Đồ án Đánh giá chất lượng hệ thống truyền dẫn số thông qua mô phỏng Monte-Carlo

MỤC LỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 92 KẾT LUẬN CHUNG 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ khối tổng quát của một hệ thống thông tin nói chung 7 Hình 1.2 Kênh thông tin số gồm nhiều trạm lặp 10 Hình 1.3 Sơ đồ khối hệ thống truyền tin số 14 Hình 2.1 Mật độ phổ năng lượng của tín hiệu được truyền đi 24 Hình 2.2 Sơ đồ và dạng sóng tín hiệu điều chế ASK 25 Hình 2.3 Phổ của tín hiệu băng gốc (a) và phổ của tín hiệu đã điều chế (b) 27 Hình 2.4 Biểu đồ sao tín hiệu (Constellation) ASK 28 Hình 2.5 Giải điều chế và tách tín hiệu ASK 30 Hình 2.6 Các biểu đồ sao tín hiệu PSK 36 Hình 2.7 Sơ đồ điều chế và dạng sóng tín hiệu BPSK 37 Hình 2.8 Sơ đồ điều chế và dạng sóng tín hiệu QPSK 39 Hình 2.9 Sơ đồ khối giải điều chế tín hiệu M-PSK 40 Hình 2.10 Sơ đồ giải điều chế QPSK 42 Hình 2.11 Biểu đồ sao tín hiệu QAM 44 Hình 2.12 Sơ đồ khối chức năng một bộ điều chế QAM 44 Hình 2.13 Dạng tín hiệu điều chế 8QAM 45 Hình 2.14 Sơ đồ điều chế 16-QAM 45 Hình 2.15 Biểu đồ sao tín hiệu 16-QAM 46 Hình 2.16 Giải điều chế và tách tín hiệu QAM 48 Hình 2.17 Tín hiệu điều chế FSK 54 Hình 2.18 Giải điều chế kết hợp về pha đối với các tín hiệu FSK M mức 55 Hình 2.19 Giải điều chế FSK M mức đối với tách tín hiệu không kết hợp 57 Hình 3.1 Biểu diễn phương pháp mô phỏng Monte-Carlo 61 Hình 3.2 Sơ đồ mô phỏng Monte-Carlo của hệ thống QPSK 64 Hình 3.3 m.file DieucheQPSK viết cho mô phỏng Monte-Carlo 65 Hình 3.4a mfile Tinh_loiQPSK 66 Hình 3.4b mfile Tinh_loiQPSK 67 Hình 3.5 mfile gngauss 68 Hình 3.6 BER tại các giá trị khác nhau của SNR của hệ thống QPSK 69 Hình 3.7 Chất lượng hoạt động của hệ thống QPSK 69 Hình 3.8 Sơ đồ mô phỏng Monte-Carlo của hệ thống QAM 70 Hình 3.9 mfile Dieuche16QAM 71 Hình 3.10a mfile Tinh_loi16QAM 72 Hình 3.10b mfile Tinh_loi16QAM 73 Hình 3.11 BER tại các giá trị khác nhau của SNR của hệ thống 16QAM 73 Hình 3.12 Chất lượng hệ thống 16QAM 74 Hình 3.13 Sơ đồ mô phỏng Monte-Carlo của hệ thống 2-FSK 75 Hình 3.14 mfile Dieuche2FSK 76 Hình 3.15b mfile Tinh_loi2FSK 77 Hình 3.16 Tỷ lệ lỗi bít tại các giá trị khác nhau của SNR 78 Hình 3.17 Chất lượng hệ thống FSK nhị phân 79 Hình 3.18 Mô hình truyền sóng đa đường 81 Hình 3.19 Sơ đồ mô phỏng truyền dẫn QPSK qua kênh pha-đinh Rayleigh sử dụng tách tín hiệu đồng bộ 83 Hình 3.20a mfile mô phỏng hệ thống QPSK qua kênh pha-đinh Rayleigh 83 Hình 3.20b mfile mô phỏng hệ thống QPSK qua kênh pha-đinh Rayleigh 84 Hình 3.20c mfile mô phỏng hệ thống QPSK qua kênh pha-đinh Rayleigh 85 Hình 3.20d mfile mô phỏng hệ thống QPSK qua kênh pha-đinh Rayleigh 86 Hình 3.21 QPSK constellation 87 Hình 3.22 Symbols QPSK 87 Hình 3.23a Đường bao tín hiệu qua kênh tạp âm AWGN 88 Hình 3.23b Đường bao tín hiệu qua kênh pha-đinh Rayleigh 88 Hình 3.24a Tín hiệu đầu vào 89 Hình 