Báo cáo thí nghiệm thông tin số

Báo cáo thí nghiệm thông tin số Viện điện tử viễn thông Đại học bách khoa hà nội

Trang 1

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MÔN HỌC

THÔNG TIN SỐ

Mã học phần : ET3250 Sinh viên thực hiện:

Mã số sinh viên:

Lớp: Điện tử truyền thông 07-K56 Nhóm thí nghiệm:

1

Trang 2

Bài 1: QUÁ TRÌNH NGẪU NHIÊN CỦA TÍN HIỆU

Bài 1.1:

% -% BAI 1: QUA TRINH NGAU NHIEN CUA TIN HIEU

% Bai 11: Viet chuong trinh ve ham phan phoi chuan

% -x=-5:0.1:5; % Khoi tao mang x gom 100 phan tu

Px=(1/sqrt(2*pi)*exp(-x.^2/2)); %Gia tri cua ham P(x)

plot(x,Px,'-o');

xlabel('x'); % Tieu de cua truc Ox

ylabel('P(x)'); % Tieu de cua truc Oy

title('Ham phan bo xac suat cua phan phoi chuan');

Figure:

2

Trang 3

Bài 1.2: Tạo 1 quá trình ngẫu nhiên với phân bố chuẩn với độ dài 100000 phần tử

% -%Bai 1.2: Qua trinh ngau nhien voi phan phoi chuan voi do dai 100000 ptu

% -len = 100000; % Do dai cua qua trinh ngau nhien

x = randn(1,len); % Tao qua trinh ngau nhien theo phan phoi chuan

step =0.1; % step = 0.1

k = -5:step:5; % Khoang xet tu -5 den 5, cach deu 0.1

px = hist (x,k)/len/step; % Tinh so vector trong khoang -5 den 5

stem(k,px); % Do thi roi rac

Px_lythuyet = exp(-k.^2/2)/sqrt(2*pi);

hold on; % Ve chung voi do thi px

plot(k,Px_lythuyet,'rx '); % Hien thi dang do thi

title('Phan bo xac suat Gauss '); % Tieu de cua do thi

xlabel('x'); % Ten truc hoanh

ylabel ('P(x)'); % Ten truc tung

legend('Ly thuyet','Mo phong'); % Ky hieu

hold off;

Figure:

3

Trang 4

Bài 2: LƯỢNG TỬ HÓA TUYẾN TÍNH

Bài 2.1:

Code:

Xs =rand(1,5)*2-1;

[xi xq] =lquan(xs,-5,5,3)

Kết quả:

xs = 0.6294 0.8116 -0.7460 0.8268 0.2647

xi = 4 4 3 4 4

xq = 0.6250 0.6250 -0.6250 0.6250 0.6250

Bài 2.2:

% -% Bai 22: Cho tin hieu x(t) ngau nhien co bien do -1 den 1 xet trong

% khoang 0<= t % <=20

% va t/h luong tu xq(t) Ve do thi xt va xqt tren cung 1 do thi

% -t = 0:0.01:20;

xt= sin(randn()+t).*cos(rand()*t);

[inx xqt] = lquan(xt,-1,1,randint(1,1,3)+2);

plot(t,xt,'b',t,xqt,'r');

grid on;

title('Do thi cua tin hieu xt va xqt ');

xlabel('t');

legend('x(t)','xqt(t)');

hold off;

Figure:

4

Trang 5

Bài 3: TẠP ÂM LƯỢNG TỬ TRONG KỸ THUẬT LƯỢNG TỬ HÓA TUYẾN TÍNH

Bài 3.1:

% -% Bai 3.1: Luong tu hoa tuyen tin mot t/h ngay nhien x gom 1000 mau phan bo

% deu trong dai -1:1 So sanh voi cong thuc ly thuyet, ty so SNqR trong

% truong hop t/h vao co phan bo deu dc tin nhu sau: SNqR=6.02n

% -N=1000;

x= 2*rand(1,N)-1; % x phân bo deu tu -1 den 1

nbit= 1:10; % So bit luon tu tu 1 den 10

SNqR=zeros(size(nbit)); % Khoi tao mang SNqR chua ket qua

SNqR_lt= 6.02*nbit; % Mang chua SNqR tinh theo ly thuyet

Ps=sum(x.^2)/N; % Cong suat tin hieu x

% Tinh gia tri SNqR ung voi moi gia tri cua n

for i=1:length(nbit) % Size(n,2) tra ve so cot cua n

[xi xq]=lquan(x,-1,1,nbit(i)); %LTH x voi so bit nbit(i) luu kq vao xq eq=x-xq; % Tinh sai so

