BÁO cáo CHUYÊN đề MẠNG KHÔNG dây và DI ĐỘNG đề tài PHÂN TÍCH tín HIỆU điều CHẾT số 8PSK và mô PHỎNG MATLAB

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN PHẦN ĐIỀU CHẾT SỐ 8PSK VÀ MÔ PHỎNG MATLAB Sinh viên thực hiện: LƯU QUANG THẮNG Mã sinh Viên: 19810310308 Giáo viên hướng dẫn: TRẦN VĂN NGHĨA Lớp: D14CNPM5 Khoa: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM Khóa: 2019 – 2024 Hà Nội, tháng 04 năm 2022 PHIẾU CHẤM ĐIỂM Sinh viên thực hiện: Họ tên Chữ ký Lưu Quang Thắng download by : skknchat@gmail.com Ghi Giảng viên chấm: Họ tên Giảng viên chấm 1: Giảng viên chấm 2: download by : skknchat@gmail.com MỤC LỤC PHIẾU CHẤM ĐIỂM LỜI CẢM ƠN .1 LỜI MỞ ĐẦU .2 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU CHẾ 8PSK I Cơ sở lý thuyết Khái quát công nghệ mạng không dây Bộ phát 8-PSK 3 Bộ phát 8-PSK II Điều chế .3 Khái niệm Phương pháp điều chế dịch pha PSK CHƯƠNG 2: CODE MÔ PHỎNG BẰNG MATLAB Cơ sở lý thuyết download by : skknchat@gmail.com LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Khoa Công nghệ thông tin, trường Đại học Điện Lực, tạo điều kiện cho em thực đề tài Để hồn thành báo cáo đề tài “Phân tích tín hiệu điều chế số 8PSK mô matlab.”, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy truyền đạt, giảngTrần Văn Nghĩa dạy cho chúng em kiến thức, kinh nghiệm quý báu thời gian học tập rèn luyện, tận tình hướng dẫn chúng em trình làm báo cáo Em gửi lời cảm ơn tới bạn bè đóng góp ý kiến q bàu để nhóm em hồn thành báo cáo tốt Tuy nhiên, thời gian trình độ có hạn nên báo cáo chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, nhóm em mong đóng góp ý kiến thầy tồn thể bạn Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn ln mong nhận đóng góp quý báu tất người download by : skknchat@gmail.com LỜI MỞ ĐẦU Trải nghiệm hòa nhập thiết bị di động trải nghiệm ngày trở nên phổ biến sống thường ngày Cùng với bùng nổ IoT thiết bị di động, mạng bạn không cần phải an tồn mà cịn phải nhanh đáng tin cậy Với điểm truy cập kiểm soát không dây hỗ trợ tiêu chuẩn Wi-Fi (802.11ax), Cisco cung cấp kiến trúc dựa mục đích nhằm đáp ứng kỳ vọng quy mô phát triển nhu cầu kinh doanh khách hàng Hiện nay, nói internet khơng thể thiếu gia đình Mạng khơng dây ? Mạng khơng dây mạng kết nối thiết bị có khả thu phát sóng (như máy vi tính có gắn Adapter buy modafinil không dây, PDA,…) lại với Không sử dụng dây dẫn mà sử dụng song vô tuyến truyền dẫn không gian thông qua trạm thu/phát sóng download by : skknchat@gmail.com CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU CHẾ 8PSK I Cơ sở lý thuyết 8-PSK dạng điều chế có mức M=8 nên có khả pha đầu Do đó, pha tùy thuộc trạng thái tổ hợp bit đầu vào Khái quát công nghệ mạng không dây 1.1 Mạng không dây Mạng không dây mạng điện thoại mạng máy tính sử dụng sóng radio làm sóng truyền dẫn hay tầng vật lý Một mạng không dây mạng máy tính sử dụng kết nối liệu khơng dây nút mạng Mạng không dây ưa thích hộ gia đình, doanh nghiệp hay sở kinh doanh vừa lớn có nhu cầu kết nối internet không thông qua nhiều cáp chuyển đổi Các mạng không dây quản lý hệ thống truyền thông vô tuyến nhà mạng Những hệ thống thường đặt tập trung rời rạc sở lưu trữ nhà mạng Cấu trúc mạng thường sử dụng cấu trúc OSI Những ví dụ điển hình mạng không dây là: mạng wifi, mạng 3G, mạng điện thoại di động, mạng