BÀI tập lớn mô phỏng hệ thống truyền thông – D14VT

BÀI TẬP LỚN Mô phỏng hệ thống truyền thông – D14VT Assignments on Simulation of Communication Systems Sinh viên thực hiện: Họ và tên: Nguyễn Thị Hương Mã SV: B14DCVT109 Lớp: D14VT02 I..

BÀI TẬP LỚN

Mô phỏng hệ thống truyền thông – D14VT (Assignments on Simulation of Communication Systems)

Sinh viên thực hiện:

Họ và tên: Nguyễn Thị Hương

Mã SV: B14DCVT109

Lớp: D14VT02

I Nhiệm vụ 1

Quá trình chuyển đổi A/D (Điều chế xung mã PCM)

Mô phỏng quá trình PCM 8 bít cho tín hiệu tương tự, trong đó tín hiệu tương tự đầu vào được mô tả bởi công thức sau:

𝑠(𝑡) = ∑ 𝐴𝑘cos (2𝜋𝑓𝑘(𝑡 + (−1)𝑘+1𝑡2))

3

𝑘=1

với 𝐴𝑘 lần lượt là [1, 2, 1], 𝑓𝑘 = 109 kHz

1 Code Tín hiệu đầu vào

function [ st ] = TinHieu(fk,N)

t=0:(1/fk):N;

st=cos(2*pi*fk*(t+(t.^2)))+2*cos(2*pi*fk*(t-(t.^2)))+cos(2*pi*fk*(t+(t.^2))); plot(t,st);

title('Tin hieu tuong tu');

axis([0 N min(st)-1 max(st)+1]);

xlabel('Time(s)');

ylabel('Amplitude');

grid on;

end

2 Code Lấy mẫu tín hiệu

function [ st ] = LayMau(fk,fm,N)

t=0:(1/fm):N;

st=cos(2*pi*fk*(t+(t.^2)))+2*cos(2*pi*fk*(t-(t.^2)))+cos(2*pi*fk*(t+(t.^2)));

stem(t,st,'r');

title('Tin hieu lay mau fm=4*fk');

axis([0 N min(st)-1 max(st)+1]);

xlabel('Time(s)');

ylabel('Amplitude');

grid on;

end

3 Code Nén tín hiệu

function [out,V] = NenTH(in)

%Nen tin hieu truoc khi dua vao khoi luong tu hoá

%in la tin hieu dua vao

%Su dung nen theo luat mu voi he so mu = 255

mu=255;

V = max(in); %Bien do lon nhat tin hieu

out = compand(in,mu,V,'mu/compressor'); %Nen TH theo mu

end

4 Code Giải nén tín hiệu

function [ out ] = GiaiNen( in )

%Giai nen tin hieu

%in la tin hieu dua vao giai nen

%Su dung nen theo luat mu voi he so mu = 255

mu=255;

V = max(in); %Bien do lon nhat tin hieu

out = compand(in,mu,V,'mu/expander'); %Nen TH theo mu

end

5 Code Điều chế xung mã PCM

function [code,xq] = uniform_pcm(x,M)

% Uniform PCM encoding of a sequence

% x = input sequence

% M = number of quantization levels

% code = the encoded output

% xq = quantized sequence before encoding

Nb = log2(M);

Amax = max(abs(x));

delta = 2*Amax/(M-1);

Mq = -Amax:delta:Amax;

Ml = 0:M-1;

xq = zeros(size(x));

xcode = xq;

for k = 1:M

ind = find(x > Mq(k)-delta/2 & x <= Mq(k)+delta/2);

xq(ind) = Mq(k);

xcode(ind) = Ml(k);

end

code = de2bi(xcode,Nb,'left-msb');

figure

stairs(xq,'r');

axis([0 length(xq) min(xq)-1 max(xq)+1]);

grid on;

6 Code Giải diều chế PCM

function [ dcode,xq ] = d_PCM( Amax,code,M )

dcode=bi2de(code,'left-msb');

[a,b]=size(dcode);

delta = 2*Amax/(M-1);

Mq = -Amax:delta:Amax;

xq = zeros(1,a*b);

for k = 1:length(xq)

xq(k)=Mq(dcode(k)+1);

end

figure

stairs(xq,'g');

axis([0 length(xq) min(xq)-1 max(xq)+1]);

grid on;

end

Commamd Window

>> fk=109;

>> x=TinHieu(fk,1);

>> figure

>> xm=LayMau(fk,4*fk,1);

>> [out,V]=NenTH(x);

>> [code,xq] = uniform_pcm(out,256);

>>

>> [dcode,xq2]=d_PCM(V,code,256);

>> out2=GiaiNen(xq2);

>> figure

>> plot(out2);

>> grid

>> axis([0 length(out) min(out2)-1 max(out2)+1]);

>> error=((norm(x)-norm(out2))/sqrt(length(x)))^2;

>> sqnr = 20*log10(norm(x)-norm(x-out2));