Pq=sum(eq.^2)/N; % Cong suat tap am luong tu Pq

SNqR(i)=10*log10(Ps/Pq); % Tinh SNqR(i) ra deciben

end

plot(nbit,SNqR,'b',nbit,SNqR_lt,'r-');

title('Do thi SNqR theo nbit');

xlabel('x');

ylabel('SNqR');

legend('Thuc te','Ly thuyet');

hold off;

5

Trang 6

Bài 3.2:

% -% Bai 3.2:

% -N=1000;

x= sin(linspace(1,5,N)); % x la tin hieu dieu hoa

nbit= 1:10; % So bit luon tu tu 1 den 10

SNqR=zeros(size(nbit)); % Khoi tao mang SNqR chua ket qua

SNqR_lt= 6.02*nbit; % Mang chua SNqR tinh theo ly thuyet

Ps=sum(x.^2)/N; % Cong suat tin hieu x

% Tinh gia tri SNqR ung voi moi gia tri cua n

for i=1:length(nbit) % Size(n,2) tra ve so cot cua n

[xi xq]=lquan(x,-1,1,nbit(i)); %LTH x voi so bit nbit(i) luu kq vao xq eq=x-xq; % Tinh sai so

Pq=sum(eq.^2)/N; % Cong suat tap am luong tu Pq

SNqR(i)=10*log10(Ps/Pq); % Tinh SNqR(i) ra deciben

end

plot(nbit,SNqR,'b',nbit,SNqR_lt,'r-');

title('Do thi SNqR theo nbit');

xlabel('x');

ylabel('SNqR');

legend('Thuc te','Ly thuyet');

hold off;

6

Trang 7

Bài 4: MẬT ĐỘ PHỔ NĂNG LƯỢNG VÀ HÀM TỰ TƯƠNG QUAN CỦA TÍN HIỆU

Bài 4.1:

% -% Bai 4.1: Tinh va ve do thi ham mat do pho nang luong cua tin hieu ngau

% nhien x voi do dai L=500 mau

% -L=500;

x=randn(1,L);

acorr_x = xcorr(x); % Ham tu tuong quan cua x

n=-(L-1):1:(L-1);

plot(n,acorr_x);

title('Ham tu tuong quan');

xlabel('n');

ylabel('acorr_x');

hold on;

% Tin hieu co bien do tang dan

x=linspace(-1,1,L);

acorr_x=xcorr(x);

n=-(L-1):1:(L-1);

plot(n,acorr_x,'k ');

hold on;

% Tin hieu since

x=sin(linspace(-10,10,L));

acorr_x=xcorr(x);

n=-(L-1):1:(L-1);

plot(n,acorr_x,'r.');

hold on;

7

Trang 8

Bài 4.2:

% -% BAI 4: MAT DO PHO NANG LUONG VA HAM TU TUONG QUAN CUA TIN HIEU

% Bai 4.2: Yeu cau:

% Tao t/h ngau nhien x voi do dai L=50 mau

% Tinh ham mat do pho nang luong cua t/h x, luu vao vector esd_x % Tim pho cua ham tu tuong quan cua x, luu vao bien ft_acorr_x % Ve do thi pho cua esd_x va ft_acorr_x

% -L=50; % t/h x ngau nhien do dai L=50 mau

N=200; % So luong tan so roi rac

x=randn(1,L);

w=linspace(0,2*pi,N);

fx=freqz(x,1,w);

esd_x=fx.*conj(fx);

acorr_x=xcorr(x);

subplot(2,1,1);

semilogy(w/pi,esd_x);

title('Mat do pho nang luong');

xlabel('n');

ylabel('S(ejw)');

hold on;

ft_acorr_x=freqz(acorr_x,1,w).*exp(j*w*(L-1));

subplot(2,1,2);

semilogy(w/pi,real(ft_acorr_x),'r');

xlabel('n');

ylabel('Rxx(ejw)');