bluetooth, mạng nội không dây (WLAN), mạng cảm biến không dây, mạng truyền thông vệ tinh mạng sóng mặt đất 1.2 Phân loại mạng khơng dây Theo giao thức báo hiệu: Có/khơng sử dụng giao thức báo hiệu - Theo vùng phủ sóng mạng chia làm loại chính: WLAN, WPAN, WWAN WMAN + WLAN (Wireless Local Area Network): khoảng liên lạc 100m đến 500m; tốc độ truyền liệu từ 1Mbps đến 54Mbps; Mạng sử dụng chuẩn Wi-fi + WPAN (Wireless personal area network): vùng phủ sóng 10m; Một số thiết bị kết nối như: máy tính kết nối tai nghe, máy in, bàn phím, chuột, Công nghệ sử dụng: Wibree, Bluetooth, UWB, - download by : skknchat@gmail.com WMAN (Wireless metropolitan area network): Triển khai diện rộng, tầm phủ sóng từ đến 10km, tốc độ truyền tải liệu lên đến 75Mbps; Công nghệ sử dụng nhiều WiMAX + WWAN (Wireless Wide Area Network): Kết nối LAN với + cách gộp nhiều kênh lại truyền liên kết Bộ phát 8-PSK Mạch chia bit tổ hợp bit theo kênh khác Các bit a b theo kênh I Q xác định cực tính tín hiệu mạch biến đổi từ mức, bit c xác định biên độ điện dc Có biên độ dùng 0,34V 0,821V Khi a b bit I ngã mạch biến đổi có trị dương, ngược lại a b bit Biên độ tín hiệu từ mạch biến đổi luôn khác nhau, mạch nhận tín hiệu c để báo tín hiệu có biên độ 0,821(0,34) mạch nhận tín hiệu đảo lại cho tín hiệu có biên độ 0,34(0,821) Vì bit abc độc lập với nên +0,821(-0,821) +0,34(-0,34) luôn giá trị cos thể có ngã mạch biến đổi kênh I mạch điều chế sóng mang ban đầu (khơng làm lệch pha) nên giá trị ngã +0,821(-0,821) coswct +0,34(-0,34) coswct ngã Q giá trị +0,821(-0,821) coswct +0,34(-0,34) coswct Mạch tổng hợp tổng hợp tín hiệu kênh tín hiệu Tùy theo cá tín hiệu vào tín hiệu có pha khác Tín hiệu vào 8-PSK qua lọc dải thông, đến chia công suất theo kênh I Ở Q, sau đến tách sóng tích kênh I, kênh Q mạch hồi phục sóng mang Nhiệm vụ mạch hồi phục sóng mang tái tạo sóng mang phía phát, Tín hiệu 8-PSK trộn với sóng mang hồi phục tách sóng tíc kênh l với sóng mâng cầu phương (lệch 90 độ) tách sóng tích kênh Q Đầu tách sóng tích tín hiệu PAM bốn mức Bộ chuyển đổi A/D chuyển đổi mức tương tự thành mức số Đầu chuyển đổi A/D kênh l bít download by : skknchat@gmail.com I C Đầu chuyển đổi A/D kênh Q bit Q C Mạnh logic Q/I/C chuyển đổi cặp I/C Q/C thành bit nối tiếp I, Q C đầu cuẩ dãy liệu thu Bộ phát 8-PSK Mạng WLAN sử dụng sóng điện từ truyền thơng tin từ điểm sang điểm khác Các sóng vơ tuyến sóng mang vô tuyến Thực chức phân phát lượng đơn giản tới máy thu xa Dữ liệu truyền chồng lên sóng mang vơ tuyến để nhận lại máy thu Đó điều biến sóng mang theo thơng tin truyền Một liệu chồng lên sóng mang vơ tuyến Thì tín hiệu vơ tuyến chiếm nhiều tần số đơn Vì tần số tốc độ truyền theo bit thông tin biến điệu thêm vào sóng mang Nhiều sóng mang vơ tuyến tồn không gian thời điểm Để nhận liệu, máy thu vơ tuyến bắt sóng tần số vơ tuyến xác định Trong cấu hình mạng WLAN tiêu biểu Một thiết bị thu phát, gọi điểm truy cập nối tới mạng nối dây từ vị trí cố định Sử dụng cáp Ethernet chuẩn Điểm truy cập nhận, lưu vào nhớ đệm Truyền liệu mạng WLAN sở hạn tầng mạng nối dây Một điểm truy cập đơn hỗ trợ nhóm nhỏ người sử dụng Vận hành bên phạm vi vài mét tới hàng chục mét Điểm truy cập thông thường gắn cao Thực tế gắn nơi đâu miễn khoảng vô tuyến cần thu Các người dùng đầu cuối truy cập mạng WLAN thông qua card