BÁO cáo THỰC HÀNH CHỦ đề sim FWC01 biểu diễn mật độ phổ công suất của các kỹ thuật điều chế trên MATLAB

Microsoft Word 09 N5 Phạm Đình Cường docx HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG  BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN CHỦ ĐỀ Sim FWC01 Biểu diễn mật độ phổ công suất của các kỹ.

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG



-BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN

CHỦ ĐỀ Sim_FWC01 Biểu diễn mật độ phổ công suất của các kỹ thuật điều chế trên

MATLAB

Giảng viên hướng dẫn: NGUYỄN VIẾT ĐẢM Sinh viên thực hiện: PHẠM ĐÌNH CƯỜNG

Mã sinh viên: B19DCVT038 Nhóm môn học: 05 tổ thực hành 01

Hà Nội, 18/03/2022

I Mô tả PSD của tín hiệu băng tần cơ sở và tín hiệu thông băng trên Matlab

 Băng gốc:

- Hàm tự tương quan ACF được hình thành từ tích của tín hiệu ngẫu nhiên băng gốc X(t) và

phép dịch thời gian của nó đi (𝑡 + 𝑟):

𝐴𝐶𝐹: ∅K(𝑟) = 𝐸[/(𝑡)/(𝑡 + 𝑟)]

- Ở đây ta xét hàm xung tam giác với điều kiện của xung tam giác:

1𝐴2 |𝑟|

2

𝑇 5 , |𝑟| < 𝑇

- Vậy nên ACF có phương

trình:

0, 𝑐ò𝑛 𝑙ạ>

∅K(𝑟) = 𝐴2fl𝑇(𝑟)

- Hàm mật độ phổ công suất là phép biến đổi Fourier của hàm tự tương quan (Theo tính chất của biến đổi Fourier):

 Băng thông: ∅K(@) = 𝐴2𝑇𝑆>𝑛𝑐2(@𝑇)

- Tín hiệu ở bên đầu ra Y(t) của băng thông là tín hiệu được biến đổi qua hàm điều hòa với tần

số sóng mang @𝑐 bằng phép nhân:

𝑌(𝑡) = /(𝑡)cos (2𝜋@𝑐 + H)

- Tương tự như phần băng gốc ta xét xung tam giác thì khi đi qua bang thông với tần số song mang @𝑐ACF được biến đổi:

∅ (𝑟) = 𝐴

2 fl

2 (𝑟)cos (2𝜋@𝑐𝑟)

- Hàm mật độ phổ công suất suất hiện khi ta biến đổi Fourier lượng giác ACF qua tính chất điều chế:

∅ (@) = 𝐴2𝑇 { 𝑆>𝑛𝑐2[(@ − @ )𝑇 + 𝑆>𝑛𝑐2((@ + @ )𝑇)

[Chương trình: Sim_FWC_01_1_PSD_Base_PassBand]

𝑇

% Giải thích code

1 Khai báo các giá trị tham số :

f = -200:5:200; Tạo một vector biến f giá trị

bắt đầu từ -200 đến 200 cách nhau 5

Khảo sát mật độ phổ công suất theo tần số

Tb = 0.02; Tb: thời gian một bit

Rb = 1/Tb; Rb: tốc độ bit

A = 10; A (AA): biên độ

fc = 120; fc : tần số sóng mang

2 Khai báo các công thức tính toán :

Công thức tính mật độ phổ công suất PSD của tín hiệu băng tần sơ sở được Matlab hoá

Công thức tính mật độ phổ công suất PSD của tín hiệu thông giải được Matlab hoá

3 Vẽ đồ thị

a Đồ thị 1

Lệnh Giải thích Ghi

chú

figure mới để vẽ đồ thị subplot(2,1,1); Chia cửa sổ hiện tại

thành một ma trận 2 x1 khoảng để vẽ đồ thị, và chọn cửa sổ 1 là cửa sổ hoạt động Các

đồ thị thành phần được đánh số từ trái qua phải, từ trên xuống dưới, sau đó đến hàng thứ hai stem(f,PSD_BaseBand,'b','LineWidth',3); Tạo biểu đồ gốc và đặt

kiểu đường thành đường chấm đứt, màu mặt của điểm đánh dấu thành màu đỏ và màu cạnh của điểm dánh dấu thành màu xanh lá cây bằng cách

sử dụng các đối số cặp tên, giá trị

không bỏ đi hệ trục đã tồn tại trong khi lệnh plot mới đang được thực hiện, thay vào

đó, nó thêm đường cong mới vào hệ trục

hiện tại.Tuy nhiên, nếu

dữ liệu không phù hợp

hệ trục tọa độ cũ, thì trục được chia lại, plot (f, PSD_BaseBand,'b''LineWidth',3); Vẽ 2D với trục x và y

tuyến tính lệnh plot vẽ

đồ thị của một mảng

dữ liệu trong một hệ trục thích hợp và nối các điểm bằng đường thẳng

xlabel ('Tần

số[H_z]','FontName','.VnTime','color','b','FontSize', 14);

xlabel (str,name,value) ghi tên trục x của các trục hiện tại bằng chuỗi Bổ xung các đặc điểm về font chữ, màu chữ, cỡ chữ

ylabel('PSD_B_a_s_e_B_a_n_d','FontName','.VnTime','color',

'b','FontSize',24);

Ylabel(str,name,value) ghi tên trục y của các trục hiện tại bằng chuỗi, Bổ xung.các đặc điểm về font chữ, màu chữ, cơ chữ

title ([ 'Mật độ phổ cống suất của tín hiệu băng tần cơ sở với

Rb =', num2str (Rb), 'b/s'], FontName', '.VnTime', color',

'b','FontSize', 12);

title (str, name, value, ) bố sung thêm các thuộc tính title: tên, đơn vị, font chữ, màu,cỡ chữ,

các đường lưới chính cho các đồ thị hiện tại Các đường lưới chính kéo dài từ mỗi dấu tick

