BÀI tập lớn môn học mô PHỎNG hệ THỐNG TRUYỀN THÔNG

− Tại phía phát, thực hiện nén tín hiệu trên theo luật µ với hệ số nén µ=2.. − Sau đó, thực hiện chuyển đổi tín hiệu vừa nén thành tín hiệu số nhị phân theo phương pháp PCM đều để làm ng

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

- 

-BÀI TẬP LỚN

MÔN HỌC: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG

NHÓM 01

Giảng viên : NGÔ THỊ THU TRANG

Nhiệm vụ 1:

Mô phỏng quá trình nén và PCM cho tín hiệu tương tự, trong đó tín hiệu tương tự dạng thoại đầu vào được mô tả bởi công thức sau:

với Ai lần lượt là [1, 2, 3] và ϕi lần lượt là [0, pi/2, 3pi/2], tần số fi được xác định từ i lần lượt là [0, pi/2, 3pi/2], tần số fi được xác định từ

mã số của mỗi sinh viên theo biểu thức fi = ix100 Hz với i lần lượt là 3 số cuối cùng trong mã số sinh viên

− Tại phía phát, thực hiện nén tín hiệu trên theo luật µ với hệ số nén µ=2

− Sau đó, thực hiện chuyển đổi tín hiệu vừa nén thành tín hiệu số nhị phân theo phương pháp PCM đều để làm nguồn tín hiệu đầu vào cho nhiệm vụ 2

− Thực hiện ngược lại quá trình chuyển đổi bit nhị phân thành tín hiệu tương tự dạng âm thoại ban đầu với quá trình ngược quá trình trên

Phần 1: Mô tả hệ thống mô phỏng và các tham số được sử dụng trong mô phỏng

Sơ dồ khối trên Simulink

Phần 2: Trình bày kết quả mô phỏng và nhận xét đánh giá

Figure 1: Biễu diễn tín hiệu gốc

Figure 2: Biễu diễn tín hiệu gốc và sau khi khôi phục

Figure 3: Biễu diễn mẫu trước và sau khi nén

Figure 4: Biễu diễn phổ tín hiệu gốc, tín hiệu lượng tử hóa

và tín hiệu sau khi khô phục

Nhận xét :

Tín hiệu hình sin trước và sau khi lấy mẫu và lượng hóa rồi khôi phục gần như không có khác biệt Điều này chứng tỏ quá trình mô phỏng truyền dẫn thu phát không xảy ra lỗi Phương pháp lượng tử hóa cho ra kết quả tốt trong việc thu phát tín hiệu

Phần 3: Mã chương trình được viết để mô phỏng hệ thống và chú giải

Nén tín hiệu

function [y,a] = mulaw(x,mu)

% Mu-law tuyen tinh cho PCM ko deu

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

% x = chuoi dau vao

% M = so muc luong tu lay mau

% code = chuoi dau ra

% xq = chuoi luong tu trc ma hoa

% sqnr = ty le tin hieu nhieu luong tu theo dB

% y - chuoi nen dau vao

% x - chuoi giai nen dau ra

x = sign(y).*(exp(abs(y)*log(1+mu)/a)-1)*(a/mu);

Tính toán phổ

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

% Chuong trinh tinh toan pho

% t - vector thoi gia

% x - vector mau dau vao

title ('Bieu dien tin hieu goc');

xlabel('thoi gian (s)');

ylabel('bien do');

title (' tin hieu goc va sau khoi phuc');

xlabel('thoi gian (s)');

ylabel('bien do');

legend ('Tin hieu sau khoi phuc','Tin hieu goc');

title('Mau truoc va sau bo nen');

xlabel('thoi gian (s)');

ylabel('bien do');

legend('Truoc khi nen','Sau khi nen');

[f,Yf] = pho(t,yq); semilogy(f,Yf);grid;

title('Pho tin hieu luong tu hoa');

mô phỏng của mình:

- Điều chế DPSK nếu số cuối cùng trong mã sinh viên là lẻ

- Điều chế QPSK nếu số cuối cùng trong mã sinh viên là chẵn

Sử dụng mô hình mô phỏng tương đương băng gốc, tín hiệu phát có thể được biểudiễn như sau:

trong đó dk là các kí hiệu (symbol) phức được xác định từ chuỗi bản tin đầu vào và kỹthuật điều chế; Tsym là chu kỳ của symbol; φ0 là pha của tín hiệu phát và p(t) xác địnhdạng xung được phát,

Phần 1: Mô tả hệ thống mô phỏng bằng sơ dồ khối và xác định tham số

- Tín hiệu truyền qua kênh AWGN ( ) ( ) = ( ) + ( )

- n(t) là nhiễu Gauss trắng cộng giá trị phức gồm hai thành phần tạp âm vuông góc nI(t) và nQ(t)

- Trong mỗi chu kỳ ký hiệu Ts lấy mẫu tín hiệu sn(t) và xác định pha của tính hiện lấy mẫu đó dnk = dk + xk , k= 1, 2, 3, …, N; N là số chu kỳ ký hiệu Ts

- d= là thành phần nhận được từ tín hiệu phát

- xk là một biến ngẫu nhiên gây ra bởi tạp âm

Sơ đồ khối

Phần 2: Trình bày kết quả mô phỏng

a) Dạng sóng tín hiệu tại đầu ra bộ điều chế

b) Dạng sóng tín hiệu khi đi qua kênh AWGN

c) Dạng sóng tín hiệu sau khi được khôi phục

d) Biểu đồ chòm sao tín hiệu QPSK

e) Phổ tín hiệu sau điều chế

g) Phổ tín hiệu sau khi khôi phục

h) Đường cong bit lỗi QPSK

Phần 3:Mã chương trình viết để mô phỏng hệ thống và chú giải

d=randint (1,1000);%chuoi nhi phan dau vao

L=length(d);

SNR=15; %y so tin hieu tren tap am

y=1;

N=5*10^6;%toc do du lieu

Fc=10^7;%tan so song mang

T=1/N;%thoi gian truyen bit

axis([0 100 -1.5 1.5]) title( 'Chuoi

ban dau' ) subplot(3,1,2) stairs(b)

axis([0 100 -0.5 1.5]) title( 'Chuoi

phat' )

subplot(3,1,3)

plot(t,a)

title( 'Chuoi QPSK phat di' )

%Giai dieu che ban tin QPSK

%tim pha cua tin hieu tai phia thu

for x=1:60*L/2

if angle(st_awgn(x))<=pi/2 && angle(st_awgn(x))>0phi(x)=pi/4;

elseif angle(st_awgn(x))<=pi && angle(st_awgn(x))>pi/2 phi(x)=3*pi/4;

elseif angle(st_awgn(x))<=0 && angle(st_awgn(x))>-pi/2phi(x)= 7*pi/4;

elseif angle(st_awgn(x))<=-pi/2 && angle(st_awgn(x))>-pi phi(x)=5*pi/4;

title('bieu do chom sao tin hieu QPSK')

%ve dang song tin hieu

title('dang song tin hieu sau khi duoc khoi phuc')

%pho tin hieu dieu che

f=(-30*L/2:30*L/2-1)/(30*L*(t(2)-t(1))); pho_dc=fft(sdc,30*L);

pho_dc=fftshift(pho_dc);

plot(f,abs(pho_dc).^2/(30*L)) title('pho tin hieu

sau dieu che')

%pho tin hieu khi qua kenh awgn

pho_awgn=fft(sdc_awgn,30*L);

pho_awgn=fftshift(pho_awgn); figure(6)

plot(f,abs(pho_awgn).^2/(30*L)) title('pho tin hieu

qua kenh awgn')

%pho tin hieu khi khoi phuc tai phia thu

pho_r=fft(r,30*L);

pho_r=fftshift(pho_r);

figure(7)

plot(f,abs(pho_r).^2/(30*L))

title('pho tin hieu khi duoc khoi phuc')

%ve duong cong xac xuat loi

%tao chuoi bit ngau nhien QPSK

if angle(st(c))<=pi/2 && angle(st(c))>0phi(c)=pi/4;

elseif angle(st(c))<=pi && angle(st(c))>pi/2phi(c)=3*pi/4;

elseif angle(st(c))<=3*pi/2 && angle(st(c))>piphi(c)= 5*pi/4;

elseif angle(st(c))<=2*pi && angle(st(c))>3*pi/2 phi(c)=7*pi/4;

legend('theo mo phong','theo ly thuyet')

title('duong cong bit loi QPSK')

grid

r((z-1)*30+1:z*30)=1;

r(z*30+1:z*30+30)=0;

title('bieu do chom sao tin hieu QPSK')

%ve dang song tin hieu

% Mau mat cua tin hieu tai cac diem tren he thong %ve pho cua tin hieu

%pho tin hieu dieu che f=(-30*L/2:30*L/2-1)/(30*L*(t(2)-t(1)));

pho_dc=fft(sdc,30*L); pho_dc=fftshift(pho_dc);

figure(5)

plot(f,abs(pho_dc).^2/(30*L)) title('pho tin hieu

sau dieu che')

%pho tin hieu khi qua kenh awgn

pho_awgn=fft(sdc_awgn,30*L);

pho_awgn=fftshift(pho_awgn); figure(6)

plot(f,abs(pho_awgn).^2/(30*L)) title('pho tin hieu

qua kenh awgn')

%pho tin hieu khi khoi phuc tai phia thu

pho_r=fft(r,30*L);

pho_r=fftshift(pho_r);

plot(f,abs(pho_r).^2/(30*L))

title('pho tin hieu khi duoc khoi phuc')

%ve duong cong xac xuat loi

%tao chuoi bit ngau nhien QPSK

if angle(st(c))<=pi/2 && angle(st(c))>0phi(c)=pi/4;

elseif angle(st(c))<=pi && angle(st(c))>pi/2phi(c)=3*pi/4;

elseif angle(st(c))<=3*pi/2 && angle(st(c))>piphi(c)= 5*pi/4;

elseif angle(st(c))<=2*pi && angle(st(c))>3*pi/2 phi(c)=7*pi/4;

legend('theo mo phong','theo ly thuyet')

title('duong cong bit loi QPSK')

n = 1/sqrt(2)*[randi(1,N) + j*N)]; % white guassian noise, 0dBvariance

y = s + 10^( -Es_N0_dB(ii)/20)*n; % additive white gaussiannoise

% demodulation

y_re = real(y); % real

y_im = imag(y); % imaginary

ipHat(find(y_re < 0 & im 0)) = -1 + -1*j; ipHat(find(y_re

>= 0 & im > 0)) = 1 + 1*j; ipHat(find(y_re < 0 & im >= 0))