giao tiếp mạng WLAN mà thực card PC máy tính để bàn, thiết bị tích hợp hồn tồn bên máy tính cầm tay Các card giao tiếp mạng WLAN cung cấp giao diện hệ điều hành mạng (NOS) sóng trời (qua anten) Bản chất kết nối không dây suốt với NOS Ưu điểm mạng không dây download by : skknchat@gmail.com Độ tin tưởng caotrong kết nối mạng doanh nghiệp Sự tăng trưởng mạnh mẻ internet, dịch vụ trực tuyến Truy cập thông tin mà không cần kiếm chổ để cắm, nhà quản lý mạng thiết lập Bổ sung mạng mà không cần lắp đặt, di chuyển dây nối Khả lưu động cải thiện hiệu suất dịch vụ Đơn giản, linh hoạt tốc độ nhanh cài đặt Giảm bớt giá thành sở hữu Phục vụ tốt hơn, tiện nghi có lợi chi phí Khả lưu động hỗ trợ hội hiệu suất dịch vụ mà mạng có dây khơng thể thực Cài đặt hệ thống mạng nhanh dễ dàng, giảm bớt việc phải kéo dây qua vị trí khó khăn Cấu hình mạng hệ thống mạng không dây dễ thay đổi từ mạng độc lập phù hợp với số nhỏ người dùng đến mạng sở hạ tầng với hàng nghìn người sử dụng vùng rộng lớn Tính mở rộng dễ dàng đáp ứng tức có gia tăng lớn số lượng truy cập Độ tin tưởng cao việc chia sẻ liệu tài nguyên; người dùng truy cập thông tin dùng chung mà khơng tìm kiếm chỗ để cắm vào, nhà quản lý mạng thiết lập bổ sung mạng mà không lắp đặt di chuyển dây nối Phục vụ tốt hơn, tiện nghi có lợi chi phí Khả lưu động hỗ trợ hội hiệu suất dịch vụ mà mạng có dây thực Cài đặt hệ thống mạng nhanh dễ dàng, giảm bớt việc phải kéo dây qua vị trí khó khăn download by : skknchat@gmail.com Cấu hình mạng hệ thống mạng không dây dễ thay đổi từ mạng độc lập phù hợp với số nhỏ người dùng đến mạng sở hạ tầng với hàng nghìn người sử dụng vùng rộng lớn Tính mở rộng dễ dàng đáp ứng tức có gia tăng lớn số lượng truy cập Nhược điểm mạng không dây Bảo mật: Môi trường kết nối không dây khơng khí nên khả bị cơng cao Phạm vi: Trong phạm vi định (vài chục mét) Độ tin cậy: Dễ bị nhiễu, tín hiệu giảm tác dộng thiết bị khác Tốc độ: Tốc độ mạng không dây chậm so với mạng dùng cáp Vấn đề bảo mật: Tốc độ mạng Có thể lên tới 600Mbps chậm nhiều so với mạng cáp thông thường Bị tác động lớn yếu tố thời tiết, vật chắn bị tác động ảnh hưởng thiết bị khác Phạm vi hoạt động cịn hạn chế, thườngcó thể hoạt động phạm vi tối đa 150m Bị nhiễu hay suy giảm AI Điều chế Khái niệm Khi muốn truyền xa, cần phải chuyển đổi phổ tần tín hiệu cần truyền đến vùng phổ tần khác cách dùng sóng mang để chuyên chở tín hiệu cần truyền q trình gọi điều chế; mục đích việc làm chọn phổ tần thích hợp cho việc truyền thơng tin, với tần số sóng mang khác download by : skknchat@gmail.com người ta truyền nhiều tín hiệu có phổ tần kênh truyền khác đường truyền Quá trình biến đổi liệu số thành tín hiệu tương tự nhờ phương pháp điều chế thích hợp xem xét mục Điều chế thực cách gắn tin tức lên tải tin (sóng mang) có tần số phù hợp với mơi trường truyền Tải tin (sóng mang) sóng hình sin với tham số thay đổi theo quy luật tín hiệu biên độ, tần số góc pha Có phương pháp điều chế khác là: Điều chế dịch pha (Phase Shift Keying-PSK) Điều chế dịch biên (Amplitude Shift Keying – ASK) Điều chế dịch tần (Frequency Shift Keying-FSK) Điều chế kết hợp tham số (Quard Amplitude Modulation – QAM) Phương pháp điều chế dịch pha PSK Trong phương thức PSK, tham số sóng mang bị điều chế pha Tương ứng với logic khác pha khác Với điều chế hai pha (BPSK), pha khác lượng 2π/2 = π, góc góc π Tín hiệu biểu diễn cách thuận lợi qua giá trị biên độ góc pha tọa độ cực hình sau download by : skknchat@gmail.com Về biểu thức,tín hiệu điều chế pha nhị phân BPSK biểu diễn: fPSK(t) = A.Cos[ω0t + s(t).