(Tiểu luận) bài tập thực hành cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến hiểu mật độ phổ công suất psd

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG BÀI TẬP THỰC HÀNH CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN Giảng viên giảng dạy: Nguyễn Viết Đảm Tên sinh viên: Nguyễn Phúc Lâm Mã sinh viên: B19DCVT213 STT: 32 Nhóm lớp học: 05 HÀ NỘI, THÁNG 4/2022 Báo cáo Sim_FWC01 Biểu diễn mật độ phổ công suất kỹ thuật điều chế Matlab I Mục đích Hiểu mật độ phổ cơng suất PSD tín hiệu ngẫu nhiên băng gốc PSD tín hiệu ngẫu nhiên thơng dải q trình dịch phổ tần tín hiệu Phân tích so sánh PSD kỹ thuật điều chế II Nội dung Phân tích biểu thức tín hiệu băng tần sở biểu thức tín hiệu thơng dải miền thời gian (dạng sóng tín hiệu hàm tự tương quan), tính tốn mơ tả Matlab Phân tích biểu thức PSD tín hiệu băng tần sở, tính tốn biểu diễn Matlab Phân tích biểu thức PSD tín hiệu thơng dải, tính tốn biểu diễn - Matlab - Phân tích biểu thức tín hiệu điều chế miền thời gian tần số Phân tích biểu thức PSD kỹ thuật điều chế, tính tốn biểu diễn Matlab III Giải thích code MATLAB mơ Mơ PSD tín hiệu băng tần sở tín hiệu thơng dải a Giải thích code MATLAB Câu lệnh clc; clear; close all; f = -200:5:200; Giải thích Xóa cửa sổ lệnh Ghi Xóa tất biến khỏi vùng làm việc, giải phóng nhớ hệ thống Đóng tất xóa tất số liệu mà khơng xử lí ẩn Tạo vector biến f giá trị Khảo sát -200 đến 200 cách mật độ phổ công suất theo tần số Tb Rb A AA = = = = 0.02; 1/Tb; 10; A^2*Tb; fc = 120; Tb: thời gian bit Rb: tốc độ bit A (AA): biên độ fc : tần số sóng mang PSD_BaseBand = AA*(sinc((f*Tb)).^2); Mật độ phổ cơng suất tín hiệu tần sở PSD_PassBand=(AA/4)*((sinc((f+fc)*Tb)).^2 +(sinc((f-fc)*Tb)).^2); Mật đổ phổ công suất BDSK PSD_PassBand_1=(AA/4)*((sinc((ffc)*Tb)).^2); PSD_PassBand_2=(AA/4)*((sinc((f+fc)*Tb)).^2 ); Hai thành phần cấu tạo nên mật độ phổ cơng suất tín hiệu BDSK figure(1) Hàm figure để tạo figure để vẽ đồ thị Chia cửa sổ thành ma trận x1 khoảng để vẽ đồ thị, chọn cửa sổ cửa sổ hoạt động Các đồ thị thành phần đánh số từ trái qua phải, từ xuống dưới, sau đến hàng thứ hai Tạo biểu đồ gốc đặt kiểu đường thành đường chấm đứt, màu mặt điểm đánh dấu thành màu đỏ màu cạnh điểm dánh dấu thành màu xanh cách sử dụng đối số cặp tên, giá trị Lệnh hold on, MATLAB không bỏ hệ trục tồn lệnh plot thuc hiện, thay vào đó, thêm đường cong vào hệ trục tại.Tuy nhiên, liệu khơng phù hợp hệ trục tọa độ cũ, trục chia lại subplot(2,1,1); stem(f,PSD_BaseBand,'b','LineWidth',3); hold on Vẽ 2D với trục x y tuyến tính Lệnh plot vẽ đồ thị mảng liệu hệ trục thích hợp nối điểm đường thẳng xlabel ('Tần số [H_z]','FontName','.VnTime', xlabel (str,name,value) ghi tên trục x 'color','b','FontSize', 14); trục chuỗi Bổ xung đặc điểm font chữ, màu chữ, cỡ chữ title ([ 'Mật độ phổ cống suất tín hiệu băng title (str, name, value, ) bố sung thêm tần sở với Rb =',num2str (Rb), 'b/s'], thuộc tính title: tên, đơn vị, font 'FontName', '.VnTime','color', 'b','FontSize', chữ, màu,cỡ chữ, plot(f,PSD_BaseBand,'b', 'LineWidth',3); 12); grid on; Trên hình thị đường lưới cho đồ thị Các đường lưới kéo dài từ dấu tick b Cơng thức tính tốn - Mật độ cơng suất tín hiệu băng tần sở - Mật độ cơng suất tín hiệu thơng dải c Mô MATLAB d Nhận xét đồ thị - Khảo sát cho thấy PSD phụ thuộc vào tốc độ bit tốc độ sóng mang - Mật độ phổ cơng suất nhỏ tốc độ bit lớn Mơ tả so sánh PDS tín hiệu BPSK, QPSK, MSK, Q-MSK a Giải thích code MATLAB Câu lệnh Giai thích Ghi clc; Xóa cửa sổ lệnh clear; Xóa tất biến khỏi vùng làm Đóng tất xóa tất số liệu mà khơng xử lí ẩn Tạo vector biến f giá trị Khảo sát -500 đến 500 cách mật độ phổ công 50 suất theo tần số Tb: thời gian bit Rb: tốc độ bit A (AA): biên độ fc : tần số sóng close all; f = linspace(2000,2000,1500); Tb = Rb = A = AA = P*Tb; 0.002; 1/Tb; 10; A^2*Tb; fc = 120; Eb = mang Eb: Năng lượng bit PSD_BaseBand = AA*(sinc((f*Tb)).^2) PSD_BPSK = (Eb*log2(2))*((sinc((ffc)*Tb*log2(2))).^2); PSD_QPSK = (Eb*log2(4))*((sinc((ffc)*Tb*log2(4))).^2); PSD_8_PSK = (Eb*log2(8))*((sinc((ffc)*Tb*log2(8))).^2); Mật độ phổ cơng suất tín Khai hiệu băng tần sở triển công thức thành phần Khai triển công thức thành phần PSD_BPSK_2 = (Eb*log2(2)/2)*(((sinc((ffc)*Tb*log2(2))).^2) + ((sinc((f+fc)*Tb*log2(2))).^2)); PSD_QPSK_2 = (Eb*log2(4)/2)*(((sinc((ffc)*Tb*log2(4))).^2) + ((sinc((f+fc)*Tb*log2(4))).^2)); PSD_8_PSK_2 = (Eb*log2(8)/2)*(((sinc((ffc)*Tb*log2(8))).^2) + ((sinc((f+fc)*Tb*log2(8))).^2)); Công thức tính PSD BPSK, QPSK, 8-PSK SF = ((16*Eb)/(pi^2)); Num = (cos(2*pi*(f-fc)*Tb)); Dum = (16*(Tb^2)*(f-fc).^2)-1; PSD_MSK = SF*((Num./Dum).^2); Khai triển công thức thành phần Num_2 Dum_2 = (cos(2*pi*(f+fc)*Tb)); = (16*(Tb^2)*(f+fc).^2)-1; PSD_MSK_2 = (SF/2)*(((Num./Dum).^2) + ((Num_2./Dum_2).^2)); Khai triển công thức thành phần Mật độ phổ công suất MSK Document continues below Discover more from: Lý thuyết mạch ELE1318 Học viện Công ng… 106 documents Go to course PHẦN BÀI TẬP THI LÝ 24 THUYẾT MẠCH Lý thuyết mạch 96% (23) BÀI-THỰC-HÀNH 23 MƠN LÍ THUYẾT… Lý thuyết mạch 95% (20) Lý thuyết mạch điện 29 Lý thuyết mạch 100% (8) PHẦN LÝ THUYẾT THI 26 LÝ THUYẾT… Lý thuyết mạch 100% (4) LTM - Lý thuyết 204 mạch điện tử Lý thuyết mạch 100% (3) Con mèo dạy hải âu 87 Figure(1) subplot(2,1,1); stem (f, PSD_BaseBand, 'b','Linewidth',3); hold on plot (f, PSD BaseBand, 'b','LineWidth',3); xlabel ('Tần số [H z]', 'FontName','.VnTime', 'color', 'b','FontSize,14); ylabel ('PSD B aseBand' ","color, FontName', T.VnTime" 'b','FontSize', 24); title (['Mật độ phổ cơng suất tín hiệu băng tần sở với Rb =', num2str (Rb), 'b/s'1, 'FontName','.VnTime', 'color', 'b','FontSize',12); bay Lý thuyết Hàm figure để tạo figure để mạch vẽ đồ thị Chia cửa sổ thành ma trận x1 khoảng để vẽ đồ thị, chọn cửa sổ cửa sổ hoạt động Các đồ thị thành phần đánh số từ trái qua phải, từ xuống dưới, sau đến hàng thứ hai Tạo biểu đồ gốc đặt kiểu đường thành đường chấm đứt, màu mặt điểm đánh dấu thành màu đỏ màu cạnh điểm đánh dấu thành màu xanh cách sử