Báo cáo gi�a kì môn m�ng không dây và di đ�ng Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯àNG Đ¾I HàC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHà THÔNG TIN BÁO TÀP LÞN GIỮA KÌ MÔ PHÞNG ĐIÂU CHÀ FSK TRÊN KÊNH TRUYÂN AWGN GiÁng viên h°ßng d¿n TS Nguyễn Hồng Giang Sinh viên thực hián Cao Minh Tiến Khánh Hòa 3 2022 lOMoARcPSD|14734974 MĀC LĀC MĀC LĀC 3 DANH MĀC HÌNH ÀNH 4 CH¯ƠNG 1 TàNG QUAN LÍ THUYÀT 5 1 1 FSK 5 1 1 1 Điều chế FSK 5 1 1 2 Giải điều chế 10 1 1 3 ¯u điểm, nh°ÿc điểm của điều chế, giải điều chế FSK 11 1 2 Kênh t¿p âm AWGN.
lOMoARcPSD|14734974 Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯àNG Đ¾I HàC NHA TRANG KHOA CƠNG NGHà THƠNG TIN BÁO TÀP LÞN GIỮA KÌ MƠ PHÞNG ĐIÂU CHÀ FSK TRÊN KÊNH TRUN AWGN GiÁng viên h°ßng d¿n: TS Nguyễn Hồng Giang Sinh viên thực hián: Cao Minh Tiến Khánh Hòa 2022 lOMoARcPSD|14734974 MĀC LĀC MĀC LĀC DANH MĀC HÌNH ÀNH CH¯ƠNG 1: TàNG QUAN LÍ THUYÀT 1.1 FSK 1.1.1 Điều chế FSK 1.1.2 Giải điều chế 10 1.1.3 ¯u điểm, nh°ÿc điểm điều chế, giải điều chế FSK 11 1.2 Kênh t¿p âm AWGN 12 1.2.1 T¿p âm AWGN 12 1.2.2 Mô t¿p âm AWGN 14 1.3 Octave 16 1.3.1 Giới thiệu 16 1.3.2 Octave-Forge 17 CH¯ƠNG 2: MƠ PHÞNG ĐIÂU CHÀ FSK TRÊN KÊNH TRUN AWGN 18 2.1 Vẽ đồ thị biểu diễn tín hiệu đầu vào (Binary Information at Transmitter) 18 2.2 Vẽ đồ thị biểu diễn hai tần số sóng mang ă1và ă2 19 2.3 Vẽ đồ thị biểu diễn sóng tín hiệu FSK điều chế từ tín hiệu nhị phân ban đầu 21 2.4 Vẽ đồ thị biểu diễn sóng tín hiệu FSK truyền kênh truyền AWGN 22 2.5 Vẽ tín hiệu phía thu sau thực giải điều chế FSK 22 2.6 Mã nguồn đầy đủ mơ phịng 24 lOMoARcPSD|14734974 DANH MĀC HÌNH ÀNH Hình 1 Phổ tần tín hiệu FSK Hình D¿ng sóng FSK Hình Ph°¡ng pháp điều chế FSK Hình Điều chế FSK Hình Ph°¡ng pháp giải điều chế FSK 10 Hình S¡ đồ chung điều chế giải điều chế FSK 11 Hình Mát ví dā t¿p âm Gauss với giá trị trung bình ph°¡ng sai �㔎2 = 13 Hình Hàm mật đá xác suất Gauss với �㔎 = 13 Hình Mật đá phổ công suất hàm tự t°¡ng quan t¿p âm trắng 14 Hình 10 Hàm phân bố t¿p âm AWGN 16 Hình 11 Phần mềm Octave 17 Hình Binary Information at Transmitter 19 Hình 2 Tần số sóng mang ă1 20 Hình Tần số sóng mang ă2 21 Hình Đồ thị biểu diễn sóng tín hiệu FSK điều chế từ tín hiệu nhị phân ban đầu 21 Hình Đồ thị biểu diễn sóng tín hiệu FSK truyền kênh truyền AWGN 22 Hình Tín hiệu phía thu sau thực giải điều chế FSK 24 Hình Hình ảnh đầy đủ mô 28 lOMoARcPSD|14734974 CH¯ƠNG 1: TàNG QUAN LÍ THUYÀT 1.1 FSK 1.1.1 ĐiÃu chÁ FSK a) Khái niệm Khi tín hiệu điều chế tín hiệu số điều chế tần số đ°ÿc gọi FSK (Frequency Shift Keying: khóa dịch tần số) Điều chế tần số sử dāng k bit liệu số mßi kí tự để dịch chuyển tần số sóng mang, biên đá tín hiệu điều chế tần số khơng đổi FSK xem nh° tín hiệu trực giao Các s¡ đồ tín hiệu chủ yếu sử dāng cho truyền số liệu số tốc đá thấp, lý để dùng ráng rãi Modem số liệu t°¡ng đối dễ dàng t¿o tín hiệu dùng giải điều chế không