π] = ± A.Cos(ω0t) (s(t) nhận giá trị hay 1) Mạch điều chế thực cách nhân sóng mang A.Cos(ω0t) với tín hiệu số dạng lưỡng cực s(t) Bộ điều chế mạch vịng ví dụ cho mạch nhân Việc tách sóng đầu thu tưởng chừng đơn giản, tín hiệu thu sau nhân với sóng mang hồi phục ± A Cos (ω0t).Cos (ω0t) = ±A.(1/2 +1/2.Cos2ω0t) qua mạch lọc tần số thấp để loại bỏ thành phần tần số cao 2ω0t, đưa tín hiệu số dạng lưỡng cực ± thích hợp Song khó khăn đòi hỏi đồng chặt chẽ, đầu thu phải có sóng mang ω0t bên phát Nếu có sai lạc so với sóng mang gốc, ví dụ (ω0 + Δω), thì: ± A.Cos (ω0t).Cos (ω0t + Δω)t = ±A.[CosΔωt + Cos(2ω0t + Δωt)]/2 Khi đầu thu đưa tín hiệu = ± A/2.CosΔωt thay đổi dải từ -1 đến +1, chí có lúc triệt tiêu, khơng theo quy luật tín hiệu số lưỡng cực bên phát Bộ tách sóng bên thu địi hỏi có sóng mang đồng hồn tồn với bên phát gọi tách sóng Coherent (tách sóng hợp nhất) Đây nhược điểm chủ yếu điều chế dịch pha PSK Bù lại, PSK cho ta hiệu cao, tính chống nhiễu tốt truyền số liệu với tốc độ cao Như quan sát hình trên, phần trái mặt phẳng tương ứng với logic 1, phần phải ứng với logic Tạp âm nhiễu loạn đường truyền dù có xẩy ra, chừng chưa đủ lớn để dời điểm thu từ nửa mặt phẳng sang mặt phẳng khác, chưa gây sai lỗi cho hệ thống PSK pha download by : skknchat@gmail.com Ngoài ra, nhằm loại bỏ phức tạp phải tách sóng, người ta cịn thường dùng phương thức điều chế pha tương đối DPSK Dữ liệu vào không trực tiếp đưa điều chế, mà biến đổi (mã hóa) cách so sánh với bít vừa mã hóa trước nhờ mạch tuyệt đối âm khối trễ với thời gian giữ chậm thời gian tồn bít Dẫy sau mã hóa đưa điều chế PSK Tại đầu thu, ta cần dùng so pha thơng thường, góc lệch pha chu kỳ tín hiệu tải tin góc pha tương đối so với chu kỳ sát trước, độ lệch pha tuyệt đối so với pha sóng mang chuẩn trường hợp PSK DPSK khơng cần đồng PSK, vậy, modem DPSK giải pháp tốt, hiệu qủa kinh tế cho việc truyền liệu đường thoại analog với tốc độ trung bình Trong thực tế, tốc độ phổ biến cho modem DPSK 2400, 1200 bit/s Các loại PSK: BPSK - Khóa dịch chuyển pha nhị phân QPSK - Phím dịch chuyển pha vng góc Một số dạng PSK khác: - Pha-Shift-Keying (PSK) Binary-Phase-Shift-Keying (BPSK) Cầu phương-Pha-Shift-Keying (QPSK) Chênh lệch-Cầu phương-Pha-Shift-Keying (O-QPSK) Point-Phase-Shift-Keying (8 PSK) 16 Point-Phase-Shift-Keying (16 PSK) 10 download by : skknchat@gmail.com CHƯƠNG 2: CODE MÔ PHỎNG BẰNG MATLAB Cơ sở lý thuyết 11 download by : skknchat@gmail.com ... đầu vào Khái quát công nghệ mạng không dây 1.1 Mạng không dây Mạng khơng dây mạng điện thoại mạng máy tính sử dụng sóng radio làm sóng truyền dẫn hay tầng vật lý Một mạng không dây mạng máy tính... Công nghệ thông tin, trường Đại học Điện Lực, tạo điều kiện cho em thực đề tài Để hồn thành báo cáo đề tài ? ?Phân tích tín hiệu điều chế số 8PSK mô matlab. ”, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới... điện thoại di động, mạng bluetooth, mạng nội không dây (WLAN), mạng cảm biến không dây, mạng truyền thông vệ tinh mạng sóng mặt đất 1.2 Phân loại mạng khơng dây Theo giao thức báo hiệu: Có/khơng