BÀI GIảNG MÔ PHỏNG Hệ THốNG TRUYềN THÔNG

H C VI N CÔNG NGH B U CHệNH VI N THÔNG BÀI GI NG MÔ PH NG H TH NG TRUY N THÔNG KHOA VI N THÔNG Tác gi : TS Nguy n c Nhân HÀ N I 07-2014 i L IM U Trong s phát tri n nhanh chóng h th ng vi n thơng v i s phát tri n m nh m c a h th ng máy tính, ngày mơ ph ng đư tr thành m t công c không th thi u trình nghiên c u phát tri n h th ng c ng nh trình thi t k tri n khai h th ng Do v y cu n gi ng ắMô ph ng h th ng truy n thông” đ c vi t nh m cung c p cho sinh viên nh ng ki n th c b ích liên quan đ n môn h c Tài li u g m ch ng v i n i dung c b n nh sau:  Ch ng 1: Trình bày t ng quan v k thu t mô ph ng bao g m ph ng pháp lu n, v n đ v mơ hình hóa vai trị c a mô ph ng thi t k h th ng  Ch ng 2: Gi i thi u v MATLAB giúp sinh viên n m đ c v n đ c b n vi c s d ng MATLAB làm cơng c tính tốn k thu t nói chung mơ ph ng h th ng truy n thông ch ng sau  Ch ng 3: Gi i thi u v Simulink, m t công c MATLAB đ c s d ng đ mô ph ng d a mơ hình hay s đ kh i, thu n ti n cho vi c mô ph ng h th ng  Ch ng 4: Mô ph ng q trình thu phát tín hi u bao g m v n đ c b n v tín hi u mơ ph ng, mơ ph ng trình c b n th c hi n t i b phát b thu m t h th ng truy n thông  Ch ng 5: Mô ph ng kênh thông tin bao g m ph ng pháp th c hi n đ mô ph ng kênh c b n nói chung đ n kênh thông tin c th nh kênh h u n kênh vô n  Ch ng 6: đ c b nv c tính tham s hi u n ng h th ng giúp sinh viên n m đ c v n c tính th ng kê, đ c bi t đánh giá hi u n ng h th ng Chúng hy v ng r ng cu n gi ng s tài li u tham kh o h u ích cho sinh viên chuyên ngành vi n thông nh ng ng i quan tâm Tuy nhiên đ giúp sinh viên n m b t nh ng v n đ c b n nh t c a k thu t mơ ph ng h th ng truy n thơng địi h i ng i h c ph i có nh ng ki n th c t ng h p c a môn h c c s khác mà không ph i thu c m c tiêu n i dung c a mơn h c ây c ng phiên b n đ u tiên đ c vi t th i gian ng n v y s khơng tránh kh i nh ng sai sót Chúng r t mong nh n đ c ý ki n đóng góp c a q th y cô, b n sinh viên nh ng ng i quan tâm đ hoàn thi n h n cu n tài li u Tác gi TS Nguy n c Nhân ii M CL C Ch ng T ng quan v k thu t mô ph ng 1.1 Gi i thi u chung 1.2 Ph ng pháp lu n mơ ph ng 1.2.1 Mơ hình hóa tốn 1.2.2 Tính đa m t mô ph ng 1.3 Các khái ni m c b n v mơ hình hóa 1.3.1 Mơ hình hóa h th ng 10 1.3.2 Mơ hình hóa thành ph n ch c n ng 11 1.3.3 Mơ hình hóa q trình ng u nhiên 11 1.3.4 Mơ hình hóa h th ng gi đ nh 12 1.4 K thu t đánh giá hi u n ng 13 1.5 Sai s mô ph ng 14 1.5.1 Sai s mơ hình hóa h th ng 14 1.5.2 Sai s mơ hình hóa linh ki n 15 1.5.3 Sai s mơ hình hóa q trình ng u nhiên 16 1.5.4 Sai s x lý 17 1.6 Vai trị mơ ph ng thi t k h th ng truy n thông 17 1.7 T ng k t ch 21 ng Câu h i/bài t p ch Ch ng ng Gi i thi u v MATLAB 21 22 2.1 Gi i thi u chung 22 2.2 Các c u trúc c b n MATLAB 23 2.2.1 Các bi n MATLAB 23 2.2.2 Các phép tính s h c 27 2.2.3 Các phép tính logic quan