Figure:

8

Trang 9

Bài 5: MÃ ĐƯỜNG DÂY NRZ

Bài 5.1:

% -% BAI 5: MA DUONG DAY NRZ

% Bai 5.1: Mo phong he thong truyen so dan bang tan co so su dung phuong

% phap ma hoa NRZ luong cuc

% -len=100000; % Do dai dong bit mo phong

SNR_db=0:2:8; % Tao vector SNR_db = 0 2 4 6 8

SNR= 10.^(SNR_db/10); % Doi SNR tu decibel sang lan

bsignal=randint(1,len); % Dong bit ngau nhien co do dai len

NRZ_signal=bsignal*2-1; % Bien doi dong bit 0 1 sang -1 1

N0=1./SNR; % Cong suat tap am

for i=1:length(SNR_db)

noise=sqrt(N0(i))*randn(1,len);

r_signal=NRZ_signal + noise;

NRZ_decoder=sign(r_signal);

[Num,Rat]=symerr(NRZ_decoder,NRZ_signal);

Pe(i)=Rat;

end

plot(SNR_db,Pe,'ko ');

title('Ty le bit loi');

xlabel('SNR_db');

ylabel('Pe');

Figure:

9

Trang 10

Bài 5.2:

% -% BAI 5: MA DUONG DAY NRZ

% Bai 5.2: Ve do thi cua ham xac suat loi ly thuyet va mo phong tren cung

% mot do thi

% -len=100000; % Do dai dong bit mo phong

SNR_db=0:2:8; % Tao vector SNR_db = 0 2 4 6 8

SNR= 10.^(SNR_db/10); % Doi SNR tu decibel sang lan

bsignal=randint(1,len); % Dong bit ngau nhien co do dai len

NRZ_signal=bsignal*2-1; % Bien doi dong bit 0 1 sang -1 1

N0=1./SNR; % Cong suat tap am

noise=sqrt(N0(i))*randn(1,len);

r_signal=NRZ_signal + noise;

NRZ_decoder=sign(r_signal);

[Num,Rat]=symerr(NRZ_decoder,NRZ_signal);

Pe(i)=Rat;

end

plot(SNR_db,Pe,'ko ');

title('Ty le bit loi');

xlabel('SNR_db');

ylabel('Pe');

hold on;

SNR=0:2:8;

pe=1./2.*(1-erf(sqrt(10.^(SNR/10)./2)));

plot(SNR,pe,'r+-');

legend('Mo phong','Ly thuyet');

Figure:

10

Trang 11

Bài 6:ĐIỀU CHẾ QPSK

Bài 6.1:

% -% BAI 6: DIEU CHE QPSK

% Bai 6.1: Bieu do chom sao cua tin hieu d/c QPSK va ma hoa theo ma Gray

% Y/c: Tao tin hieu nhi phan ngau nhien chieu dai 50000.Thuc hien dieu che

% QPSK tin hieu nay

% -len=50000;

bit=randint(1,len); %tin hieu vao

for i=1:2:len; % tao vong lap, step = 2

switch bit(i)

case 0

if bit(i+1)==0

qpsk_signal((i+1)/2)=exp(j*3*pi/4);

else

end

case 1

if bit(i+1)==0

qpsk_signal((i+1)/2)=exp(j*pi/4);

else

end

plot(qpsk_signal,'o');

hold on;

t=0:0.01:2*pi;

plot(exp(j*t),'r '); % Ve duong tron don vi

title('Bieu do chom sao cua tin hieu dieu che QPSK');

xlabel('I');

ylabel('Q');

hold off;

11

Trang 12

Bài 6.2:

% -% Bai 6.2: Cho t/h da dc dieu che o bai 6.1 di qua kenh nhieu trang (AWGN)

% voi ti le SNR=6dB Ve bieu do chom sao cua tin hieu thu duoc Sau do thay

% do ti le SNR giam dan (3dB, 0dB) va ve lai bieu do chom sao thu dc

% -len=50000;

bit = randint(1,len); % Tin hieu vao

for i=1:2:len; % Tao vong lap, voi step=2

switch bit(i)

case 0

if bit(i+1)==0

else

end

case 1

if bit(i+1)==0

qpsk_signal((i+1)/2)=exp(j*pi/4);

else

end

plot(qpsk_signal, 'r*' );

