Đồ án tốt nghiệp: mô phỏng hệ thống viễn thông

Mô phỏng bằng máy tính là một công cụ hết sức mềm dẻo, hiệu quả và khá kinh tế trong phân tích và đánh giá các hệ thống thông tin. Hiện nay, tại các trung tâm đào tạo và nghiên cứu lớn trên thế giới, mô phỏng máy tính là một trong những công cụ nghiên cứu chủ yếu và là một công cụ hỗ trợ giảng dạy hết sức hữu hiệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN HIẾN KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG VIỄN THÔNG GVHD : ThS. NGUYỄN THỊ THANH HÀ SVTH : PHAN VIẾT TOÀN PHẠM SINH MSSV : 0958660039 0858660099 TP. HỒ CHÍ MINH – 10/2012 PHẦN A: GIỚI THIỆU     Sau một thời gian nghiên cứu và học tập, việc thực hiện đề tài của nhóm đã hoàn thành, tuy chưa thành công như mong đợi do thời gian có hạn cũng như kiến thức còn hạn chế nhưng đó là quá trình học tập và tích lũy kiến thức, hơn nữa được trao dồi thêm về kỹ năng làm việc tập thể, kỹ năng giao tiếp trước đám đông , và đúc kết được một kỹ năng sống cho chính bản thân mình. Đó cũng chính là bước ngoặc của những năm ngồi trên ghế của ngôi trường đại học, là nền tảng của nghề nghiệp khi nhóm thực hiện đề tài ra trường và là cơ sở để tiếp tục bước trên con đường học vấn. Nhóm thực hiện đề tài xin chân thành cảm ơn toàn thể quý Thầy Cô trong nhà trường và lời cảm ơn sâu sắc nhất tới tất cả Thầy Cô trong khoa Điện Tử - Viễn Thông đã cung cấp cho chúng em những kiến thức quý báu trong mấy năm qua, làm nền tảng vững chắc để nhóm thực hiện đề tài có thể nghiên cứu sâu sắc trong chuyên môn Nhóm thực hiện đề tài xin chân thành cảm ơn Cô Nguyễn Thị Thanh Hà đã nhiệt tình giúp đỡ, động viên và cung cấp tài liệu để chúng em có thể hoàn thành luận văn này. Xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã giúp đỡ và động viên trong suốt thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp. TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2012 Sinh viên thực hiện PHAN VIẾT TOÀN PHẠM SINH    !"#$  %&'(%)*+, ThS. NGUYỄN THỊ THANH HÀ /%*(%)0*12*%3 PHAN VIẾT TOÀN PHẠM SINH //  456788445 4767884455 )9:0;% MÔ PHỎNG HỆ THỐNG VIỄN THÔNG *<=>02? # @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ A%BC9&*%&@@@@@@@@@@@@@@@@@@@DEF'G%@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @H;I0*&JCK4LK %&' %)+,#. MNO0)P  6  !Q  %&'(%)E*RS%3@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ /%*(%)0*12*%3PHAN VIẾT TOÀN PHẠM SINH //  456788445 4767884455 )9:0;% MÔ PHỎNG HỆ THỐNG VIỄN THÔNG *<=>02? Q @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ A%BC9&*%&@@@@@@@@@@@@@@@@@@@DEF'G%@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @H;I0*&JCK4LK %&'(%)*RS%3 MNO0)P  8 MỤC LỤC  T  PHẦN B: NỘI DUNG QU# AVW 5 XA  '2YZ2[\==+2'+]%FY^2_*Y2`Y0'9a%(,%*Y*b 0cC0+0d*2RCH*bN%**%3C9eY0*[%*0fg*hF;2_*Y2`Y0'9a% 0*^0%M2'CCY%20%'P0i2F;0'9a%0%0i2(,%*Y@*%3;I2*+2_CZ09j* *h9`I9?(;=k20l2*2*'N*&%%3C0%0i2M%m'C0%'PH2*k02_0*B0GC*%BY 9_F;[1S%BY2RC2?2'+]%(:0*D%,%=YnY*0*^nY[10%DE=k2(,%_@ Mô phỏng bằng máy nh là một công cụ hết sức mềm dẻo, hiệu quả và khá kinh tế trong phân ch và đánh giá các hệ thống thông (n. Hiện nay, tại các trung tâm đào tạo và nghiên cứu lớn trên thế giới, mô phỏng máy nh là một trong những công cụ nghiên cứu chủ yếu và là một công cụ hỗ trợ giảng dạy hết sức hữu hiệu. Trong hầu hết các trường hợp nghiên cứu phát triển các hệ thống thông (n hiện đại, mô phỏng máy nh là công cụ đắc lực nhất cho phép người thiết kế kiểm tra những phương án thiết kế của mình, xác