h 31 2.2.4 Các hàm toán h c 33 2.2.5 Các hàm đ h a 35 iii 2.2.6 Các ho t đ ng I/O 43 2.3 Thao tác ma tr n vect 44 2.4 L p trình MATLAB 47 2.4.1 Các th t c MATLAB 47 2.4.2 Các hàm MATLAB 49 2.4.3 C u trúc ngôn ng MATLAB 50 2.4.4 Hàm eval 54 2.4.5 i u n hàm 55 2.5 MATLAB Editor Debugger 56 2.5.1 Các ch c n ng Editor 56 2.5.2 Các ch c n ng Debugger 57 2.6 M t s ph 58 ng pháp s s d ng MATLAB 2.6.1 Ph ng pháp tìm nghi m 58 2.6.2 Ph ng pháp tích phân 59 2.6.3 Ph ng pháp gi i ph 2.7 T ng k t ch ng Câu h i/bài t p ch Ch ng trình vi phân 61 68 ng ng Gi i thi u v Simulink 69 72 3.1 Gi i thi u chung 72 3.2 Nguyên lý ho t đ ng c a Simulink 73 3.2.1 Xây d ng s đ kh i Simulink 73 3.2.2 Tham s hóa kh i Simulink 74 3.2.3 Mô ph ng b ng Simulink 76 3.3 Gi i ph 77 3.4 3.5 T ng trình vi phân b ng Simulink n gi n hóa h th ng Simulink ng tác v i MATLAB 81 83 3.5.1 Truy n bi n gi a Simulink MATLAB 83 3.5.2 L p l i mô ph ng Simulink MATLAB 83 3.5.3 Truy n bi n thông qua bi n toàn c c 85 3.6 T ng k t ch 85 ng iv Câu h i/bài t p ch Ch ng ng Mô ph ng tín hi u q trình thu phát 86 87 4.1 Gi i thi u 87 4.1.1 Mơ hình mơ ph ng tín hi u b ng g c thơng d i 88 4.1.2 Q trình l y m u n i suy 91 4.1.3 Khai tri n Fourier 96 4.2 Mơ ph ng ngu n tín hi u 98 4.2.1 Ngu n tín hi u t 98 ng t 4.2.2 Ngu n tín hi u s 100 4.2.3 Ngu n tín hi u ng u nhiên 101 4.3 Mã hóa 106 4.3.1 Mã hóa ngu n 106 4.3.2 Mư đ 109 ng truy n 4.3.3 Mã hóa kênh 113 4.4 i u ch gi i u ch 116 4.4.1 i u ch tín hi u t 116 ng t 4.4.2 i u ch tín hi u s 119 4.4.3 Quá trình thu gi i u ch 122 4.5 Quá trình l c 127 4.5.1 L c t o d ng ph 127 4.5.2 L c t o d ng xung 129 4.5.3 Các b l c ph i h p 132 4.6 Quá trình đ ng b 136 4.6.1 Quá trình đ ng b mô ph ng 136 4.6.2 Mô ph ng m ch vịng khóa pha (PLL) 140 4.7 T ng k t ch 142 Ch ng ng Mô ph ng kênh thông tin 145 5.1 Gi i thi u chung 145 5.2 Mơ hình kênh AWGN 148 5.3 Các mơ hình kênh thơng tin c th 152 v 5.3.1 Kênh h u n ng d n sóng 152 5.3.2 Kênh vơ n 153 5.3.3 Kênh pha đinh đa đ ng 5.3.4 Kênh r i r c 5.4 T ng k t ch 162 ng Câu h i/bài t p ch Ch 6.1 ng 157 168 ng c tính tham s đánh giá hi u n ng c tính tham s 168 170 170 6.1.1 c tính m c sóng trung bình 170 6.1.2 c tính cơng su t trung bình 171 6.1.3 c tính ph 172 6.2 c tính t s SNR 174 6.3 ánh giá hi u n ng h th ng 176 6.3.1 Ph ng pháp Monte-Carlo 177 6.3.2 Ph ng pháp bán gi i tích 182 6.3.3 Các ph ng pháp khác 183 6.3.4 M t s ví d mơ ph ng h th ng vi n thông 184 6.4 T ng k t ch 187 ng Câu h i/bài t p ch ng 187 Tài li u tham kh o 188 Ph l c A 189 vi DANH SÁCH THU T NG VI T T T Thu t ng ti ng Anh A ADC AM AMI ASK AWGN B BER D DFT DPSK DSB DSP E erp F FIR FM FSK H HDL HMM I I/O IDFT IIR IS ISI N NRZ O OFDM Thu t ng ti ng Vi t Amplitude Modulation Alternate Mark Inversion Amplitude Shift Keying Additive White Gaussian Noise Chuy n đ i tín hi u t ng t sang