KẾT QUẢ-1

b Đồ thị 2 Subplot: Chạy hiển thị đồ thị lưới gồm các trục được chỉ định

Tương tự câu lệnh đồ thị 1 ta có kết quả của đồ thị 2

KẾT QUẢ-2

4 Tổng kết kết quả Matlab Sim_FWC_01_ PSD_Base_PassBand

 Khảo sát cho thấy PSD phụ thuộc vào tốc độ bit và tấn số sóng mang

 Mật độ phổ công suất phụ thuộc vào tần số sóng mang, tốc độ bit

 Tốc độ bit càng nhỏ thì mật độ phổ công suất càng lớn

II Mô tả , so sánh PSD của tín hiệu QPSK và MSK trên Matlab

[Chương trình: Sim_FWC_01_2_PSD_Base_Modulatiom]

%Giải thích code

f= linspace (-2000,

2000,1500); Tạo một vector biến f có giátrị

bắt dầu từ -500 đến 500 cách nhau 50

Khảo sát mật độ phổ công suất theo tần số

PSD_BaseBand =

AA*(sinc((f*Tb)).^2) Mật độ phổ công suất của tín hiệu băng tần cơ sở Khai triển côngthức thành phần

(Eb*log2(2))*((sinc((ffc)*Tb*log2(2))).^2);

PSD_QPSK=

(Eb*log2(4))*((sinc((ffc)*Tb*log2(4))).^2);

PSD_8_PSK=

(Eb*log2(8))*((sinc((ffc)*Tb*log2(8))).^2);

Khai triển công thức thành phần

PSD_BPSK_2=

(Eb*log2(2)/2)*(((sinc((ffc)*Tb*log2(2))).^2) +

((sinc((f+fc)*Tb*log2(2))).^2));

PSD_QPSK_2=

(Eb*log2(4)/2)*(((sinc((ffc)*Tb*log2(4))).^2) +

((sinc((f+fc)*Tb*log2(4))).^2));

Công thức tính PSD của BPSK, QPSK, 8-PSK

PSD_8_PSK_2 =

(Eb*log2(8)/2)*(((sinc((ffc)*Tb*log2(8))).^2) +

((sinc((f+fc)*Tb*log2(8))).^2));

SF = ((16*Eb)/(pi^2)); Num =

(cos(2*pi*(ffc)*Tb));

Dum = (16*(Tb^2)*(ffc).^2)-1;

PSD_MSK =

SF*((Num./Dum).^2);

Khai triển công thức thành phần

Num_2 =

(cos(2*pi*(f+fc)*Tb));

Dum_2 =

(16*(Tb^2)*(f+fc).^2)-1;

Khai triển công thức thành phần

PSD_MSK_2 =

(SF/2)*(((Num./Dum).^2) +

((Num_2./Dum_2).^2));

Mật độ phổ công suất của MSK

stem (f, PSD_BaseBand,

'b','Linewidth',3); Tạo biểu đồ gốc và đặt kiểuđường thành đường chấm

đứt, màu mặt của điểm đánh dấu thành màu đỏ và màu cạnh của điểm đánh dấu thành màu xanh

lá cây bằng cách sử dụng các đối

số cặp tên, giá trị

hold on Lệnh hold on, MATLAB không

bỏ đi hệ trục đã tồn tại trong khi lệnh plot mới đang được thực hiện, thay vào đó, nó thêm đường

plot (f, PSD BaseBand,

'b','LineWidth',3); Vẽ 2D với trục x và y tuyến tính Lệnh plot vẽ đồ thị của một

mảng dữ liệu trong một hệ trục thích hợp và nối các điểm bằng đường thẳng

xlabel ('Tần số

[H z]',

'FontName','.VnTime',

'color', 'b','FontSize,14);

xlabel (str,name,value) ghi tên trục x của các trục hiện tại bằng chuỗi Bổ xung các đặc điểm về font chữ, màu chữ, cỡ chữ

ylabel ('PSD B aseBand'

","color, FontName',

T.VnTime"

'b','FontSize', 24);

ylabel (str,name, value) ghi tên trục y của các trục hiện tại bằng chuỗi Bổ xung các đặc điểm về font chữ, màu chữ, cỡ chữ

title (['Mật độ phổ công suất

của tín hiệu băng tần cơ sở với

Rb =', num2str (Rb), 'b/s'1,

'FontName','.VnTime',

'color',

'b','FontSize',12);

title (str, name, value,.) bổ sung thêm các thuộc tính title: tên, đơn vị, font chữ,

màu,cỡ chữ,

grid on; Trên màn hình hiển thị các

đường lưới chính cho các đồ thị hiện tại Các đường lưới chính

kéo dài từ mỗi dấu tick

L = legend Chú thích đường vẽ trong đồ thị

set (L,

'fontname','.Vntime',

'fontsize',13);

Bố xung các giá trị đi kèm cho các chú thích trong đồ thị:

cỡ chữ, font chữ,

%Các công thức tính toán

PSD của tín hiệu QPSK

PSD của tín hiệu MSK

KẾT QUẢ CODE

 Các tín hiệu có PSD chênh lệch nhau tại cùng một điều kiện xét

 PSD của MSK nhỏ hơn PSD của QPSK và nhỏ hơn PSD của BPSK

 PSD của QPSK lớn hơn PSD của MSK

 PSD của BPSK lớn hơn QPSK, 8_PSK