(Tiểu luận) đề tài mô phỏng hệ thống truyền dẫn qpsk qua kênh awgn và kênh fading rayleigh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN o0o BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG Tên đề tài: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN QPSK QUA KÊNH AWGN VÀ KÊNH FADING RAYLEIGH Giáo viên hướng dẫn : TS Đỗ Quang Hưng Sinh viên thực : Phạm Tuấn Hải Hồng Cơng Long Nguyễn Anh Qn Nguyễn Đức Hiếu Nguyễn Thu Hà Lớp : Hà Nội 2023 70DCDT21 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… LỜI NÓI ĐẦU Hiện hệ thống thu phát thông tin vô tuyến sử dụng rộng rãi thực tế Các hệ thống điện thoại di dộng ,các hệ thống wifi gia đình; quan , công ty trạm BTS hệ thống xuyên quốc gia quốc tế hệ thống thơng tin vơ tuyến có vai trị quan trọng hệ thống Công nghệ vô tuyến nhận thức đời giúp cải thiện hiệu suất sử dụng phổ tần cho phép dịch vụ vơ tuyến sử dụng chung dải phổ Bên cạnh vô tuyến nhận thức, truyền thông đa chặng cho phép hệ thống mở rộng vùng phủ sóng cải thiện chất lượng tín hiệu vùng phủ sóng đó.xuất hầu hết lĩnh vực sống Trong kỹ thuật thông tin vô tuyến điện, muốn truyền thông tin xa người ta phải chuyển tần số tín hiệu tin tức lên tần số cao nhiều Phương pháp để thực chuyển phổ tín hiệu tin tức lên vùng có tần số cao điều chế (điều chế biên độ, điều tần, điều pha),bằng cách sử dụng mạch trộn tần Ở phía máy thu phải có q trình chuyển đổi ngược lại, q trình tách sóng (giải điều chế) Đó lý mà ngày hôm bạn thảo luận vấn đề điều chế giải điều chế QPSK Hơn thế, khoảng thời gian cho phép trao đổi hết với toàn kiến thức lĩnh vực này, song hi vọng phần giúp tơi bạn hiểu vấn đề xoay quanh báo cáo đề tài Mô hệ thống truyền dẫn QPSK qua kênh AWGN kênh Fading Rayleigh MỤC LỤC CHƯƠNG I : ĐIỀU CHẾ QPSK 1.1 Khái niệm phương pháp điều chế QPSK 1.2 Điều chế QPSK 1.3 Giải điều chế QPSK 1.4 Tỷ lệ lỗi bit BER (bit error rate) CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ KÊNH AWGN 2.1 Giới thiệu Kênh AWGN 2.1.1Giới thiệu khái niệm kênh truyền thông 2.1.2Định nghĩa kênh AWGN 2.2 Mơ hình kênh AWGN 2.2.1Mơ hình toán học kênh AWGN 2.2.2Phân tích thành phần mơ hình kênh AWGN giải thích 2.3 Đánh giá hiệu suất kênh AWGN 11 2.3.1Đánh giá hiệu suất kênh AWGN qua thông số đo 11 2.3.2Tầm quan trọng thông số hiệu suất truyền thông kênh AWGN 12 2.4 Ứng dụng kênh AWGN 13 2.4.1Các ứng dụng kênh AWGN hệ thống truyền thông thực tế 13 2.4.2Tầm quan trọng kênh AWGN ứng dụng cách xử lý vấn đề liên quan 13 CHƯƠNG III : TỔNG QUAN VỀ KÊNH FADING RAYLEIGH 16 3.1 Giới thiệu sở lược kênh Fading Rayleigh 16 3.2 Đặc tính kênh fading Rayleigh 17 3.3 Hệ thống truyền dẫn QPSK qua kênh fadinh Rayleigh 20 CHƯƠNG IV: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN QPSK QUA KÊNH AWGN VÀ KÊNH PHA-ĐING RAYLEIGH 25 4.1 Code mô 25 4.2 Hình ảnh mơ hệ thống điều chế QPSK qua kênh AWGN kênh pha-đinh rayleigh Matlab 27 CHƯƠNG V: NHẬN XÉT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 28 5.1 Nhận xét 28 5.2 Hướng phát triển 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AWGN Additive White Gaussian Noise Tạp âm nhiệt BS Base station Trạm gốc BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bit CDF Cumulative Distribution Function Hàm phân bố tích lũy CSI Channel State Information Trạng thái kênh truyền EH Energy Harvesting Thu hoạch lượng ITU Internasional Telecommunications Liên minh viễn thông quốc tế Union LOS Line of sight Đường nhìn thẳng MIMO Mutiple Input Mutiple Output Hệ thống đa đầu vào đa đầu NLOS Non Line of sight Khơng có đường nhìn thẳng OP Outage Probability Xác suất dừng PDF Probability Density Function Hàm mật độ xác suất RF Radio Frequency Tần số vô tuyến SER Symbol Error Rate Tỷ lệ lỗi kí tự SNR Signal to noise ratio Tỷ số tín hiệu nhiễu US User Người dùng DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2: Giản đồ chịm tín hiệu QPSK Hình 3: Sơ đồ khối điều chế QPSK Hình 4: Thành phần I, Q điều chế QPSK Hình 5: Giản đồ pha điều chế QPSK Hình 6: Giản đồ chịm tín hiệu QPSK Hình 7: Sơ đồ khối giải điều chế QPSK Hình 1: Tín hiệu đầu vào 11 Hình 2: Tín hiệu đầu qua kênh AWGN 11 Hình 1: Đường liên lạc anten trạm gốc (BS: Base Station) anten trạm di động (MS: Mobile Station) 21 Hình 2: Hệ thống truyền dẫn QPSK qua kênh pha-đinh Rayleigh 23 Hình 3: Sơ đồ giải điều chế QPSK 23 Hình 4.1: Mơ hệ thống điều chế QPSK qua kênh AWGN kênh pha-đinh rayleigh Matlab .27 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các Vectơ khơng gian tín hiệu QPSK CHƯƠNG I : ĐIỀU CHẾ QPSK 1.1 Khái niệm phương pháp điều chế QPSK QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) điều chế pha cầu phương (điều chế pha vng góc) Trong kỹ thuật này, liệu cần truyền truyền bit, bit gọi ký hiệu (symbol) Mỗi vị trí pha symbol Hình 1: Giản đồ chịm tín hiệu QPSK 1.2Điều chế QPSK Hình 2: Sơ đồ khối điều chế QPSK Tín hiệu nhị phân vào chuyển đổi thành thành phần song song nhau, nhánh qua chuyển từ mã RZ sang mã NRZ Tín hiệu NRZ nhánh nhân với hai thành phần sóng mang lệch 900 Bộ chuyển đổi nối tiếp sang song song chia data thành luồng tín hiệu có tốc độ nửa tốc độ data Mỗi luồng tín hiệu dùng bit để biểu diễn symbol