s i u ch biên đ o d u mã Khóa d ch biên đ Nhi u Gauss tr ng c ng Bit Errors Rate T cđ l i Discrete Fourier Transform Differential Phase Shift Keying Double Side Band Digital Signal Processing Khai tri n Fourier r i r c Khóa d ch pha vi sai i u ch biên kép X lý tín hi u s equivalent random process Quá trình ng u nhiên t đ ng Finite Impulse Response Frequency Modulation Frequency Shift Keying áp ng xung h u h n i u ch t n s Khóa d ch t n Hardware Description Language Hiden Markov Model Ngôn ng đ c t ph n c ng Mơ hình Markov n Input/Output Inverse Discrete Fourier Transform Infinite Impulse Response Important Sampling Inter-Symbol Interference Vào/Ra Khai tri n Fourier r i r c đ o áp ng xung vô h n L y m u quan tr ng Giao thoa gi a ký hi u Non-Return-to-Zero Không tr v không Orthogonal Frequency Division Ghép kênh phân chia theo t n Analog to Digital Conversion ng vii P PCM PET PLL PM PSD PSK Q QA QAM QPSK R RNG RZ S SER SNR SSB T TDL V VSB Multiplexing s tr c giao Pulse Code Modulation Performance Evaluation Technique Phase Locked Loop Phase Modulation Power Spectral Density Phase Shift Keying i u ch xung mã K thu t c tính hi u n ng M ch vịng khóa pha i u ch pha M t đ ph công su t Khóa d ch pha Quasi-Analytical Quadrature Amplitude Modulation Quadrature Phase Shift Keying Bán gi i tích i u ch biên đ c u ph ng Khóa d ch pha c u ph ng Random Number Generator Return-to-Zero B t o s ng u nhiên Tr v không Symbol Error Rate Signal to Noise Ratio Single Side Band T c đ l i ký hi u T s tín hi u nhi u i u ch đ n biên Tributary Delay Line Vestigial Side Band ng tr nhánh i u ch r t biên viii Ch ng T ng quan v k thu t mô ph ng Mô ph ng ngày có m t nhi u l nh v c khoa h c k thu t đ c bi t thi t k h th ng truy n thông N i dung ch ng s trình bày nh ng v n đ t ng quan c b n nh t k thu t mơ ph ng nói chung mơ ph ng h th ng truy n thơng nói riêng 1.1 Gi i thi u chung Trong nh ng th p k qua h th ng truy n thông k thu t x lý tín hi u ngày t ng nhanh chóng v m c đ ph c t p Trong su t th i gian s n i lên lo i công ngh m i liên quan đ n ph n c ng t c đ cao chi phí r h n x lý tín hi u s , cơng ngh quang s i, linh ki n m ch tích h p đư có tác đ ng m nh m đ n vi c tri n khai h th ng truy n thông Trong s phát tri n v m c đ ph c t p c a h th ng truy n thông t ng lên theo th i gian n l c đòi h i cho trình phân tích thi t k , s c n thi t đ đ a công ngh m i vào s n ph m th ng m i nhanh chóng c ng địi h i r ng thi t k đ c hoàn thành th i gian, hi u qu v chi phí khơng m t nhi u công s c Các nhu c u có th đ c đáp ng ch b ng cách s d ng công c thi t k phân tích m nh m đ c tr giúp b i máy tính M t lo t k thu t tr giúp b i máy tính đư đ c phát tri n nhi u n m qua đ h tr q trình mơ hình hóa, phân tích thi t k h th ng truy n thông Các k thu t đ c tr giúp b i máy tính n m hai lo i c b n: ti p c n d a cơng