Mô phỏng máy phát vi ba số

Mô phỏng máy phát vi ba số

I LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay cùng với sự phát triển của hệ thống thông tin vệ tinh và hệ thống thông tin quang nên hệ thống vi ba số ít được sử dụng ở Việt Nam.Mặc dù vậy nó vẫn đóng vai trò quan trọng trong viễn thông Việt Nam

1. KHÁI QUÁT VỀ VI BA SỐ:

 Vi ba số là hệ thống thông tin chuyển tiếp mặt đất sử dụng sóng điện từ ở tần số GHZ để truyền dẫn thông tin số

 Vi ba số thuộc nhóm thông tin nhiều kênh

Sơ đồ 1 tuyến vi ba số đơn giản :

Trong đó:

MUX,DEMUX: thiết bị ghép kênh, phân kênh

MOD,DEMOD:thiết bị điều chế, giải điều chế

Tx,Rx: máy phát , thu vô tuyến

D E M U X

M O D

M U X

Để tín hiệu từ máy phát có thể tới máy thu thì một máy phát vô tuyến sẽ thực hiện những chức năng cơ bản sau:

 TÍN HIỆU VÀO  ĐIỀU CHẾ SỐKHUẾCH ĐẠI RFTrong đó:

TÍN HIỆU VÀO: được gọi là băng tần cơ sở

ĐIỀU CHẾ : được gọi là phần tín hiệu trung tần IF

KHUẾCH ĐẠI RF: được gọi là tín hiệu cao tần RF

2 ĐIỀU CHẾ:

 Điều chế số là một phần của xử lý tín hiệu băng gốc

 Điều chế số là kỹ thuật gắn thông tin vào dao động hình sin làm cho sóng mang có thể mang thông tin cần truyền đi

 Có 4 loại điều chế số cơ bản:

o ASK : điều chế khóa dịch biên độ

o FSK : điều chế khóa dịch tần số

o PSK : điều chế khóa dịch pha

o QAM: điều chế biên độ cầu phương, đây là sự kết hợp giữa ASK và PSK

ĐIỀU CHẾ 4PSK:

SƠ ĐỒ KHỐI CỦA ĐIỀU CHẾ

4PSK ra y(t)

NGUYÊN LÝ ĐIỀU CHẾ 4PSK:

 Ban đầu tạo ra chuỗi bit nhị phân đầu vào , sau đó qua bộ biến đổi nối tiếp sang song song  đầu

ra được 2 chuôi bit b1(t) và b2(t) có tốc độ giảm đi một nửa so với tốc độ ban đầu

 Tiếp theo ta tiến hành điều chế 2PSK cho từng chuỗi bit b1(t) và b2(t)

 Tiếp theo ta tiến hành nhân 2 chuỗi bit cho 2 sóng mang vuông pha nhau:luồng b1(t) * cosin  Ipsk , luồng b2(t) * sin  Qpsk

 Khi cho 2 luồng Ipsk và Qpsk qua bộ tổng ta sẽ được tín hiệu 4PSK

3 KHUẾCH ĐẠI RF:

 Thực hiện trộn nâng tần tín hiệu để đưa tín hiệu lên giải tần vi ba để truyền vào không gian

 Trộn nâng tần là quá trình điều chế biên tần trên

II.MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT VI BA SỐ BẰNG MATLAB:

 Matlab là phần mềm mô phỏng giúp chúng ta có thể hiểu được bản chất của việc điều chế và trộn nâng tần

 Dưa vào kiến thức mà thầy chỉ dẫn về matlab,và những kiến thức được học từ môn vi ba số , em xin trình bày phần điều chế 4PSK và trộn nâng tần bằng matlab:

AXIS [0 T-10 10];

title('USSB');

grid on;

III.KẾT QUẢ MÔ PHỎNG:

1) Tín hiệu đầu vào: bao gồm :