3.24b Tín hiệu điều chế QPSK qua kênh AWGN 89 Hình 3.24c Tín hiệu điều chế QPSK qua kênh pha-đinh Rayleigh 90 Hình 3.25 Chất lượng hoạt động của hệ thống QPSK 90 LỜI NÓI ĐẦU Như chúng ta đã biết, xu thế chung của viễn thông toàn cầu là sự thay thế toàn bộ hệ thống thông tin tương tự bằng hệ thống thông tin số. Vì vậy, việc nghiên cứu các hệ thống thông tin số nói chung đã trở thành nội dung quan trọng trong chương trình đào tạo đối với sinh viên đang theo học ngành Điện tử-Viễn thông. Và có rất nhiều tài liệu đề cập về những vấn đề liên, điều đó giúp chúng ta nắm bắt được từng phần kiến thức và hình thành nên một cái nhìn tổng quan, từ đó chúng ta có thể đi sâu nghiên cứu một vấn đề cụ thể, làm tăng tính chuyên môn của mình. Là não bộ của hệ thống, điều chế và giải điều chế được hầu hết các giáo trình thông tin số dành một thời lượng khá lớn, phản ánh mức độ ưu tiên cao của khối này trong toàn bộ hệ thống. Tuy nhiên, ở phần lớn các giáo trình, lý thuyết căn bản vẫn được chú trọng hơn. Dù rằng chuyển biến mới trong kế hoạch giáo dục đào tạo của nước ta trong những năm gần đây cho thấy những cố gắng cải thiện nhằm nâng cao sự tìm tòi, sáng tạo của sinh viên, lôi cuốn sinh viên học tập bằng chính niềm đam mê của mình, cập nhập với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ mới. Với xu hướng đó, tôi lựa chọn đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Đánh giá chất lượng hệ thống truyền dẫn số thông qua mô phỏng Monte-Carlo ”, mô phỏng Monte-Carlo là một ứng dụng nằm trong chương trình phần mềm Matlab, ứng dụng này làm công cụ khai thác thay thế các hệ thống thực, cho phép người học có cái nhìn trực quan, sâu hơn về những vấn đề kỹ thuật phức tạp. Hy vọng tính chuyên biệt của tài liệu, kết hợp dùng sự hỗ trợ của máy tính trong việc nghiên cứu lý thuyết căn bản nói trên sẽ nâng cao hiệu quả tiếp thu cho bản thân tôi và sinh viên khóa sau lượng kiến thức quan trọng này. Bố cục của đề tài gồm ba chương như sau: Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin số Chương 2: Các phương pháp điều chế sử dụng trong truyền dẫn số Chương 3: Đánh giá chất lượng hệ thống thông tin số thông qua mô phỏng Monte-Carlo Chương 1 sẽ giới thiệu về cấu trúc của một hệ thống thông tin số điển hình. Chương 2 là phần lý thuyết cơ bản về các phương pháp điều chế số, làm nền tảng để đi vào chương 3- đánh giá một cách trực quan chất lượng truyền dẫn của các hệ thống số. Để hoàn thành đồ án này, ngoài nỗ lực của bản thân, yêu cầu về thời gian và năng lực là cần thiết. Bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi kính mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo, các anh chị và các bạn sinh viên để bổ sung kiến thức cho mình. Xin trân trọng cảm ơn giảng viên Kỹ sư.Nguyễn Thị Kim Thu đã giới thiệu, cung cấp tài liệu, tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành