Giáo trình khảo sát tín hiệu điều chế đa âm phổ của tín hiệu khuếch đại điều biên có tần số và biên độ dao động p9 pdf

của MSK là khi chỉ số điều chế của tín hiệu FSK bằng một nữa (tức là độ di tần đỉnh – đỉnh h bằng một nữa tốc độ bit), Mật độ phổ chỉ chứa các thành phần liên tục mang thông tin. Một ưu điểm khác của MSK so với FSK khi độ di tần bằng một đơn vò, độ rộng băng sẽ nhỏ hơn với cùng tốc độ bit, đặc biệt với FM tốc độ bit nhò phân kép. Hình 3-4 cho ta thấy: Đối với MSK, hầu hết năng lượng tín hiệu được chứa trong miền tần số hẹp bằng 1,5 lần tốc độ bit và đường viền của phổ có độ dốc trung bình là 12 dB/octa. Trong trường hợp FM nhò phân kép, độ rộng băng sau khi điều chế được bộ lọc cosin tăng giới hạn đến điểm 0 của tín hiệu nhò phân FSK. Nhưng, tạp âm xuyên ký hiệu có thể lấy một dạng như thế mà việc tách tín hiệu có thể được như tín hiệu ngẫu nhiên bậc 3. Một ưu điểm khác của MFK là sóng mang được tín hiệu digital ngẫu nhiên điều chế, có hình bao liên tục, nên klhông phải tính đến việc chuyển đổi AM/PM làm biến dạng phổ. Vì những tính chất đó, MSK ứng dụng rất đắc lực đối với hệ thống phi tuyến tính và công suất hạn chế như các hệ thống thông tin vệ tinh. Hai kỹ thuật chung để điều chế và giải điều chế MSK đã được mở ra. Những phương pháp này đều dựa vào phương pháp song song và nối tiếp. Ccả hai tương đương hoàn toàn về chiếm độ rộng băng và đặc tính xác suất lỗi. Phương pháp song song là thực chất là phương pháp ghép cầu phương những luồng số liệu dạng xung nữa hình sin sắp xếp trong một chu kỳ nữa ký hiệu của sóng mang như hình 3-4a. thực hiện những modem dùng phương án này trong thực tế cần phải cân bằng chặt chẽ và đồng bộ các tín hiệu số liệu kênh đồng pha và cầu phương trêb những sóng mang đã tự cân bằng và pha của chúng đều cầu phương. Tương tự ở máy thu duy trì và cân bằng chặt chẽ cầu phương pha, cần thiết để cực tiểu hóa độ méo và xuyên âm. Với phương án nối tiếp, tín hiệu được tạo ra từ tín hiệu hai pha bằng cách lọc qua một bộ lọc chuyển đổi đã thiết kế phù hợp. Nên vấn đề cân bằng và di trùy sóng mang cầu phương pha ở phương án song song được thay thế bằng nhiệm vụ xây dựng một bộ lọc chuyển đổi với đặc tuyến sin kết hợp. Bộ giải điều chế gồm một bộ lọc phối hợp với phổ tín hiệu phát, tiếp theo là giải điều chế kết hợp và tách bit. Thực hiện bộ giải điều chế nối tiếp yêu cầu sự tổng hợp của bộ lọc thông băng phối hợp chặt chẽ với tín hiệu MSK để đảm bảo chất lượng gần đến lý tưởng. Các tín hiệu MSK cũng như PSK, có thể được tách sóng kết hợp hoặc vi sai. Tách sóng vi sai là kỹ thuật điều chế hấp daẫn trong truyền dẫn phương thức “burst” như các hệ thống ghép kênh chia theo thời gian (TDMA) vì cấu tạo mạch đơn giản và không cần khôi phục sóng mang. Phương thức này sử dụng tách sóng không kết hợp như trong hình 3-2. Các tín hiệu MSK có đặc tính không kết hợp, pha tuyệt đối ở hai thời điểm bất kỳ đều lệ thuộc và là một hàm của số liệu được truyền giữa hai thời điểm đó. Ký hiệu được tách ra từ sự kết hợp về pha của hai khoảng tín hiệu kè nhau là số liệu được truyền đi trong điều kiện không có tạp âm. Tương tự, hai ký hiệu được tách từ sự lệch pha của hai khoảng tín hiệu thay đổi dấu có thể xem như kiểm tra tổng chẳn lẽ của hai phần tử số liệu được truyền kế tiếp nhau. Tính chất tỷ lệ loại có thể được thể hiện nhờ bộ giải mã với mã sửa sai gồm có số liệu và bit chẳn lẽ.  