 Chuỗi bit nhị phân ngẫu nhiên gồm 16 bit data

 2 chuỗi bit được biến đổi từ chuỗi data là : data1 và data2

3) Phần cao tần :

 là tín hiệu 4PSK được điều biên trên với tần số cao tần RF = 1.5 GHZ



IV GIẢI THÍCH LỆNH TRÊN MATLAB:

Tb = 100; % 1 bit biểu diễn bởi 100 điểm

b=ones(1,Tb); % tạo ra ma trận 1 gồm 1 hàng và Tb cột

R=155.52 * 10^6; % tốc độ bit của luồng STM1

data=[]; % gán cho data 1 giá tri rỗng

data1=[]; % gán cho data1 1 giá trị rỗng

data2=[]; % gán cho data2 1 giá trị rỗng

sb=16; % số bit điều chế là 16 bit

for k=1:sb; % tạo ra 1 vòng lặp biến k chạy từ 1 đến 16

bit= randint(1,1,2); % tạo ra 1 ma trận nhị phân ngẫu nhiên

gồm 1 hàng và 1 cột data=[data bit*b ]; % tạo ra chuỗi nhị phân ngẫu nhiên

if bit==0 % nếu bit = 0

bit=-1; % thì biên độ sẽ = -1

end

if mod(k,2)==1; % nếu k lẻ

data1=[data1 bit*b bit*b]; % data1 ứng mỗi giá trị của k

lẻ sẽ gấp đôi 2 lần bit ứng với giá trị k đó.

else

data2=[data2 bit*b bit*b]; % data2ứng mỗi giá trị của k

chẳn sẽ gấp đôi 2 lần bit ứng với giá trị k đó

end

end

T=sb/R; % thời gian lấy mẫu

somau=length(data1); % số mẫu = độ dài data1

Tm=T/somau; % bước nhảy = thời gian lấy mẫu / số mẫu

t=[0:Tm:T-Tm]; % ma trận thời gian( tạo xung nhị phân)

figure(1); % tạo cửa sổ ảnh thứ nhất

subplot(3,1,1); % chia cửa sổ ảnh thành 3 phần và định dạng

data ở phần thứ nhất

plot(t,data); % vẽ chuỗi bit nhị phân data

ylim ([-4 4]); % giới hạn độ rộng của subplot

xlim([0 0.11*10^(-6)]); % giới hạn chiều dài của subplot

grid on; % tạo dạng lưới cho đồ thị

subplot(3,1,2); % chia cửa sổ ảnh thành 3 phần và định dạng

ylim([-4 4]);xlim([0 0.11*10^(-6)]);

grid on;

% tạo sóng mang

fc=220*10^6; % tần số sóng mang IF

smI=cos(2*pi*fc*t); % tạo sóng mang I

smQ=sin(2*pi*fc*t); % tạo sóng mang Q

Ipsk=data1.*smI; % tín hiệu điều chế Ipsk =data1.*smI

Qpsk=data2.*smQ; % tín hiệu điều chế Qpsk =data2.*smQ

PSK4=Ipsk + Qpsk; % tín hiệu điều chế 4PSK bằng tổng của Ipsk

và Qpsk figure(2); % tạo cửa sổ ảnh thứ 2

title('phan trung tan’); % tạo tiêu đề cho kết quả mô phỏng

subplot(3,1,1);

plot(t,Ipsk); % vẽ Ipsk

ylim([-4 4]);

xlim([0 0.11*10^(-6)]);

Ac=4; % biên độ tần số cao tần

C1= sin ( 2*pi*Rf*t); % sóng mang cao tần

C2= cos ( 2*pi*Rf*t); % sóng mang cao tần

hil=imag(hilbert(Ipsk+Qpsk)); % biến đổi Hilbert của tín hiệu

USSB=(Ac/2*(Ipsk+Qpsk).*C1)-(Ac/2*(Ipsk+Qpsk).*C2); % điều chế

biên tần trên figure(3); % tạo cửa sổ ảnh thứ 3

plot(t,USSB); % vẽ tín hiệu cao tần

AXIS [0 T-10 10]; % đặt thang chia trên đồ thị

title('USSB');

grid on;