tốt đồ án này. Xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Công nghệ, trường Đại học Vinh đã nhiệt tình giảng dạy, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và hoàn thành chương trình đào tạo. Xin chân trọng cảm ơn! Vinh, tháng 05 năm 2009 Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện KS.Nguyễn Thị Kim Thu Phạm Thu Hương CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN SỐ 1.1. Tổng quan Các hệ thống thông tin được sử dụng để truyền đưa tin tức từ nơi này đến nơi khác. Tin tức được truyền đưa từ nguồn tin (là nơi sinh ra tin tức) tới bộ nhận tin (là đích mà tin tức cần chuyển tới) dưới dạng các văn bản. Bản tin là dạng hình thức chứa đựng một lượng thông tin nào đó. Các bản tin được tạo ra từ nguồn có thể ở dạng liên tục hay rời rạc, tương ứng chúng ta có nguồn tin liên tục hay rời rạc. Đối với nguồn tin liên tục, tập các bản tin là một tập vô hạn, còn đối với nguồn tin rời rạc tập các bản tin có thể có là một tập hữu hạn. Biểu diễn vật lý của một bản tin gọi là tín hiệu. Có nhiều loại tín hiệu khác nhau tùy theo đại lượng vật lý được sử dụng để biểu diễn tín hiệu, như cường độ dòng điện, điện áp, cường độ ánh sáng .... Tùy theo dạng của các tín hiệu được sử dụng để truyền tải tin tức trong các hệ thống truyền tin là các tín hiệu tương tự (analog) hay tín hiệu số (digital) và tương ứng sẽ có các hệ thống thông tin tương tự hay hệ thống thông tin số. Hình vẽ sau đây trình bày sơ đồ khối tổng quát của một hệ thống thông tin nói chung. Hình 1.1 Sơ đồ khối tổng quát của một hệ thống thông tin nói chung Thông tin vào được nhập vào hệ thống thông qua thiết bị vào, sau đó chúng được đưa tới thiết bị phát để tạo thành tín hiệu phát thích hợp với môi trường truyền. Như vậy trong sơ đồ hình 1.1, thông tin được hiểu là nội dung cần trao đổi, còn bản tin là phương tiện để biểu diễn, mô tả thông tin ở một dạng thích hợp cho việc trao đổi, xử lý, cảm nhận... bởi con người hay máy móc. Do ảnh hưởng của môi trường truyền như nhiễu tạp, suy hao ... nên ở đầu thu ta nhân được tín hiệu thu có thể khác biệt so với tín hiệu phát. Sau khi được giải điều chế ở thiết bị thu, dữ liệu hay tín hiệu ra sẽ được đưa tới thiết bị ra để lấy ra thông tin có ích. 1.1.1. Lịch sử phát triển của thông tin điện tử Trong suốt lịch sử phát triển của loại người việc phát minh ra ngôn ngữ là cuộc cách mạng truyền thông lớn nhất. Sau đó ít lâu việc phát minh ra tín hiệu băng lửa có khả năng truyền đạt thông tin và nhanh chóng đến vùng xa. Cuộc phát minh lớn nhất nữa là con người biết được làm thế nào để ghi lại suy nghĩ và tư tưởng của mình bằng cách dùng chữ viết. Với khả năng này con người có thể truyền thông tin mà không bị giới hạn bởi không gian và thời gian. Đồng thời đã đưa ra các dịch vụ đưa thư và điện báo. Bảng 1.1 giới thiệu về các sự kiện quan trọng trong lịch sử phát triển của thông