định những yếu tố và các thông số quan trọng nhất của hệ thống cần phát triển trước khi đưa vào chế tạo thử nghiệm. Đối với giảng dạy về thông (n liên lạc, mô phỏng máy nh cho phép người học có được cái nhìn sâu sắc và trực quan vào những khía cạnh kỹ thuật hết sức phức tạp của các hệ thống thông (n, những cái mà nếu chỉ nghiên cứu thuần tuý lý thuyết thì vừa khó hiểu vừa tẻ nhạt. Đối với huấn luyện thực hành, mô phỏng máy nh là phương (ện vừa mềm dẻo, vừa mang nh tổng quát và khá kinh tế, những điều mà việc thực hành trên một vài loại thiết bị thực tế hay trên các mô hình đơn giản hoá trong phòng thí nghiệm không thể đáp ứng đầy đủ được. Một trong số những phần mềm được dùng để mô phỏng các hệ thống thông (n là MATLAB. Đây là một trong nhửng phần mềm phổ biến nhất dùng để mô phỏng các hệ thống thông (n. Đề tài nhằm giới thiệu một cách chung nhất về những vấn đề liên quan đến thông (n. Cách truyền (n và phương pháp điều chế trong các hệ thống viễn thông. QU# AVW L4 CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG VIỄN THÔNG 1.1 KHÁI QUÁT VỀ MÔ PHỎNG CÁC HỆ THỐNG VIÊN THÔNG 1.1.1 HỆ THỐNG VIỄN THÔNG, CÁC VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ VÀ ĐÁNH GIÁ 1.1.1.1.Các hệ thống viễn thông &2*30*\(%o0*^2_2*i2J0YI:9+0*^0%0pq%;I9Dq% N*&2@*r'2&29s20l*2?Cd*H2&2*30*\(%o0*^2_0*B9+t2E*c0*r' *%:Y2&2*@ *r'F'G%0l*%3Y9+t2-u9B0YI:0%0i2H2&2*30*\(%o0*^9+t2 2*%0*;*2&2*30*\0+q01MF'P*I[\M-%%0FP@*r'2&2E*+q0%3 0YI: H2&2*30*\(%o0*^2v2_0*B9+t2E*cF'G%0*;*2&2*30*\ (%o0*^-u2&E9fH2&2*30*\(%o0*^nY[t%Mm%Sr'E0%2P*I2&2*3 0*\(%o0*^[_212wMC%2'xrPgH0'9_9DF+t0Cd*2&2*30*\ (%o0*^[_212wFG%2_0*BE*c0%DE0*;*2&2*30*\(%o0*^(30%*H 0*^0%(^0YID0%DE[i2MC;y+,20nYrz%F;(%SP(;0*^0%-%9Z@ 1.1.1.2 Các phần tử của hệ thống viễn thông Z0*30*\(%o0*^[\S'fC2&2N*\%={FO0l*%3Y@ Q%D9a%0l*%3Y0+q010*;*0l*%3Y[\@ <E*tE2&20l*%3Y[\0p2&2YfN*&2*Y0*;*0l*%3YSJ\2[\@ {FO0l*%3YSJ\29B0YI:0)N)*0*^0%@ *Y0l*%3YSJ\20pN)*0*^0%@ "L|}~•W €~ [...]... 1.1.2.2 Áp dụng mô phỏng trong thiết kế và đánh giá hệ thống viễn thông Trong thiết kế hệ thống, mô phỏng hệ thống được tiến hành như sau: - Lập sơ đồ hệ thống giả định (định thiết kế) - Mô hình hóa các thành phần của hệ thống với các thông số cơ bản CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 17 - Mô phỏng hệ thống với các tập thông số khác nhau nhằm tìm phương án thiết kế... thực hiện các hệ thống thông tin liên lạc 1.1.2 ÁP DỤNG MÔ PHỎNG TRONG THIẾT KẾ VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG 1.1.2.1 Quá trình mô phỏng hệ thống viễn thông Mục đích của mô phỏng hệ thống viễn thông là - Cung cấp một cái nhìn toàn diện và sâu sắc đối với các vấn đề kỹ thuật của hệ thống - Đánh giá phản ứng của hệ thống cần mô phỏng với các tác động khác nhau - Kiểm tra chất lượng hệ thống và so sánh với các chỉ...ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 11 Xử lý tín hiệu băng gốc thu được để phân chia thành các nguồn khác nhau tương ứng Biến đổi tín hiệu số thành tín hiệu tương tự tương ứng CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG VIỄN THÔNG Trang 12 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 13 Hình 1.1 Mô hình của một hệ thống số đơn giản Biến đổi hoặc... với hệ thống cần thiết kế Đánh giá hệ thống trong quá trình phát triển: Để bảo đảm tính xác thực của mô phỏng, kết quả mô phỏng cần phải được kiểm nghiệm bằng cách so sánh với kết quả trên các hệ thống thực hiện có trong quá trình phát triển phần mềm mô phỏng. Vớicác phần mềm mô