Xác suất lỗi của MSK kết hợp. Xác suất lỗi MSK kết hợp cũng giống như điều chế khóa dòch pha đối với cực kết hợp PSK như đã cho trong phương trình 2.9 ở những nơi chuẩn thu đồng pha chính xác với phát,  = 0 và Pe ở phưong trình 2.9 giảm xuống như phương trình 2.8. Hình 1-5 là đồ thò của Pe MSK kết hợp mang ký hiệu BPSK, và hình 3-2 là đồthò minh họa đường cong như mang ký hiệu MSK kết hợp. Pe MSK kết hợp = 2 1 2 b cos. N C . r W erfc 2 1          (3.16)  Xác suất lỗi của MSK tách sónh kết hợp hoặc vi sai Cũng giống như không kết hợp hoặc DPSK, và được minh họa trên hình 1-5 theo C/N như DPSK. Pe MSK vi sai =          b r W . N C e 2 1 (3.17)  Dạng phổ của hệ thống MSK Yêu cầu đòi hỏi tăng lên đối với tốc độ bit cao hơn, nên độ rộng băng hiệu dụng của hệ thống vi ba số vẫn đang được ngiên cứu phát triển một số nghiên cứu như thế đã thực hiện là các phương thức điều chế MSK khác nhau nhằm để đạt được một phổ tín hiệu dày đặc. Quá trình liên quan chặt chẽ đến dạng phổ của xung số liệu vào, điều chế tần số hình sin digital (SFSK) và điều chế dòch cực tiểu biên độ nhiều mức (MAMSK). SFSK có đặc tính công suất ngoài băng cực kỳ nhỏ. SFSk cũng được nghiên cức chú ý đến tác động của xuyên âm và đượcxem là phương thức điều chế khá tốt với gọn nhiều tín hiệu rong một giải băng hạn chế khi các tín hiệu không được đồng bộ theo đòng thời gian bit. Một số ứng dụng yêu cầu các tín hiệu được gói gọn sít sao về tần số khi không có chuẩn pha tuyệt đối có sẵng ở máy thu (thu không kết hợp). Những ứng dụng như cậy đã nghiên cức có kết quả trong việc giải quyết xuyên âm của phương án so sánh pha của FSFK, được gọi là FSFK so sánh pha (PC SFSK). Kết quả cho ta thấy rằng PCFSFK cho phép gọi sít sao hơn những tín hiệu không đồng bộ so với DQPSK. Xác suất lỗi cũng được chứng minh là tốt hơn một ít so với DQPSK khi dB5 N C  , và sẽ hơi kém hơn dB5 N C  . Sự cái biến khác đối với đường biên phổ sơ đồ MSK là phổ cũng được tạo ra do khóa dòch tần hình sin kép (DPFSK) với đuôi của phổ có độ dốc trung bình là 36dB/octa vượt qua f = 4,75/T thay vì 24dB/octa đối với SFSK. VI. Ví dụ minh họa: 1. Cho một chuỗi bit nhò phân với 5 bit đầu tiên b = [ 1 0 0 1 0 ]. Dữ liệu bit nhò phân có tốc độ bit bằng 1Kbps và biên độ đỉnh-đỉnh của dạng sóng điều chế là 1V. a. Mô phỏng dạng tín hiệu FSK với 500 mẫu đầu tiên đại diện cho chuỗi nhò phân b với tần số sóng mang là 8Khz. Biết tín hiệu phát sinh từ chuỗi nhò phân b là: POLAR_NRZ b. Mô phỏng mật độ phổ công suất của tín hiệu điều chế ,biết phạm vi tần số điều chế là[ 0, 20Khz]. Giải: a. Mô phỏng dạng tín hiệu điều