tin điện tử. Bảng 1.1 Các sự kiện quan trọng trong lịch sử của thông tin điện tử Năm Sự kiện Xuất xứ Kiểu thông tin 1837 Hoàn thiện dạng điện báo bằng dây Morse Số 1875 Phát minh điện thoại Bell Tương tự 1897 Chuyển mạch trao đổi tự động theo từng nấc Stronger 1901 Điện báo không dây Marconi Số 1905 Giới thiệu về điện thoại không dây Fessenden Tương tự 1907 Truyền thanh vô tuyến dạng chuẩn đầu tiên USA Tương tự 1918 Phát minh ra máy thu vô tuyến đổi tần Amstrong Tương tự 1921 Xuất hiện di động cá nhân Detroit police Tương tự 1928 Giới thiệu các dạng truyền hình điện tử Farnsworth Tương tự 1928 Lý thuyết truyền tin điện báo Nyquist Số 1928 Truyền dẫn thông tin Harley Số 1931 Điện báo Số 1933 Giới thiệu điều chế tần số Amstrong Tương tự 1934 Giới thiệu ra-đa (vô tuyến định vị) Kuhnold 1937 Đưa ra PCM Reeves Số 1939 Thương mại hóa dịch vụ truyền hình quảng bá BBC Tương tự 1943 Phát minh ra bộ lọc thích ứng North Số 1945 Phát minh vệ tinh địa tĩnh Clarke 1946 Phát triển các hệ thống ARQ Duuren Số 1948 Lý thuyết toán học cho thông tin Shannon 1955 Chuyển tiếp viba mặt đất RCA Tương tự 1960 Giới thiệu đầu tiên về laze Maiman 1962 Triển khai thông tin vệ tinh TELSTAR 1 Tương tự 1966 Phát minh cáp quang Kao & Hockman 1966 Chuyển mạch gói Số 1970 Mạng truyền dữ liệu cỡ trung bình Arpa/Tymnet Số 1970 LAN, MAN và WAN Số 1971 ISDN CCITT Số 1974 Internet Cerf & Kahn Số 1978 Vô tuyến tế bào Tương tự 1978 Bắt đầu nghiên cứu về GPS Navstar Global Số 1980 Mô hình tham chiếu 7 lớp OSI ISO Số 1981 Giới thiệu truyền hình độ phân giải cao NHK, Nhật Bản Số 1985 Truy nhập tốc độ cơ sở ở UK BT Số 1986 Giới thiệu SONET/SDH USA Số 1991 Hệ thống tế bào GSM Châu Âu Số 1993 Đưa ra khái niệm PCN Toàn cầu Số 1994 Phát minh CDMA IS-95 Quanlcom Số 1.1.2. Thông tin tương tự và thông tin số Tín hiệu tương tự là tín hiệu có thể nhận vô số giá trị, có thời gian tồn tại không xác định cụ thể, phụ thuộc vào thời gian tồn tại của bản tin do nguồn tin sinh ra. Tín hiệu analog có thể là tín hiệu liên tục hay rời rạc tùy theo tín hiệu là một hàm liên tục hay rời rạc của biến thời gian. Thí dụ: tín hiệu điện thoại ở lối ra của micro là tín hiệu tương tự liên tục, tín hiệu điều chế xung PAM của chính tín hiệu lối ra micro nói trên là tín hiệu analog rời rạc. Tín hiệu số là tín hiệu được biểu diễn bằng các con số (các ký hiệu - gọi là các symbol). Tín hiệu số chỉ nhận một số hữu hạn (M) các giá trị và có thời gian tồn tại xác định, thường là một hằng số ký hiệu là Ts. So với các hệ thống thông tin tương tự, các hệ thống thông tin số có một số ưu điểm cơ bản sau: Do có khả năng tái sinh tín hiệu theo ngưỡng qua sau từng cự ly nhất định nên tạp âm tích lũy có thể loại trừ được, tức là các tín hiệu số khỏe hơn đối với tạp âm so với tín hiệu tương tự. Tái sinh là quá trình trong đó một tín hiệu bị méo và suy hao được tái tạo lại thành biên