kết hÿp Nh° tên gọi, tin tức số đ°ÿc truyền mát cách đ¡n giản cách dịch tần số sóng mang mát l°ÿng định t°¡ng ứng với mức nhị phân b) Nguyên tắc điều chế FSK Giả sử có sóng mang: �㕥 (ā) = acos(�㔔ā ā + �㔑(ā)) = acos(�㔃(ā)) với �㔃(ā) = �㔔ā ā + �㔑(ā) Ta giữ nguyên biên đá, pha thay đổi tần số: • Trong : �㔔ÿ = o �㔔ÿ tần số tức thời o Ă�㔑(ā) Ăā ā�㔃 ′ (ā) ā�㔑(ā) = �㔔ā + āā āā thay đổi tần số với tần số sóng mang Ta gọi điều tần Ă�㔑(ā) Suy ra: Ăā = �㕘ă Ā(ā) Trong đó, Ā(ā) tín hiệu sin, �㕘ă hệ số điều tần ā Suy ra: �㔑(ā) = ∫ �㕘ă s(λ) dλ ā y(t) = a cos[�㔔Ā ā + ∫ �㕘ă s(λ) dλ ] lOMoARcPSD|14734974 Trong tr°ờng hÿp điều chế số FSK Ā(ā) = { ÿÿā ′1′ 21 ÿÿā ′0′ Khi y(t) = a cos(�㔔Ā ā ± �㕘ă ā) = a cos(�㔔Ā ± �㕘ă) ā Tần số ứng với mát bit đó: • Đối với bit >>>>>>> Code for binary FSK modulation and de-modulation >>>>>>>% clc; clear all; close all; x=[ 0 1 1]; % Binary Information bp=.000001; % bit period disp(' Binary information at Transmitter :'); disp(x); %XX representation of transmitting binary information as digital signal XXX pkg load communications; bit=[]; for n=1:1:length(x) if x(n)==1; se=ones(1,100); else x(n)==0; se=zeros(1,100); end bit=[bit se]; end t1=bp/100:bp/100:100*length(x)*(bp/100); subplot(6,1,1); plot(t1,bit,'lineWidth',2.5);grid on; axis([ bp*length(x) -.5 1.5]); ylabel('amplitude(volt)'); Downloaded by quang tran (qt738189@gmail.com) lOMoARcPSD|14734974 xlabel(' time(sec)'); title('transmitting information as digital signal'); Hình Binary Information at Transmitter 2.2 V¿ đß thß biểu dißn hai tần số sóng mang �㖇ÿ �㖇Ā %XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX Binary-FSK modulation XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX% A=5; % Amplitude of carrier signal br=1/bp; % bit rate f1=br*8; % carrier frequency for information as f2=br*2; % carrier frequency for information as t2=bp/99:bp/99:bp; ss=length(t2); m=[]; for (i=1:1:length(x)) if (x(i)==1) y=A*cos(2*pi*f1*t2); Downloaded by quang tran (qt738189@gmail.com) lOMoARcPSD|14734974 else y=A*cos(2*pi*f2*t2); end m=[m y]; end t3=bp/99:bp/99:bp*length(x); #s1 subplot(6,1,2); plot(t3,A*cos(2*pi*f1*t3)) xlabel('time(sec)'); ylabel('s1(t)'); #s2 subplot(6,1,3); plot(t3,A*cos(2*pi*f2*t3)) xlabel('time(sec)'); ylabel('s2(t)'); Hình 2 Tần số sóng mang ă1 Downloaded by quang tran (qt738189@gmail.com) lOMoARcPSD|14734974 Hình Tần số sóng mang ă2 2.3 V¿ đß thß biểu dißn sóng tín hiáu FSK điÃu chÁ từ tín hiáu nhß phân ban đầu subplot(6,1,4); plot(t3,m); xlabel('time(sec)'); ylabel('amplitude(volt)'); title('waveform for binary FSK modulation coresponding binary information'); Hình Đồ thị biểu diễn sóng tín hiệu FSK điều chế từ tín hiệu nhị phân ban đầu Downloaded by quang tran (qt738189@gmail.com) lOMoARcPSD|14734974 2.4 V¿ đß thß biểu dißn sóng tín hiáu FSK trun kênh truyÃn AWGN snr2=10^(1/10); subplot(6,1,5); plot(t3,awgn(m,snr2,'measured'),'LineWidth',1);grid