mô phỏng điều CHẾ DỊCH PHA 4 TRẠNG THÁI (QPSK)

Ta cũng có thể hiểu: Điều chế số là sử dụng thông tin số tác động lên các thông số của sóng mang, làm cho các thông số của sóng mang biến thiên theo quy luật của thông tin.Sóng mang hình

Ta cũng có thể hiểu: Điều chế số là sử dụng thông tin số tác động lên các thông số của sóng mang, làm cho các thông số của sóng mang biến thiên theo quy luật của thông tin.

Sóng mang hình Sin có dạng:

x(t) = A cos(2ΠΠ fc t + ø )

Có ba thông số của sóng mang có thể mang tin:là biên độ (A), tần số ( fc ) và góc pha (ø)

Do đó, ta có thể tác động lên một trong 3 thông số của sóng mang để có các phương pháp điều chế tương ứng.

Ngoài ra, ta cũng có thể tác động lên một lúc 2Π thông số của sóng mang để có phương pháp điều chế kết hợp.

- Điều chế 2ΠPSK

PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHẾ PSK

Cơ sở toán học của điều chế PSK:

PSK là phương thức điều chế mà pha của tín hiệu sóng mang cao tần biến đối theo tín hiệu băng gốc.

Giả sử tín hiệu sóng mang được biểu diễn: f0(t) = cos(ɷ0t + φ))

Biểu thức tín hiệu băng gốc: s(t) là tín hiệu ở dạng nhị phân 0 hoặc 1, hay là một dãy tín hiệu dạng NRZ.

Khi đó tín hiệu được điều chế dịch pha PSK sẽ có dạng :

P(t) = cos[ɷ0t + φ) + s(t) Δøø 2 ]

Trong đó: Δø = ø = 2 Π n : là sự lệch pha giữa các pha lân cận của tín hiệu

Biểu diễn tín hiệu theo kiểu cầu phương:

P(t) = cos[ɷ0t + φ) + s(t) Δøø 2 ]

= cos[ s(t) Δøø 2 ].cos(ɷ0t + φ)) – sin[ s(t) Δøø 2 ].sin(ɷ0t + φ))

Suy ra: P(t) = a(t).cos(ɷ0t + φ)) + b(t) sin(ɷ0t + φ))

Như vậy, tín hiệu điều chế dịch pha là tổng của hai tín hiệu điều biên vuông góc nhau.

ĐIỀU CHẾ DỊCH PHA 4 TRẠNG THÁI (QPSK)

mức 0 hoặc 1) được biến đổi thành tín hiệu lưỡng cực NRZ (Non Return Zero: dạng tín hiệu mức +1 hoặc -1) Hai sóng mang đưa tới hai bộ trộn làm lệch pha nhau 900 Tổng hợp tín hiệu đầu ra

ở của hai bộ trộn ta được tín hiệu QPSK.

Tín hiệu đầu ra hai bộ trộn

fc là tần số sóng mang

θ(t) là góc pha được điều chế

θ là góc pha ban đầu của tín hiệu

Mỗi giá trị của pha tương tứng với hai bit duy nhất của tín hiệu được gọi là cặp bit, như vậy ta có thể lập các giá trị pha để biểu diễn tập các cặp bit như sau: 00, 01, 11 và 10.

Góc pha ban đầu θ là một hằng số, nó nhận giá trị bất kỳ trong khoảng từ 0 đến 2Ππ, vì góc pha này không ảnh hưởng đến quá trình phân tích tín hiệu được điều chế nên ta đặt giá trị pha ban đầu θ bằng không (θ = 0)

Hay: Si(t) = √ 2 E T .cos [ 2 π ft +θ (t ) ] = √ 2 E T .cos [ 2 π ft +(2i−1) π

Trong đó: θ(t) = (2Πi – 1) π 4 ; ( i=1, 2Π, 3, 4)

Theo công thức trên, ta có nhận xét:

+ Có hai hàm cơ sở trong biểu thức si(t), ta định nghĩa như sau:

Bảng: Các Vectơ không gian tín hiệu QPSK Cặp bit Pha của tín hiệu QPSK Tọa độ của các điểm bản tin

Chuyển mãNRZ

Chuyển mãNRZ

900

c(t)

Hình: Sơ đồ khối điều chế QPSK

Chuyển đổi nối tiếp sang song song

Hình: Sơ đồ khối điều chế QPSK

900

x2(t)