dụng đối số cặp tên, giá trị Lệnh hold on, MATLAB không bỏ hệ trục tồn lệnh plot thực hiện, thay vào đó, thêm đường cong vào hệ trục tại.Tuy nhiên, liệu không phù hợp hệ trục tọa độ cũ, trục chia lại, Vẽ 2D với trục x y tuyến tính Lệnh plot vẽ đồ thị mảng liệu hệ trục thích hợp nối điểm đường thẳng xlabel (str,name,value) ghi tên trục x trục chuỗi Bổ xung đặc điểm font chữ, màu chữ, cỡ chữ ylabel (str,name, value) ghi tên trục y trục chuỗi Bổ xung đặc điểm font chữ, màu chữ, cỡ chữ title (str, name, value,.) bổ sung thêm thuộc tính title: tên, đơn vị, font chữ, màu,cỡ chữ, 100% (2) grid on; L = legend set (L, 'fontname','.Vntime', 'fontsize',13); Trên hình hiển thị đường lưới cho đồ thị Các đường lưới kéo dài từ dấu tick Chú thích đường vẽ đồ thị Bố xung giá trị kèm cho thích đồ thị: cỡ chữ, font chữ, b Cơng thức tính tốn - Mật độ phổ công suất QPSK - Mật đô phổ công suất BPSK - Mật độ phổ công suất MSK c Mô MATLAB d Nhận xét đồ thị - Các tín hiệu có PSD chênh lệch điều kiện xét - PSD MSK nhỏ PSD QPSK nhỏ PSD BPSK *Sim_FWC_02_02_BER_BPSK_AWGN STT SNRindB SNR Eb sgma NumBits Lệnh = 0:1:9; = 10.^(SNRindB/10); = 1; = Eb./sqrt(2*SNR); = 10^7; theo_Orthogonal_err_prb *erfc(sqrt(SNR/2)); theo_Antipodal_err_prb h tic = 0.5 = 0.5 *erfc(sqrt(SNR)); = waitbar(0,'Please wait '); Giải thích Tạo gán khoảng giá trị cho tỷ lệ tín hiệu nhiễu SNRindB Tạo gán giá trị cho SNR(tỷ số tns hiệu tạp âm) theo công thức 10.^(SNRindB/10); Tạo gán giá trị cho Eb( lượng bit) Tạo gán giá trị cho sgma( độ lệch chuẩn nhiễu) theo công thức Eb./sqrt(2*SNR); Tạo gán giá trị cho NumBít(số lượng bit) Tạo gán giá trị cho theo_Orthogonal_err_prb 0.5 theo công thức*erfc(sqrt(SNR/2)); Tạo gán giá trị cho theo_Antipodal_err_prb theo cơng thức 0.5 *erfc(sqrt(SNR)); Hiển thị chờ ,hình chờ hiển thị mã điều khiển đóng việc sử dụng nhấp vào nút Close Window Xử lý (hình) trả h Bắt đầu hẹn đồng hồ bấm để đo hiệu suất Hàm ghi lại thời gian nội thực lệnh tic Hiển thị thời gian trôi qua với chức toc 10 SimTime = max(tElapsed) 11 set(G,'LineWidth',[1.5]); 12 xlabel('SNR [dB]','FontName','.VnTime','color','b','FontSize',12); 13 ylabel('\bf Xác suất lỗi Pe','FontName','.VnTime','color','b','FontSize',18); 14 title(['Mô BER hệ thống BPSK kênh AWGN; N_s_i_m_b_i_t = ',num2str(NumBits),' bits ', Gán giá trị SimTime giá trị lớn tElapsed Chỉ định nhiều giá trị thuộc tính % Đặt nhãn cho trục X đặt kiểu chữ, màu sắc, kích thước % Đặt nhãn cho trục Y đặt kiểu chữ, màu sắc, kích thước % Đặt tiêu đề, num2str chuyển đổi từ kiểu số sang kiểu chữ ],'FontName','.VnTime','color','r','FontSize',14); 15 grid on -Kết mô phỏng: %hiển thị đường lưới cho trục -Nhận xét : * Trong mơ hệ thống BPSK kênh AWGN tỉ lệ tín hiệu nhiễu tăng (tín hiệu thu tốt) xác xuất lỗi bit BER giảm đồ thị thể cho việc tính tốn mô khác giống * Trong đồ thị so sánh xác suất lỗi bít hệ thống BPSK trực giao đối cực kênh AWGN cho thấy thành phần trực giao có tỉ lệ lỗi bit cao so với thành phần đối cực phương pháp điều chế BPSK