảnh hưởng méo phi tuyến đối với sự thay đổi đường bao tín hiệu 8PSK sẽ nhỏ hơn nhiều.

Lưu ý là với EDGE thì việc mã hóa sửa lỗi cũng khác với GSM - GMSK, cũng nhờ có mã hóa sửa lỗi tốt hơn nên hỗ trợ tốt hơn việc bảo đảm chất lượng BER của hệ thống.

Những cái này hoàn toàn nằm trong hiểu biết của các bạn được cung cấp ở ĐH mà, chịu khó suy nghĩ một chút thì có lời giải đáp thôi chứ.))