I

Q c(t)

Dạng sóng mô phỏng được Đoạn mã chương trình Tài liệu tham khảo

- Sơ đồ nguyên lý điều chế QPSK

-b Mô phỏng bằng MatLab

1 Tập lệnh chương trình

%[1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1] co the thay doi theo y ban

% Khi ta xoa di tat ca cac dong tu 9 den 19 (IF NARGIN > 2Π den END) thi do thi ket qua mo phong khong

% thay doi

if nargin > 2Π % Neu so bien so dau vao > 2Π

error('ban da dua nhieu tham so, chi duoc dua 2Π tham so dau vao');

elseif nargin==1 % So sanh so bien dau vao va 1

% Bai toan thuc hien kiem tra tong so bit nhap vao la so chan (de thuc hien

% tach thanh 2Π nhanh

% Gan cac gia tri dau vao

t=0:2Π*pi/99:2Π*pi; % cho gia tri t chay tu 0 den 2Πpi, buoc nhay la 2Πpi/99

% Khai bao cac ma tran dung trong chuong trinh

cp=[];

se1=zeros(1,100); % tao ma tran 1x100 (gom 1 hang,100 cot,tat ca cac gia tri =0)

for n=1:2Π:length(g); % cho gia tri n chay tu 1 den length(g),buoc nhay la 2Π

if g(n)==0 && g(n+1)==1; %Trang thai 01,goc pha 3pi/4

die=sqrt(2Π)/2Π*ones(1,100); % die: tuong ung voi truc tung

die1=-sqrt(2Π)/2Π*ones(1,100); % die1: tuong ung voi truc hoanh

c=cos(f*t); % Tin hieu song mang cho I, dong pha voi tin hieu ban dau

s=sin(f*t); % Tin hieu song mang cho Q, lech 90 do so voi tin hieu ban dau

cp=[cp die]; %Amplitude cosino, bien do cua song Coos

Hình 1: qpsk([1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1],2Π)

Hình 3: qpsk([1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1],2Π)c.

2Π Điều chế 8PSK

a Sơ đồ nguyên lý

b Mô phỏng bằng MatLab

c d

function qpsk(chuoibit,f)

%dieu che QPSK

%tu cua so lenh ban hay go:

%qpsk([1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0],2Π)

%[1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0] la so bit nhi phan dau vao

%[1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0] co the thay doi theo y ban

% Dat trang thai goc pha cho cac ky tu

% Goc pha cho Symbol 01 la 3pi/4, bien do la (-sqrt(2Π)/2Π;sqrt(2Π)/2Π)

if chuoibit(n)==0 && chuoibit(n+1)==1;

die=sqrt(2Π)/2Π*ones(1,100);

die1=-sqrt(2Π)/2Π*ones(1,100);

se=[zeros(1,50) ones(1,50)];

% Goc pha cho Symbol 00 la 5pi/4, bien do la (-sqrt(2Π)/2Π;-sqrt(2Π)/2Π)

elseif chuoibit(n)==0 && chuoibit(n+1)==0;

die=-sqrt(2Π)/2Π*ones(1,100);

die1=-sqrt(2Π)/2Π*ones(1,100);

se=[zeros(1,50) zeros(1,50)];

% Goc pha cho Symbol 10 la 7pi/4, bien do la (sqrt(2Π)/2Π;-sqrt(2Π)/2Π)

elseif chuoibit(n)==1 && chuoibit(n+1)==0;

die=-sqrt(2Π)/2Π*ones(1,100);

die1=sqrt(2Π)/2Π*ones(1,100);

se=[ones(1,50) zeros(1,50)];

cp=[cp die]; %Amplitude cosino

sp=[sp die1]; %Amplitude sino

mod=[mod c]; %cosino carrier (Q)

mod1=[mod1 s]; %sino carrier (I)

% Giang vien huong dan: TS Trinh Quang Khai

% Hoc vien thuc hien: Tran Quang Nhu

% Lop: Ky Thuat Dien Tu - Khoa 18 - He: Cao hoc

% Truong: Dai Hoc Giao Thong Van Tai Co So 2Π

% Tp Ho Chi Minh thang 1 nam 2Π011

-% CACH CHAY FILE CHUONG TRINH

% Go Lenh dieucheqpsk_tranquangnhu([chuoi bit],tan so f])