th c mà máy tính đ c s d ng đ c tính cơng th c ph c t p ti p c n d a mơ ph ng mà máy tính đ c s d ng đ mô ph ng d ng sóng ho c tín hi u truy n qua h th ng Hi u n ng c a h th ng truy n thơng có th đ c đánh giá b ng vi c s d ng tính tốn d a cơng th c, mơ ph ng d ng sóng ho c b ng đo ki m ch t o m u th Các k thu t d a công th c d a vào mơ hình đ c đ n gi n hóa cung c p nhìn sâu v m i quan h gi a tham s thi t k hi u n ng h th ng chúng r t h u ích giai đo n đ u c a trình thi t k cho vi c khám phá không gian thi t k m r ng Tuy nhiên ngo i tr tr ng h p đ n gi n lý t ng hóa r t khó đ đánh giá hi u n ng c a h th ng truy n thông ph c t p ch b ng k thu t gi i tích v i đ xác c n cho q trình thi t k chi ti t h n ánh giá hi u n ng d a phép đo ki m thu đ c t m u thi t k th ph n c ng t t nhiên m t ph ng pháp xác đáng tin c y, h u ích giai đo n sau c a thi t k l a ch n thi t k đ c gi i h n m t t p nh Ti p c n nhìn chung r t t n m t nhi u th i gian khơng linh ho t Nó rõ ràng khơng kh thi đ s d ng ti p c n giai đo n đ u chu trình thi t k s l ng l a ch n thi t k l n B ng ti p c n d a mô ph ng đ đánh giá hi u n ng, h th ng có th đ c mơ hình hóa g n nh b t k m c chi ti t mong mu n khơng gian thi t k có th đ c khai thác c th chi ti t h n b ng ti p c n d a công th c ho c đo ki m D a mơ ph ng ta c ng có th k t h p mơ hình th c nghi m toán h c m t cách d dàng k t h p đ c tính đo đ c c a linh ki n tín hi u th c vào phân tích thi t k Các d ng sóng đ c mơ ph ng c ng có th đ c s d ng nh tín hi u đo th cho vi c ki m tra ch c n ng ho t đ ng c a ph n c ng Th c s , m t ti p c n d a mơ ph ng có th đ c s d ng đ t o m t môi tr ng ch t o m u th nhanh chóng cho vi c phân tích thi t k h th ng x lý tín hi u truy n thơng, m t mơi tr ng mơ hình ph n m m có th đ c k t h p v i d li u ph n c ng tín hi u th c đ t o m u thi t k không l i ti t ki m chi phí th i gian Nh đ c m c b n c a ti p c n mô ph ng t i tính tốn l n có th c gi m thi u b ng s l a ch n c n th n k thu t mơ hình hóa mơ ph ng 1.2 Ph ng pháp lu n mơ ph ng 1.2.1 Mơ hình hóa tốn M c đích cu i c a mơ ph ng ph ng t o l i đ c tính c a m t h th ng v t lý th c t thơng qua tính tốn d a máy tính M t tốn mơ ph ng đ n gi n nh t th ng bao g m b n b c c b n sau: 6.3.2 Ph ng pháp bán gi i tích i v i ph ng pháp Monte-Carlo, t i tính tốn có th r t l n t c đ l i k v ng nh Ví d t i t c đ l i c 10-8 đòi h i nh t 109 ậ 1010 ký hi u đ c truy n Trong ph ng pháp gi i tích khó đánh giá t c đ l i xác đ i v i nh ng h th ng ph c t p Do v y ph ng pháp bán gi i tích có th đ c áp d ng đ kh c ph c gi i h n c a ph ng pháp Monte-Carlo gi i tích Trong ph ng pháp bán gi i tích, ki n th c c a h th ng phân tích đ c s d ng đ gi m t i tính tốn m c đ ph c t p mà mơ ph ng Monte-Carlo địi h i Hình 6-6 Các ph Ý t ng pháp khác đ đánh giá hi u n ng h th ng ng th c hi n ph ng pháp bán gi i tích