Nguyên lý truyền thông phkkhanh PHULUC

Ngun lý truyền thơng PH Ụ LỤC A ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH PHỔ KHẢO SÁT PHƯƠNG PHÁP TRẢI PHỔ CHUỖI TRỰC TIẾP (DSSS) TRONG HỆ THỐNG CDMA I CÁC KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP Đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA (Frequency Division Multiple Access) Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA (Time Division Multiple Access) Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA (Code Devision Multiple Access) Power Time Time Power FDMA Power Frequency Time CDMA TDMA Frequency Frequency II DSSS (Direct Sequency Spread Spectrum) – BPSK (Binary Phase Shift Keying): Tín hiệu DSSS-BPSK s(t) = Ad(t)c(t)sin(2πfct + θ) Điều chế BPSK Dữ liệu nhị phân d(t) = ƩdkΠT(t-kT) Bộ trải phổ Ad(t)sin(2πfct + θ) d(t) c(t) Bộ tạo sóng mang Asin(2πfct + θ(t) ) Bộ tạo mã PN Hình 1: Sơ đồ máy phát hệ thống DSSS-BPSK GV : Trần Duy Cường –Phạm Hùng Kim Khánh 90 Ngun lý truyền thơng Tín hiệu DSSS Giải điều chế BPSK Bộ nén phổ DATA IF filter m(t) former BPF w(t) c(t-τ) Bộ tạo mã PN Đồng mã Bộ khơi phục sóng mang Asin(2πfct + θ(t) ) Hình 2: Sơ đồ máy thu hệ thống DSSS-BPSK III KẾT QUẢ MÔ PHỎNG BẰNG CÔNG CỤ MATLAB Hình 3: Tín hiệu data d(t) Đảo pha Hình 4: Điều chế BPSK GV : Trần Duy Cường –Phạm Hùng Kim Khánh 91 Ngun lý truyền thơng Hình 5: Chuỗi PN (Pseudo Noise code) Hình 6: Tín hiệu Trải phổ DSSS Đây trường hợp lý tưởng khơng có can nhiễu băng hẹp kênh truyền Hình 7: Tín hiệu sau Nén phổ GV : Trần Duy Cường –Phạm Hùng Kim Khánh 92 Ngun lý truyền thơng Hình 8: Giải điều chế BPSK để khơi phục lại tín hiệu phía phát Phổ can nhiễu bănghẹp Phổ tín hiệu Hình 9: Trường hợp có can nhiễu kênh truyền Phổ tín hiệu Hình 10: Cơ chế chống can nhiễu băng hẹp: Trong trình nén phổ, phổ nhiễu không mong muốn bị trải phổ tín hiệu cần thu dồn phổ lại GV : Trần Duy Cường –Phạm Hùng Kim Khánh 93 Nguyên lý truyền thơng B ỨNG DỤNG MÃ HAMMING: MÃ HĨA VÀ GIẢI MÃ Mơ hình mơ Matlab 1) Phát: Tạo chuỗi ngẫu nhiên nhị phân 2) Nhóm chúng thành bốn bit, thêm ba bit chẵn lẻ chuyển chúng đến bit mã hóa cách sử dụng hệ thống mã Hamming (7,4) 3) Kênh truyền AWGN (Additive White Gaussian Noise) 4) Thu: Thực giải mã 5) Tính tốn hội chứng lỗi cho nhóm bit, sửa lỗi bit đơn 6) Đếm số lỗi 7) Lặp lại cho nhiều giá trị Eb kết mô hình N0 BER for BPSK in AWGN with Hamming (7,4) code theory - uncoded simulation - Hamming 7,4 (hard) -1 10 -2 Bit Error Rate 10 -3 10 -4 10 -5 10 10 Eb/No, dB GV : Trần Duy Cường –Phạm Hùng Kim Khánh 94 Nguyên lý truyền thông File Hammingsimu.m clear N = 10^6 ;% number of bits Eb_N0_dB = [0:1:10]; Ec_N0_dB = Eb_N0_dB - 10*log10(7/4); h=[1 1; 1 1; 1 0; 1]; ht = [h ;eye(3)]; g = [eye(4) h]; synRef = [ ]; bitIdx = [ 7 2].'; for yy = 1:length(Eb_N0_dB) % Transmitter ip = rand(1,N)>0.5; % Hamming coding (7,4) ipM = reshape(ip,4,N/4).'; ipC = mod(ipM*g,2); cip = reshape(ipC.',1,N/4*7); % Modulation s = 2*cip-1; % Channel - AWGN n = 1/sqrt(2)*[randn(size(cip)) + j*randn(size(cip))]; % Noise addition y = s + 10^(-Ec_N0_dB(yy)/20)*n; % additive white gaussian noise % Receiver cipHard = real(y)>0; % hard decision % Hamming decoder cipHardM = reshape(cipHard,7,N/4).'; syndrome = mod(cipHardM*ht,2); % syndrome syndromeDec = sum(syndrome.*kron(ones(N/4,1),[4 1]),2); syndromeDec(find(syndromeDec==0)) = 1; bitCorrIdx = bitIdx(syndromeDec); bitCorrIdx = bitCorrIdx + [0:N/4-1].'*7; cipHard(bitCorrIdx) = ~cipHard(bitCorrIdx); idx = kron(ones(1,N/4),[1:4]) + kron([0:N/4-1]*7,ones(1,4)); GV : Trần Duy Cường –Phạm Hùng Kim Khánh 95 Nguyên lý truyền thông ipHat = cipHard(idx); % counting the errors nErr(yy) = size(find([ip- ipHat]),2); end theoryBer = 0.5*erfc(sqrt(10.