Tên các biến và giá trị

II Nhiệm vụ 2

1 Mô tả nhiệm vụ:

Mô phỏng hệ thống truyền dẫn số băng gốc cho tín hiệu được mã hóa PCM đã thực hiện trong nhiệm vụ 1 Mã đường lưỡng cực cho hệ thống mình mô phỏng:

- Mã đường CMI (Mã SV: B14DCVT109)

1.1 Code Đọc ma trận sau khi PCM (Chuyển ma trận mã thành vector mã)

function [ N,y ] = DocMaTran( x )

% N so bit ma hoa cho 1 mau

[a,N]=size(x);

y=zeros(1,a*N);

k=1;

while(k<=a*N)

for i=1:a

for j=1:N

y(k)=x(i,j);

k=k+1;

end

end

end

end

1.2 Code Chuyển Vector mã thành mã đường CMI

Chuyển thành mã CMI có biên độ [-0.5, 0.5]

function y=cmicode(x)

% x la chuoi bit nhi phan dau vao

dk=0;

for i=1:length(x)

if (x(i)==1)

dk=dk+1;

if (mod(dk,2)==1)

y(2*(i-1)+1:2*i)=0.5;

else y(2*(i-1)+1:2*i)=-0.5;

end

else

y(2*(i-1)+1:2*i)=[-0.5 0.5];

end

end

1.3 Code Biểu diễn mã đường CMI

function [z]=dangsong(y,M)

% y la chuoi bit dau vao

% N la so mau tren 1 bit

N=M/2;

for t=0:length(y)*N-1

k=fix(t/N)+1;

z(t+1)=y(k);

end

plot(z,'LineWidth',2);

axis([0 length(z) -0.6 0.6]);

grid on;

end

1.4 Code Bộ lọc Butterwflt

function y = butterwflt(x,n,B,Ts)

% Bo loc butterworth

% B - Bang thong bo loc

% Ts - Thoi gian lay mau

% n - Bac cua bo loc

% y - Dau ra bo loc

Ns = length(x);

% Mien tan so

f = [0:Ns/2-1 -Ns/2:-1]/(Ns*Ts);

Xf = fft(x);

Hf = 1./(1+(f./B).^(2*n)); % Ham truyen dat

Yf = Xf.*Hf;

% Chuyen thanh mien thoi gian

y = ifft(Yf);

end

1.5 Code Tạo dạng phổ tín hiệu

function [f,Pf] = spectrocal(t,x)

% t - time vector

% x - input samples

% f - frequency vector

% Pf - estimated PSD of x

Ns = length(x);

Ts = t(2)-t(1);

f = (-Ns/2:Ns/2-1)/(Ns*Ts);

Pf = fft(x,Ns);

Pf = fftshift(Pf)/Ns;

Pf = abs(Pf).^2;

End

1.6 Code Giải CMI

function [ y ] = cmidcode( x,M )

% x chuoi can giai CMI

% M so mau tren 1 bit

s=0;

y=zeros(1,length(x)/M);

for i=1:length(y)

s=x((i-1)*100+(M/4))+x((i-1)*100+((3*M)/4));

if s==0

y(i)=0;

else

y(i)=1;

end

s=0;

end

end

1.7 Code Đọc Ma trận sau giải CMI

function [ y ] = DocMaTran2( x,Q )

N=log2(Q);

M=length(x)/N;

y=zeros(M,N);

k=1;

while(k<=length(x))

for i=1:M

for j=1:N

y(i,j)=x(k);

k=k+1;

end

end

end

end

Commamd Window

>> fk=109;

>> M=100;% Số mẫu mã hóa cho 1 bit

>> Q=256;% Số mức lượng tử

>> x=TinHieu(fk,1);

>> figure

>> xm=LayMau(fk,4*fk,1);

>> [out,V]=NenTH(x);

>> [code,xq] = uniform_pcm(out,Q);

>> [N,y1]=DocMaTran(code);

>> y2=cmicode(y1);

>> y3=dangsong(y2,M);

>> yq=butterwflt(y3,2,244,0.5);

>> ynoisy1 = awgn(yq,1,'measured');

>> a=yq+ynoisy1;

>> yqz=butterwflt(a,2,244,0.5);

>> t=length(yqz);

>> A=zeros(1,t);

>> for i=1:t

if yqz(i)>0

A(i)=0.5;

else

A(i)=-0.5;

end

end

>> dcmi=cmidcode(A,M);

>> code2=DocMaTran2(dcmi,N);

>> [dcode,xq2]=d_PCM(V,code2,256);

>> out2=GiaiNen(xq2);

>> figure

>> plot(out2);

>> grid

>> axis([0 length(out2) -5 5]);

>> title('Tin hieu phia thu');

>> error=((norm(x)-norm(out2))/sqrt(length(x)))^2;

>> sqnr = 20*log10(norm(x)-norm(x-out2));

Tín hiệu phía thu

Tên các biến và giá trị