là: Th c hi n phát m t chu i ký hi u ng u nhiên có đ dài Lm (L b c u ch ) qua h th ng mô ph ng, ti p sau xác su t l i trung bình đ c tính d a ph ng pháp gi i tích thơng qua đánh giá hàm m t đ xác su t c a m u thu đ c t i b quy t đ nh Xét tr ng h p đ i v i h th ng nh phân đ n gi n nh mơ t hình 6-7 Trong h th ng m thu đ c lý t ng A, s méo d ng s t bi u hi n m u biên đ quanh nh ng m nh cho th y b i m u ví d t i vk = (1 - k)A, k t ph n l i cho m u th k l i có u ki n đ i v i m u đó, xác su t c xác đ nh b i pk   vk f n ( )d  Fn (vk ) (6.45)  fn hàm xác su t m t chi u F n hàm phân b tích l y  nhi u Gauss, pk  12 erfc vk N u m t chu i N bít đ  i v i ngu n 2 , vk = (1 - k)A, 2 công su t nhi u c phát đi, BER t ng c ng trung bình ch phép tính trung bình c a pk p N  pk N k 1 (6.46) 182 Nói cách khác ph ng pháp bán gi i tích s d ng cơng th c tính BER b ng ph pháp gi i tích, nh ng tham s công th c đ đ c t i b quy t đ nh sau ch y mô ph ng Hình 6-7 Mơ t ph ph c tính t m u thu ng pháp bán gi i tích cho h th ng nh phân: M t đo n mư MATLAB d ng pháp bán gi i tích: % Ví d c tính BER % xx – vector tín hi % nbw – đ r ng b ng % EsOverN0dB – T s … nx = length(xx); % c ng i cho ví d v c tính BER d a d a ph ng pháp bán gi i tích u thu sau mơ ph ng t n nhi u tín hi u nhi u theo dB dài chu i ký hi u đ u vào b thu; % Xác đ nh ph ng sai nhi u EsOverN0 = 10^(EsOverN0dB/10); % dB to linear N0 = Es/EsOverN0; % Công su t nhi u sigma = sqrt(N0*nbw*2); % Ph ng sai nhi u d = abs(xx); pe = sum(Q(d/sigma)); pe = pe/nx; 6.3.3 Các ph c tính xác su t l i ng pháp khác gi m th i gian khác c ng có th đ Ph % c tính hi u n ng c a h th ng, m t s ph ng pháp c s d ng ng pháp l y m u quan tr ng (IS): • K thu t đ c tính tính ch t c a m t phân b xác đ nh ch có m u t m t d ng phân b khác • Th c hi n l y m u trình: trình đ c tr ng cho trình khác nh h ng lên tín hi u 183 Ph ng pháp ngo i suy đuôi phân b : • K thu t cho phép m r ng s quan tâm • Th c hi n xác đ nh t c đ l i t i ch đ l i cao: c tính có đ tin c y cao h n • M r ng c tính đ d đốn t c đ l i t i nh ng u ki n SNR mà t c đ l i nh Tuy nhiên vi c c i thi n t c đ ch y mô ph ng c a ph ng pháp c ng có th làm cho sai s k t qu đ u t ng lên Do v y c n ý áp d ng có s đánh giá ph ng pháp b ng vi c so sánh ki m ch ng v i ph ng pháp Monte-Carlo 6.3.4 M t s ví d mơ ph ng h th ng vi n thơng Ví d 6.1: Mô ph ng h th ng DPSK qua kênh AWGN M t mơ hình mơ ph ng h th ng đ n gi n s d ng u ch DPSK đ c cho th y hình 6-8 m c ký hi u, hi u n ng h th ng đ c c tính b ng ph ng pháp Monte Carlo Ch ng trình MATLAB mơ ph ng h th ng đ n gi n đ c cho d i k t qu đ c cho th y hình 6-9 % Ví d mơ ph ng h th ng DPSK qua kênh AWGN % T o b n tin tín hi u s cho u ch DPSK M = 2; N = 1000000; x = randint(1,N,M); % i u ch DPSK s = dpskmod(x,M); % Truy n qua kenh AWGN SNRdB = 0:9; SNR = 10.