^(Eb_N0_dB/10))); simBer = nErr/N; close all figure semilogy(Eb_N0_dB,theoryBer,'bd-','LineWidth',2); hold on semilogy(Eb_N0_dB,simBer,'ms-','LineWidth',2); axis([0 10 10^-5 0.5]) grid on legend('theory - uncoded', 'simulation - Hamming 7,4 (hard)'); xlabel('Eb/No, dB'); ylabel('Bit Error Rate'); title('BER for BPSK in AWGN with Hamming (7,4) code'); file Dssssimu.m % Data BINARY_DATA_RATE = 9600; b = [binary(200)]; datas = wave_gen(b,'polar_nrz'); figure(1); waveplot(datas); title('data'); figure(2); psd(datas); title('pho data'); %Modulator fc = 100000; scbpsk = dmod(b,CARRIER_FREQUENCY,fd,SAMPLING_FREQ,'psk',2); figure(3); waveplot(scbpsk); title('modulator'); figure(4); psd(scbpsk); title(' modulator'); GV : Trần Duy Cường –Phạm Hùng Kim Khánh 96 Nguyên lý truyền thông % Preading %PN code = [binary(100)]; pn = wave_gen(code,'polar_nrz'); figure(5); waveplot(pn); title('PN'); figure(6); psd(pn); title('PN'); length_fc = length(scbpsk); length_p1 = length(pn); if (length_fc < length_p1) p = pn(1:length_fc); else r = ceil(length_fc /length_p1); p = []; for i = 1:r p = cat(2,pn,p); end scpncode = p(:)'; clc; scspread = mixer(scpncode,scbpsk); figure(7); waveplot(scspread); title('preading'); figure(8); psd(scspread); title('pho spreading'); %Depreading scdespread = xor(scpncode,scspread); figure(9); subplot(311); waveplot(scdespread); title('despreading'); figure(10); psd(scdespread); title('pho despreading') %Demodulator scdebpsk = DDEMOD(scdespread,CARRIER_FREQUENCY,fd,SAMPLING_FREQ,'psk',2); figure(11); GV : Trần Duy Cường –Phạm Hùng Kim Khánh 97 Nguyên lý truyền thông scdebpsk = wave_gen(scdebpsk,'polar_nrz'); waveplot(scdebpsk); title('data'); figure(12); psd(scdebpsk); CÁC TỪ VIẾT TẮT AWGN Additive White Gaussian Noise Tạp âm Gausơ trắng cộng BPSK Điều chế số dịch pha nhị phân Binary Phase Shift Keying CDMA Code Devision Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CNR Carrier to Noise Ratio Tỉ số sóng mang tạp âm DSSS Direct Sequency Spread Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum Trải phổ nhảy tần FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập chia theo tần số GSM Global System Mobile Communication Hệ thống truyền thông di động toàn cầu ITU International Telecommunication Union Liên minh Viễn thông Quốc tế MAI Multiple Access Interference Nhiễu đa đường MUI Multiple User Interference Nhiễu đa người dùng PN Pseudo Noise code Giả tạp âm PSD Power Spectral Density Mật độ phổ công suất QPSK Quadature Phase Shift Keying Điều chế pha trực giao SNR Signal to Noise Ratio Tỉ số tín hiệu tạp âm SIM Subscriber Identity Module Thẻ dùng nhận dạng thuê bao SDMA Space Division Multiple Access Đa truy nhập chia theo không gian THSS Time Hopping Spread Spectrum Trải phổ nhảy thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập chia theo thời gian GV : Trần Duy Cường –Phạm Hùng Kim Khánh 98 ... –Phạm Hùng Kim Khánh 91 Ngun lý truyền thơng Hình 5: Chuỗi PN (Pseudo Noise code) Hình 6: Tín hiệu Trải phổ DSSS Đây trường hợp lý tưởng khơng có can nhiễu băng hẹp kênh truyền Hình 7: Tín hiệu sau... muốn bị trải phổ tín hiệu cần thu dồn phổ lại GV : Trần Duy Cường –Phạm Hùng Kim Khánh 93 Nguyên lý truyền thông B ỨNG DỤNG MÃ HAMMING: MÃ HĨA VÀ GIẢI MÃ Mơ hình mơ Matlab 1) Phát: Tạo chuỗi ngẫu... Error Rate 10 -3 10 -4 10 -5 10 10 Eb/No, dB GV : Trần Duy Cường –Phạm Hùng Kim Khánh 94 Nguyên lý truyền thông File Hammingsimu.m clear N = 10^6 ;% number of bits Eb_N0_dB = [0:1:10]; Ec_N0_dB