on; %% AWGN CHANNEL modulatedSignalAwgn = awgn(m,snr2,'measured'); %% AWGN CHANNEL xlabel('time(sec)'); ylabel('amplitude(volt)'); title('waveform for binary FSK modulation coresponding binary information on AWGN'); Hình Đồ thị biểu diễn sóng tín hiệu FSK truyền kênh truyền AWGN 2.5 V¿ tín hiáu phía thu sau thực hián giÁi điÃu chÁ FSK %XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX Binary FSK demodulation XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX mn=[]; for n=ss:ss:length(modulatedSignalAwgn) t=bp/99:bp/99:bp; y1=cos(2*pi*f1*t); % carrier siignal for information y2=cos(2*pi*f2*t); % carrier siignal for Downloaded by quang tran (qt738189@gmail.com) lOMoARcPSD|14734974 information mm=y1.*modulatedSignalAwgn((n-(ss-1)):n); mmm=y2.*modulatedSignalAwgn((n-(ss-1)):n); t4=bp/99:bp/99:bp; z1=trapz(t4,mm) % intregation z2=trapz(t4,mmm) % intregation zz1= round(2*z1/bp) zz2= round(2*z2/bp) % logic lavel= (0+A)/2 or (A+0)/2 or 2.5 ( if(zz1>A/2) in this case) a=1; else(zz2>A/2) a=0; end mn=[mn a]; end disp(' Binary information at Reciver :'); disp(mn); %XXXXX Representation of binary information as digital signal which achived %after demodulation XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX bit=[]; for n=1:length(mn); if mn(n)==1; se=ones(1,100); else mn(n)==0; se=zeros(1,100); end bit=[bit se]; end t4=bp/100:bp/100:100*length(mn)*(bp/100); Downloaded by quang tran (qt738189@gmail.com) lOMoARcPSD|14734974 subplot(6,1,6); plot(t4,bit,'LineWidth',2.5);grid on; axis([ bp*length(mn) -.5 1.5]); ylabel('amplitude(volt)'); xlabel(' time(sec)'); title('recived information as digital signal after binary FSK demodulation'); %>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> end of program >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>% Hình Tín hiệu phía thu sau thực giải điều chế FSK 2.6 Mã ngn đầy đủ mơ phòng %>>>>>>>>> Code for binary FSK modulation and de-modulation >>>>>>>% clc; clear all; close all; x=[ 0 1 1]; % Binary Information bp=.000001; % bit period Downloaded by quang tran (qt738189@gmail.com) lOMoARcPSD|14734974 disp(' Binary information at Transmitter :'); disp(x); %XX representation of transmitting binary information as digital signal XXX pkg load communications; bit=[]; for n=1:1:length(x) if x(n)==1; se=ones(1,100); else x(n)==0; se=zeros(1,100); end bit=[bit se]; end t1=bp/100:bp/100:100*length(x)*(bp/100); subplot(6,1,1); plot(t1,bit,'lineWidth',2.5);grid on; axis([ bp*length(x) -.5 1.5]); ylabel('amplitude(volt)'); xlabel(' time(sec)'); title('transmitting information as digital signal'); %XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX Binary-FSK modulation XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX% A=5; carrier signal br=1/bp; % bit rate f1=br*8; information as f2=br*2; information as t2=bp/99:bp/99:bp; % Amplitude of % carrier frequency