phỏng đã được kiểm nghiệm, căn cứ vào các tham số thực của hệ thống cần phát triển, hệ thống cần đánh giá được đưa vào mô phỏng. .. và đánh giá các hệ thống viễn thông hiện đại có ba phương pháp chủ yếu, không loại trừ lẫn nhau, đó là: - Phương pháp giải tích: Là phương pháp dựa trên các công thức nhằm tính toán các mạch điện, các khối chức năng cấu thành hệ thống và đánh giá chất lượng hệ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 15 thống dưới tác động của các yếu tố khác nhau cũng được biểu diễn thông. .. trình mô phỏng thực chất là tạo giả hệ thống trên cơ sở mô hình hóa hệ thống bao gồm tạo giả tín hiệu, mô hình hóa các khối chức năng của hệ thống và các tác động khác nhau và cho tín hiệu “chạy” suốt qua hệ thống và đánh giá BER theo một số cách thức khác nhau Trên cơ sở đó đáp ứng các mục đích đề ra đối với công tác thiết kế và đánh giá hệ thống Như vậy, quá trình mô phỏng bằng máy tính các hệ thống thông. .. của thiết bị Luồng số 1.1.1.3 Các phần tử của hệ thống truyền thông đơn giản CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 14 Hình 1.2: Mô hình hệ thống truyền thông đơn giản Nguồn dữ liệu: Khối nguồn dữ liệu tạo ra chuỗi các ký hiệu rời rạc dk, được coi là các phần tử từ một thư viện ký hiệu hữu hạn Chẳng hạn, với hệ thống truyền thông nhị phân gồm hai ký hiệu {0,1} Bộ điều... thời gian một cách thích hợp) - Mô hình hóa các khối của hệ thống theo các thuật toán toán học mô tả chức năng của từng khối, liên kết các khối chức năng của hệ thống theo sơ đồ khối dùng để mô phỏng - Cho các mẫu tín hiệu dạng sóng chạy qua toàn hệ thống tạo ra các mẫu tín hiệu dạng sóng lối ra hệ thống - Đánh giá BER theo một số phương pháp, chẳng hạn bằng cách so sánh chuỗi ký hiệu nhận được ở lối... BER=f(Eb/N0) Giải pháp giải tích là trên cơ sở mô hình hóa hệ thống bằng các công thức toán học, tính toán BER dưới tác động của rất nhiều yếu tố như méo do lọc, méo phi tuyến do khuếch đại công suất, méo do đường truyền, sai pha sóng mang thu, sai lệch tín CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 16 hiệu đồng hồ…tức là tính toán BER= f(Eb/N0), méo đường truyền, méo phi... khái niệm, các tính chất của hệ thống thông tin Trong đào tạo tại nhiều trường và trung tâm khoa học lớn trên thế giới, mô phỏng máy tính các hệ thống thông tin đang trở thành công nghệ huấn luyện thực hành mới, thay thế cho các công nghệ cứng nhắc, thiếu tính tổng quát và tốn kém trước đây là thực hành trên hệ thống thực hay trên các mô hình đơn giản hóa 1.2 MỘT SỐ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.2.1 Giới . gian nghiên cứu và học tập, việc thực hiện đề tài của nhóm đã hoàn thành, tuy chưa thành công như mong đợi do thời gian có hạn cũng như kiến thức còn hạn chế nhưng đó là quá trình học tập và tích. giản Yf-bF%3Y…*\%Yf-bF%3Y0G'2*YŠ%2&2NO*%3Y]%G2-NH9+t2 2'%F;2&2E*`0{0pCZ00*+(%3NO*%3Y*bY*G@*Œ*GH(,%*30*0YI: 0*^*jE*cfC*%NO*%3Y•4HLŽ@ QZ9%:Y2*D(;C&IE*&0(%0•2?SZ9%:Y2*DF;[wE=DE2&2NO*%3YYf 0*;*2&2-G[_HCŠ%-G[_0*B*%32*'CZ0NO*%3YYf ^*d*N)*y-G0anY&0H(%32C^*d**_2*l*=&2N)*(^0YIDF; E*`N*_*e02?*30*@YI*%)Hy9cI09q%R*_HN)*2*•F;2Z0GE cC(;0l*%3Y0YI:nY_@GEcC;I2v9+t2%R0*%D0†2_C<09Z2^ [Ye0/#N*^9a%0)0';SZ%R%0` &I0*Y0\%+Y*i2JC&I0*YF;nY0w20l*%3Y(;' 1.1.1.4 Các vấn đề trong thiết kế và đánh giá hệ thống '0*%D0NDHE*c0l2*(;9&*%&2&2*30*(%o0*^*%39G%2_S E*+qE*&E2*?IDYHN*^F'G%0pF.*YH9_F; ‘*+qE*&E%R%0l2*;E*+qE*&E-10)2&22^0*i2*†C0l* 0'&2&2CG2*9%3H2&2N*\%2*i2J2eY0*;**30*(;9&*%&2*e0F+t*3 "L|}~•W