^(SNRdB/10); ber = []; Pb = []; for k = 1:10 r = awgnchan(s,SNRdB(k)); xr = dpskdemod(r,M); % Giai dieu che DPSK % Xac dinh loi e = (x ~=xr); ne = sum(e); c tính ber(k) = ne/N; % Xác su t l i % Xác su t l i lý thuy t Pb(k) = 1/2*exp(-SNR(k)); end % Hi n th k t qu figure(1); % BER curve semilogy(SNRdB,Pb,'-',SNRdB,ber,'r*-.');grid; xlabel('Eb/N0 in dB');ylabel('BER'); legend('Theory','Simulation'); 184 dk Mã hóa vi sai B u ch PSK sk rk Kênh AWGN B gi i u ch d’k Gi i mã vi sai x’k xk  d k  d k 1 d k  d k 1  xk So sánh c tính BER Hình 6-8 Mơ hình mơ ph ng h th ng DPSK qua kênh AWGN 10 Theory Simulation 10 BER xk 10 10 10 -1 -2 -3 -4 10 Eb/N0 in dB Hình 6-9 K t qu BER hàm SNR c a h th ng DPSK truy n qua kênh AWGN 185 Ví d 6.2: Mơ ph ng h th ng BPSK qua kênh AWGN kênh pha đinh Rayleigh Mô hình mơ ph ng h th ng đ c cho th y hình 6-10 h th ng s d ng u ch BPSK đ c truy n hai kênh AWGN kênh pha đinh Rayleigh đ so sánh hi u n ng K t qu mô ph ng đ c cho th y hình 611 Hình 6-10 Mơ hình mơ ph ng h th ng Hình 6-11 K t qu mơ ph ng h th ng BPSK 186 6.4 T ng k t ch N i dung ch ng ng đư đ c p đ n k thu t c tính tham s bao g m tham s c a tín hi u, t s tín hi u nhi u tham s hi u n ng c a h th ng Trong k thu t c tính tham s hi u n ng qua xác su t l i, ph ng pháp Monte Carlo đư đ c trình bày c th t ph ng pháp lu n đ n cách th c th c hi n Ngồi ph ng pháp bán gi i tích c ng đ c gi i thi u nh m t cách đ giúp c tính xác su t l i nhanh h n Các ph ng pháp khác nh l y m u quan tr ng ngo i suy đuôi c ng gi i thi u đ g i m cho ng mô ph ng c ng đư đ i h c tìm tịi thêm M t vài ví d c đ a đ minh h a n i dung c a ch Câu h i/bài t p ch ng ng 6-1/ Hãy tính s l ng ký hi u c n truy n mô ph ng Monte Carlo tính xác su t l i 10-3 đ m b o kho ng tin c y 10-4 v i xác su t 90% c 6-2/ Mô ph ng hi u n ng h th ng u ch DPSK nh cho ví d 6.1 b ng ph ng pháp Monte-Carlo v i d ng xung u ch xung vng có s d ng b l c ph i h p t i b thu 6-3/ Mô ph ng hi u n ng h th ng u ch DPSK nh cho ví d 6.1 b ng ph ng pháp Monte-Carlo v i d ng xung u ch xung raised cosine có s d ng b l c ph i h p t i b thu 6-4/ Mô ph ng h th ng u ch DPSK nh cho ví d 6.1 đánh giá hi u n ng b ng ph ng pháp bán gi i tích v i d ng xung u ch xung vng có s d ng b l c ph i h p t i b thu 6-5/ Mô ph ng hi u n ng h th ng u ch BPSK truy n qua kênh pha đinh đa đ ng có đ c tính nh cho t p 5-7 b ng ph ng pháp Monte-Carlo v i d ng xung u ch xung vuông có s d ng b l c ph i h p t i b thu 187 Tài li u tham kh o [1] Michel C Jeruchim, Philip Balaban, Simulation of Communication Systems: Modeling, Methodology and Techniques, 2nd ed., Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2000 [2] Nguy n Vi t B u i n, 2007 m, Mô ph ng h th ng vi n thông ng d ng MATLAB, NXB [3] J G Proakis, M Salehi, G Bauch, Contemporary Communication Systems Using MATLAB and Simulink, 3rd ed., Cengage