12

Trang 13

title( 'Do thi chom sao QPSK' );

xlabel( 'I' );

ylabel( 'Q' );

hold on ;

Es=std(qpsk_signal).^2; %Tinh nang luong

% -// Ti le SNR = 6 dB

// -N0=Es/(10^(6/10)); % Cong suat tap am cua nhieu voi SNR = 6 dB

noise=sqrt(N0/2).*(randn(1,length(qpsk_signal))+1i.*randn(1,length(qpsk_signal))); qpsk=qpsk_signal + noise; % Tin hieu khi co nhieu

subplot(3,1,1); plot(qpsk, 'o' );

title( 'SNR=6dB' );

grid on ;axis auto ;

xlabel( 'I' );

ylabel( 'Q' );

noise1=sqrt(N1/2).*(randn(1,length(qpsk_signal))+1i.*randn(1,length(qpsk_signal))); qpsk1=qpsk_signal + noise1;

subplot(3,1,2);

plot(qpsk1, 'o' );

title( 'SNR=3dB' );

grid on ;

axis auto ;

xlabel( 'I' );

ylabel( 'Q' );

noise2=sqrt(N2/2).*(randn(1,length(qpsk_signal))+1i.*randn(1,length(qpsk_signal))); qpsk2=qpsk_signal + noise2;

subplot(3,1,3);

plot(qpsk2, 'o' );

title( 'SNR=0dB' );

grid on ;

axis auto ;

xlabel( 'I' );

ylabel( 'Q' );

13

Trang 14

14

Trang 17

Bài 7:MÔ PHỎNG ĐIỀU CHẾ QPSK QUA KÊNH NHIỄU GAUSS

% -% Bai 70: Dem so loi xuat hien suot qua trinh phat va ve do thi ti le loi

% bit (BER) voi ti le tin hieu tren nhieu SNR= 0, 2, 4, 6, 8 dB

% -len=100000;

x = randint(1,len);

M=4;

qpsk=qammod(x,M);

SNR_db=0:2:8; %Khoi tao vecto SNR_db

SNR=10.^(SNR_db/10);

N0=1./SNR; %tao vecto N0

noise=sqrt(N0(i)/2)*(randn(size(qpsk))+j*randn(size(qpsk))); %Tao nhieu qpskx_nhieu=qpsk+noise;

r_x=qamdemod(qpskx_nhieu,M);

n=0;

for a=1:length(x)

if x(a)~=r_x(a)

n=n+1;

end

BER(i)=n/len;

end

plot(SNR_db,BER,'r-');

title('Mo phong dieu che QPSK qua kenh nhieu Gauss');

xlabel('SNR_db');

ylabel('BER');

Figure:

17

Trang 18

Bài 8:XÁC SUẤT LỖI BIT TRONG ĐIỀU CHẾ QPSK

% -% BAI 8: XAC SUAT LOI BIT TRONG DIEU CHE QPSK

% Yeu cau: Tinh ti le loi bit ly thuyet pb cua he thong va ve do thi

% SNR=0,2,4,6,8 dB So sanh ket qua ly thuyet nay voi ket qua mo phong o

% bai 5

% -len=100000;

x = randint(1,len);

M=4;

qpsk=qammod(x,M);

SNR_db=0:2:8; %khoi tao vecto SNR_db 0 2 4 6 8

SNR=10.^(SNR_db/10);

N0=1./SNR; %tao vecto N0

BERBPSK(i)=(1./2)*erfc(sqrt(SNR(i)/2));

BERQPSK(i)=(1./2)*erfc(SNR(i)/sqrt(2));

end

plot(SNR_db,BERBPSK,'b* ',SNR_db,BERQPSK,'mo ');

title('So Sanh Ti Le Bit Loi Trong Dieu Che Tin Hieu');

xlabel('SNR_db');

ylabel('BER');

legend('Mo phong','Ly thuyet');

hold off;

Figure:

18

Định dạng
Số trang	18
Dung lượng	1,2 MB