% Dat trang thai goc pha cho cac ky tu

% Goc pha cho Symbol 11 la pi/4, bien do la (sqrt(2Π)/2Π;sqrt(2Π)/2Π)

if chuoibit(n)==1 && chuoibit(n+1)==1;

I=sqrt(2Π)/2Π*ones(1,100);

Q=sqrt(2Π)/2Π*ones(1,100);

se=[ones(1,50) ones(1,50)];

% Goc pha cho Symbol 01 la 3pi/4, bien do la (-sqrt(2Π)/2Π;sqrt(2Π)/2Π)

elseif chuoibit(n)==0 && chuoibit(n+1)==1;

I=-sqrt(2Π)/2Π*ones(1,100);

Q=sqrt(2Π)/2Π*ones(1,100);

se=[zeros(1,50) zeros(1,50)];

% Goc pha cho Symbol 10 la 7pi/4, bien do la (sqrt(2Π)/2Π;-sqrt(2Π)/2Π)

elseif chuoibit(n)==1 && chuoibit(n+1)==0;

I=sqrt(2Π)/2Π*ones(1,100); %Q: die, chuyen thanh I

Q=-sqrt(2Π)/2Π*ones(1,100); %I: die1

se=[zeros(1,50) ones(1,50)];

end

% Khai bao cac thanh phan song mang dua vao dieu che

c=cos(f*t); % Khai bao ham Cos

s=sin(f*t); % Khai bao ham Sin

cp=[cp I]; %Gia tri bien do cua song hinh Cos

sp=[sp Q]; %Gia tri bien do cua song hinh Sin

modI=[modI c]; %Song mang hinh Cos cho nhanh I

modQ=[modQ s]; %Song mang hinh Sin cho nhanh Q

% TAI LIEU THAM KHAO

% [1] Pham Hong Lien, "MatLab Va Ung Dung Trong Vien Thong", Dai Hoc Quoc

% -BAI TAP

LON -% Mon hoc: Mo Phong He Thong Thong Tin

% "BAI VIET MO PHONG VE DIEU CHE KHOA DICH PHA 4PSK"

% Giang vien huong dan: TS Trinh Quang Khai

% Hoc vien thuc hien: Tran Quang Nhu

% Lop: Ky Thuat Dien Tu - Khoa 18 - He: Cao hoc

% Truong: Dai Hoc Giao Thong Van Tai Co So 2Π

% Tp Ho Chi Minh thang 1 nam 2Π011

-% CACH CHAY FILE CHUONG TRINH

% Go Lenh dieucheqpsk_tranquangnhu([chuoi bit],tan so f])

% Dat Trang Thai Goc Pha Cho Cac Ky Tu

% Goc pha cho Symbol 11 la pi/4, bien do la (sqrt(2Π)/2Π;sqrt(2Π)/2Π)

if chuoibit(n)==1 && chuoibit(n+1)==1;

I=sqrt(2Π)/2Π*ones(1,100);

Q=sqrt(2Π)/2Π*ones(1,100);

se=[ones(1,50) ones(1,50)];

% Goc pha cho Symbol 01 la 3pi/4, bien do la (-sqrt(2Π)/2Π;sqrt(2Π)/2Π)

elseif chuoibit(n)==0 && chuoibit(n+1)==1;

I=-sqrt(2Π)/2Π*ones(1,100);

Q=-sqrt(2Π)/2Π*ones(1,100);

se=[zeros(1,50) zeros(1,50)];

% Goc pha cho Symbol 10 la 7pi/4, bien do la (sqrt(2Π)/2Π;-sqrt(2Π)/2Π)

elseif chuoibit(n)==1 && chuoibit(n+1)==0;

I=sqrt(2Π)/2Π*ones(1,100); %Q: die, chuyen thanh I

Q=-sqrt(2Π)/2Π*ones(1,100); %I: die1

se=[zeros(1,50) ones(1,50)];

end

% Khai Bao Cac Thanh Phan Song Mang Dua Vao Dieu Che

c=cos(f*t); % Khai bao ham Cos

s=sin(f*t); % Khai bao ham Sin

AI=[AI I]; %Gia tri bien do cua song hinh Cos

AQ=[AQ Q]; %Gia tri bien do cua song hinh Sin

carrierI=[carrierI c]; %Song mang hinh Cos cho nhanh I

carrierQ=[carrierQ s]; %Song mang hinh Sin cho nhanh Q