for % carrier frequency for ss=length(t2); m=[]; for (i=1:1:length(x)) if (x(i)==1) y=A*cos(2*pi*f1*t2); else y=A*cos(2*pi*f2*t2); end Downloaded by quang tran (qt738189@gmail.com) lOMoARcPSD|14734974 m=[m y]; end t3=bp/99:bp/99:bp*length(x); #s1 subplot(6,1,2); plot(t3,A*cos(2*pi*f1*t3)) xlabel('time(sec)'); ylabel('s1(t)'); #s2 subplot(6,1,3); plot(t3,A*cos(2*pi*f2*t3)) xlabel('time(sec)'); ylabel('s2(t)'); subplot(6,1,4); plot(t3,m); xlabel('time(sec)'); ylabel('amplitude(volt)'); title('waveform for binary FSK modulation coresponding binary information'); snr2=10^(1/10); subplot(6,1,5); plot(t3,awgn(m,snr2,'measured'),'LineWidth',1);grid on; %% AWGN CHANNEL modulatedSignalAwgn = awgn(m,snr2,'measured'); %% AWGN CHANNEL xlabel('time(sec)'); ylabel('amplitude(volt)'); title('waveform for binary FSK modulation coresponding binary information on AWGN'); %XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX Binary FSK demodulation XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX mn=[]; for n=ss:ss:length(modulatedSignalAwgn) t=bp/99:bp/99:bp; y1=cos(2*pi*f1*t); % carrier siignal for information y2=cos(2*pi*f2*t); % carrier siignal for information mm=y1.*modulatedSignalAwgn((n-(ss-1)):n); Downloaded by quang tran (qt738189@gmail.com) lOMoARcPSD|14734974 mmm=y2.*modulatedSignalAwgn((n-(ss-1)):n); t4=bp/99:bp/99:bp; z1=trapz(t4,mm) % intregation z2=trapz(t4,mmm) % intregation zz1= round(2*z1/bp) zz2= round(2*z2/bp) if(zz1>A/2) % logic lavel= (0+A)/2 or (A+0)/2 or 2.5 ( in this case) a=1; else(zz2>A/2) a=0; end mn=[mn a]; end disp(' Binary information at Reciver :'); disp(mn); %XXXXX Representation of binary information as digital signal which achived %after demodulation XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX bit=[]; for n=1:length(mn); if mn(n)==1; se=ones(1,100); else mn(n)==0; se=zeros(1,100); end bit=[bit se]; end t4=bp/100:bp/100:100*length(mn)*(bp/100); subplot(6,1,6); plot(t4,bit,'LineWidth',2.5);grid on; axis([ bp*length(mn) -.5 1.5]); ylabel('amplitude(volt)'); xlabel(' time(sec)'); title('recived information as digital signal after binary FSK demodulation'); %>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> end of program >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>% Downloaded by quang tran (qt738189@gmail.com) lOMoARcPSD|14734974 Hình Hình ảnh đầy đủ mơ Downloaded by quang tran (qt738189@gmail.com) ... cho tín hiệu điều chế Hình Phương pháp giải điều chế FSK lOMoARcPSD|14734974 Hình Sơ đồ chung điều chế giải điều chế FSK FSK đ°ÿc dùng ráng rãi truyền số liệu Trong FSK bit đ°ÿc truyền tần số... hiệu FSK Hình D¿ng sóng FSK Hình Ph°¡ng pháp điều chế FSK Hình Điều chế FSK Hình Ph°¡ng pháp giải điều chế FSK 10 Hình S¡ đồ chung điều chế. .. THUYÀT 1.1 FSK 1.1.1 Điều chế FSK 1.1.2 Giải điều chế 10 1.1.3 ¯u điểm, nh°ÿc điểm điều chế, giải điều chế FSK 11 1.2 Kênh t¿p âm AWGN