độ và dạng sóng như ban đầu.Quá trình được thể hiện qua bộ lặp số. nhiễu méo bộ lặp số nhiễu méo bộ lặp số nhiễu méo méo Hình 1.2 Kênh thông tin số gồm nhiều trạm lặp Do sử dụng tín hiệu số, tương thích với các hệ thống điều khiển và xử lý hiện đại, nên có khả năng khai thác, quản trị và bảo trì một cách tự động cao độ. Tín hiệu số có thể sử dụng được để truyền đưa khá dễ dàng một loại bản tin, rời rạc hay liên tục, tạo tiền đề cho việc hợp nhất các mạng thông tin truyền đưa các loại dịch vụ hay số liệu thành một mạng duy nhất. Nhược điểm căn bản của hệ thống thông tin số so với hệ thống thông tin tương tự trước là phổ chiếm của tín hiệu số khi truyền các bản tin liên tục tương đối lớn so với phổ của tín hiệu analog. Tuy nhiên trong tương lai khi các kỹ thuật số hóa tín hiệu liên tục tiên tiến hơn được áp dụng thì phổ của tìn hiệu số có thể so sánh được với phổ của tìn hiệu liên tục. 1.1.3. Truyền tin số Truyền tin số có nhiều ưu điểm hơn kỹ thuật tương tự, trong đó chỉ sử dung một số hữu hạn dạng sóng (ký hiệu truyền tách biệt nhau) để truyền tin. Mỗi dạng sóng truyền trong một khoảng thời gian xác định gọi là chu kỳ ký hiệu và là đại diện truyền của một dữ liệu tin (hay một tổ hợp bit) còn gọi là báo hiệu (Signalings). Kỹ thuật này có ưu điểm nổi bật là: chống nhiễu trên đường truyền tốt (vì nếu nhiễu không đủ mạnh sẽ không thể làm méo dạng sóng này thành dạng sóng kia, gây nên nhầm lẫn ở nơi thu), song đòi hỏi bản tin nguồn cũng phải được số hóa (biểu diễn chỉ bằng một số hữu hạn ký hiệu). Ví dụ văn bản tiếng Việt dùng 24 chữ cái, bộ đếm dùng 10 số, bản nhạc dùng 7 nốt và vài ký hiệu bổ sung… Việc số hóa một bản tin tương tự phải trả giá bằng một sai số nào đó ( Gọi là sai số lượng tử, tuy nhiên sai số này lại có thể điều khiển được). So sánh với kỹ thuật truyền tin tương tự, ở đó bản tin không mắc sai số khi số hóa, song do dùng vô số dạng sóng (tín hiệu liên tục) trên đường truyền nên can nhiễu sẽ làm thay đổi dạng sóng, gây nên sai số khi quyết định tại nơi thu mà ở góc độ nào đó khó điều khiển được. Ngoài ra, việc số hóa kỹ thuật truyền tin còn tạo nên những tiêu chuẩn có thể thay đổi linh hoạt bằng chương trình phần mềm và tạo ra những dịch vụ chưa từng có trong truyền tin tương tự. Nói như vậy ta cũng không quên rằng, kỹ thuật truyền tin tương tự đã có những đỉnh cao vĩ đại như tạo ra truyền hình màu hay điều khiển đưa người lên mặt trăng và hiện nay trong một số kỹ thuật điều khiển tốc độ cực nhanh vẫn dùng đến kỹ thuật tương tự. Khi vận dụng lý thuyết thông tin vào kỹ thuật truyền tin số thường có những vấn đề sau đây đặt ra: - Bản tin phải được biểu diễn (mã nguồn) với một số it ký hiệu nhất, theo mã nhị phân thì tức là cần ít bit nhất. Lý thuyết thông tin cho một giới hạn dưới về số bít tối thiểu cần để biểu diễn. Tức là nếu ít hơn số bít tối thiểu không thể biểu diễn đầy đủ bản tin (làm méo bản tin). - Khi truyền tin mã nguồn cần được bổ sung thêm các bit (dư thừa), mà điều này làm tăng tốc độ bit, để có thể giảm được lỗi truyền bản tin (gọi là kỹ thuật mã kênh điều khiển lỗi), song có một giới hạn trên về tốc độ truyền mà vượt qua nó không thể điều khiển lỗi được, đó là dung năng kênh qui định bởi độ rộng băng tần kênh truyền và tỷ số tín hiệu /tạp âm. (bit/s) (1.1) Trong đó: B là độ rông băng tần kênh truyền SNR là tỷ số công suất tín hiệu trên công suất ồn C là giới hạn trên đối với tốc độ truyền tin cậy tính bằng b/s Công thức (1.1) cho thấy có sự chuyển đổi giữa B và SNR. Đồng thời cả 3 yếu tố: công suất, độ rộng băng tần và ồn kênh cùng tham gia qui định mức độ “nhanh” của truyền tin. Công suất phát tin càng lớn, thì càng truyền tin đi xa. Băng tần truyền dẫn càng rộng thì tốc độ thông tin càng nhanh và cuối cùng càng ít can nhiễu càng ít lỗi truyền tin xảy ra. Đây là công thức rất điển hình (do Shannon tổng kết từ năm 1948) đặc trưng cho một hệ thống truyền tin số. 1.1.4. Kênh truyền tin Kênh truyền tin ta nói đến ở đây là môi trường vật lý để truyền sóng điện từ mang tin, là vấn đề trung tâm của một hệ truyền tin. Nó xác định dung lượng truyền thông tin của hệ cũng như chất lượng dịch vụ truyền tin. Có 6 loại kênh tiêu biểu trên thực tế: Đường điện thoại – Cáp đồng trục – Sợi quang – Kênh viba – Kênh vô tuyến di động – Kênh vệ tinh. Đường điện thoại: Là đường truyền tín hiệu điện, tuyến tính, băng giới hạn, thích hợp cho truyền tiếng nói băng cơ sở hoặc thông dải (độ rộng từ 300-3100Hz) có tỷ số tín hiệu/ ồn cao ~30dB. Kênh truyền này có đáp ứng độ lớn theo tần số bằng phẳng, không chú ý đến đáp pha theo tần số (do tai người không nhạy với trễ pha), song khi truyền ảnh hay dữ liệu thì phải chú ý đến điều này và cần dùng bộ cân bằng thích nghi kết hợp phương pháp điều chế có hiệu suất phổ cao. Cáp đồng trục: Có sợi dẫn ở trung tâm cách điện với vỏ xung quanh; vỏ cũng là vật liệu dẫn điện. Cáp đồng trục có 2 ưu điểm lớn là độ rộng băng tần lớn và chống được can nhiễu từ bên ngoài. Song cáp đồng trục cần những bộ phát lặp gần nhau vì suy giảm nhanh (Ở tốc độ khoảng 274Mb/s thì khoảng cách phát lặp là 1km). Sợi quang: Gồm lõi là thủy tinh, lớp vỏ xung quanh cũng là thủy tinh đồng tâm có hệ số phản xạ nhỏ hơn 1 chút. Tính chất cơ bản của sợi quang là khi tia sáng đi từ môi trường có hệ số phản xạ cao sang môi trường có hệ số phản xạ thấp thì sẽ bị uốn về phía môi trường hệ số phản xạ cao, nên xung ánh sáng được “dẫn đi” trong sợi quang. Sợi quang là vật liệu cách điện, chỉ truyền dẫn ánh sáng. Dùng tần số mang ánh sáng cỡ 2x1014 Hz sẽ cho độ rộng băng tần cỡ 10%=2x1013 Hz. Mất mát trong sợi quang nhỏ: 0.2dB/km và không chịu ảnh hưởng của giao thoa sóng điện từ ( vì có bản chất ống dẫn tĩnh điện). Kênh vi ba: Hoạt động ở dải tần 1-30GHz cho 2 anten nhìn thấy