chế: t=[1:500]; b=[1 0 0 1 0 binary(5)]; xp=wave_gen(b,'polar_nrz'); sf=vco(xp); subplot(211), waveplot(xp(t)) subplot(212), waveplot(sf(t)) b. Mô phỏng mật độ phổ của tín hiệu điều chế: start t=[1:500]; b=[1 0 0 1 0 binary(5)]; xp=wave_gen(b,'polar_nrz'); sf=vco(xp); clf f=[0,20000]; subplot(211),psd(xp,f) subplot(212),psd(sf,f) 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 x 10 -3 -2 ㄭ2 0 5 10 15 20 25 10 -10 10 -5 10 0 PSD Function Frequency [kHz] Power [W] 0 5 10 15 20 25 10 -10 2. Cho một chuỗi bit nhò phân với 5 bit đầu tiên b = [ 0 1 0 1 0 ]. Dữ liệu bit nhò phân có tốc độ bit bằng 1Kbps và biên độ đỉnh-đỉnh của dạng sóng điều chế là 1V. a. Mô phỏng dạng tín hiệu FSK với 400 mẫu đầu tiên đại diện cho chuỗi nhò phân b với tần số sóng mang là 6Khz. Biết tín hiệu phát sinh từ chuỗi nhò phân b là: BIPOLAR_NRZ b. Mô phỏng mật độ phổ công suất của tín hiệu điều chế ,biết phạm vi tần số điều chế là[ 0, 10Khz]. Giải: a. Mô phỏng dạng tín hiệu điều chế: start t=[1:400]; b=[0 1 0 1 0 binary(5)]; xp=wave_gen(b,'bipolar_nrz'); sf=vco(xp); subplot(211), waveplot(xp(t)) subplot(212), waveplot(sf(t)) b.Mô phỏng mật độ phổ công suất của tín hiệu điều chế: start t=[1:400]; b=[0 1 0 1 0 binary(5)]; xp=wave_gen(b,'bipolar_nrz'); sf=vco(xp); 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 x 10 -3 - 2 - 1 0 1 2 T i m e [ s e c ] V 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 x 10 -3 - 1 0 1 T i m e [ s e c ] V clf f=[0,10000]; subplot(211),psd(xp,f) subplot(212),psd(sf,f) 3. Cho một chuỗi bit nhò phân với 5 bit đầu tiên b = [ 1 1 0 0 1 ]. Dữ liệu bit nhò phân có tốc độ bit bằng 1Kbps và biên độ đỉnh-đỉnh của dạng sóng điều chế là 1V. a. Mô phỏng dạng tín hiệu FSK với 600 mẫu đầu tiên đại diện cho chuỗi nhò phân b với tần số sóng mang là 6Khz. Biết tín hiệu phát sinh từ chuỗi nhò phân b là: MANCHESTER b. Mô phỏng mật độ phổ công suất của tín hiệu điều chế ,biết phạm vi tần số điều chế là[ 0, 15Khz]. Giải: a. Mô phỏng dạng tín hiệu điều chế: start t=[1:600]; b=[1 1 0 0 1 binary(5)]; xp=wave_gen(b,'bipolar_nrz'); sf=vco(xp); subplot(211), waveplot(xp(t)) subplot(212), waveplot(sf(t)) b. Mô phỏng mật độ phổ công suất của tín hiệu: start t=[1:600]; b=[1 0 0 1 0 binary(5)]; xp=wave_gen(b,'manchester'); sf=vco(xp); clf f=[0,15000]; subplot(211),psd(xp,f) subplot(212),psd(sf,f) 1 2 3 4 5 6 x 10 -3 -2 -1 0 1 2 Time [sec] V 0 1 2 3 4 5 6 x 10 . tín hiệu dày đặc. Quá trình liên quan chặt chẽ đến dạng phổ của xung số liệu vào, điều chế tần số hình sin digital (SFSK) và điều chế dòch cực tiểu biên độ nhiều mức (MAMSK). SFSK có đặc tính. tín hiệu phát sinh từ chuỗi nhò phân b là: POLAR_NRZ b. Mô phỏng mật độ phổ công suất của tín hiệu điều chế ,biết phạm vi tần số điều chế là[ 0, 20Khz]. Giải: a. Mô phỏng dạng tín hiệu điều. Biết tín hiệu phát sinh từ chuỗi nhò phân b là: BIPOLAR_NRZ b. Mô phỏng mật độ phổ công suất của tín hiệu điều chế ,biết phạm vi tần số điều chế là[ 0, 10Khz]. Giải: a. Mô phỏng dạng tín hiệu