nhau. Anten phải đặt trên tháp đủ cao, điều kiện kênh có thể coi là tĩnh, kênh truyền này tin cậy. Tuy nhiên khi điều kiện khí tượng thay đổi có thể làm giảm cấp chất lượng đường truyền Kênh di động: Đây là kênh kết nối với người dùng di động. Kênh có tính chất tuyến tính thay đổi theo thời gian cùng hiệu ứng đa đường gây nên sự đồng pha, hoặc ngược pha của các tín hiệu thành phần làm tín hiệu tổng cộng thăng giáng (pading). Đây là loại kênh phức tạp nhất trong truyền thông vô tuyến Kênh vệ tinh: Đô cao vệ tinh địa tĩnh 22 300 dặm (30 nghìn Km). Tần số thường dùng cho phát lên là 6GHZ và cho phát xuống là 4 GHZ. Độ rộng băng tần của kênh truyền lớn cỡ 500MHz chia thành các dải do 12 bộ phát đáp trong vệ tinh đảm nhiệm, mỗi bộ phát đáp dùng 36MHz truyền được ít nhất một chương trình truyền hình màu, 1200 mạch thoại, tốc độ dữ liệu it nhất 50Mbit. Ngoài cách phân loại cụ thể trên có thể phân loại kênh truyền theo tính chất như sau: Kênh tuyến tính hay phi tuyến : Kênh điện thoại là tuyến tính trong khi kênh vệ tinh thường là phi tuyến (nhưng không phải luôn luôn như vậy) Kênh bất biến hay thay đổi theo thời gian : Sợi quang bất biến trong khi kênh di động là thay đổi theo thời gian Kênh băng tần giới hạn hay công suất giới hạn: Đường điện thoại là kênh băng tần giới hạn trong khi cáp quang và vệ tinh là công suất giới hạn. 1.2. Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống thông tin số Trong thực tế có rất nhiều loại hệ thống thông tin số khác nhau, phân biệt theo tần số công tác, môi trường truyền dẫn …Tùy theo loại hệ thống thông tin số thực tế, hàng loạt các chức năng xử lý tín hiệu số khác nhau có thể được sử dụng nhằm truyền đưa các tín hiệu số một cách có hiệu quả. Các chức năng xử lý tín hiệu như thế được mô tả bởi các khối trong sơ đồ khối hệ thống. Mỗi một khối mô tả một thuật toán xử lý tín hiệu. Sơ đồ khối tiêu biểu của một hệ thống thông tin số được mô tả trên hình 1.3, trong đó thể hiện tất cả các chức năng xử lý tín hiệu chính nhất có thể có của hệ thống thông tin số hiện nay. Hình 1.3 Sơ đồ khối hệ thống truyền tin số Chức năng các thành phần và các khối trong hệ thống: 1. Nguồn tin Nguồn tin là nơi sản sinh ra tin: Nếu tin tức là hữu hạn thì nguồn sinh ra nó được gọi là nguồn rời rạc. Nếu tin tức là vô hạn thì nguồn sinh ra nó được gọi là nguồn liên tục. Ví dụ: thoại, audio, video, dữ liệu … 2. Máy phát Là thiết bị biến đổi tin tức thành tập tín hiệu tương ứng. Chuyển phổ tìn hiệu từ trung tần lên cao tần. Lọc để loại bỏ nhiễu. Khuếch đại tín hiệu để bù trừ suy hao. Bức xạ tín hiệu vào môi trường truyền. 3. Đường truyền tin Là môi trường vật lý, trong đó tín hiệu truyền đi từ máy phát sang máy thu. Trên đường truyền có những tác động làm mất năng lượng, thông tin của tín hiệu. 4. Máy thu Máy thu thực hiện phép biến đổi ngược lại với máy phát, biến đổi tín hiệu thu