Learning, 2012 [4] O Beucher, M Weeks, Introduction to MATLAB and Simulink: A Project Approach, 3rd ed., Infinity Science Press, 2008 [5] Mathworks Inc., MATLAB and Simulink Student Version: Getting Started With MATLAB, 2007 [6] Steven C Chapra, R P Canale, Numerical Methods for Engineers, 6th ed., Mcgraw-Hill, 2010 [7] Dennis Silages, Digital Communication Systems using MATLAB and Simulink, Bookstand Publishing, 2009 [8] K C Raveendranathan, Communication Systems Modeling and Simulation using MATLAB and Simulink, Universities Press, 2011 [9] Mohsen Guizani, Ammar Rayes, Bilal Khan, Ala Al-Fuqaha, Network Modeling and Simulation: A Practical Perspective, Wiley, 2010 188 Ph l c A M t s th vi n hàm x lý tính tốn MATLAB cho mô ph ng h th ng truy n thông A.1 Th vi n Communications Toolbox Kênh truy n awgn bsc Doppler filter(channel) mimochan rayleighchan ricianchan stdchan Kênh AWGN Mơ hình kênh đ i x ng nh phân Gói l p Doppler L c tín hi u theo đ i t ng kênh T o đ i t ng kênh pha đinh MIMO Xây d ng đ i t ng kênh pha đinh Rayleigh Xây d ng đ i t ng kênh pha đinh Rice Xây d ng đ i t ng kênh t t p mơ hình đ hóa c tiêu chu n Ngu n tín hi u commsrc.pattern randerr randint randsrc wgn Xây d ng đ i t ng b t o m u tín hi u T o m u l i bit T o ma tr n s nguyên ng u nhiên phân b đ u T o ma tr n ng u nhiên s d ng b ng ký t đ c quy đ nh T o nhi u Gauss tr ng Mã hóa ngu n arithdeco arithenco Gi i mã nh phân s d ng gi i mã s h c Mã hóa chu i ký hi u s d ng mã hóa s h c compand B nén/giãn lu t  ho c lu t A mã ngu n dpcmdeco Gi i mã s d ng u ch mã xung vi sai Mã hóa s d ng u ch mã xung vi sai T i u hóa tham s u ch mã xung vi sai Gi i mã Huffman T o t n mã Huffman cho ngu n b ng mơ hình xác su t đư bi t Mã hóa Huffman dpcmenco dpcmopt huffmandeco huffmandict huffmanenco 189 Lloyds quantize T i u hóa tham s l ng t hóa s d ng thu t toán Lloyd T o ch s l ng t hóa giá tr đ u đ c l ng t hóa Mã s a l i bchdec bchenc bchgenpoly bchnumerr convenc cyclgen cyclpoly decode dvbs2ldpc encode fec.bchdec fec.bchenc fec.ldpcdec fec.ldpcenc fec.rsdec fec.rsenc gen2par gfweight hammgen rsdec rsdecof rsenc rsgenpoly syndtable vitdec i u ch /gi i u ch t amdemod ammod fmdemod fmmod pmdemod pmmod ssbdemod ssbmod B gi i mã BCH B mã hóa BCH B t o đa th c t o mã BCH S l i có th s a c a mã BCH Mã ch p d li u nh phân T o ma tr n sinh ki m tra ch n l c a mã cyclic T o đa th c t o mã c a mã cyclic B gi i mã kh i Các mã LDPC theo tiêu chu n DVB-S.2 B mã hóa kh i Xây d ng đ i t ng gi i mã BCH Xây d ng đ i t ng mã hóa BCH Xây d ng đ i t ng gi i mã LDPC Xây d ng đ i t ng mã hóa LDPC Xây d ng đ i t ng gi i mã Reed-Solomon Xây d ng đ i t ng mã hóa Reed-Solomon Chuy n đ i gi a ma tr n sinh ki m tra ch n l Tính kho ng cách t i thi u c a mã kh i n tính T o ma tr n sinh ki m tra ch n l c a mã Hamming B gi i mã Reed-Solomon Gi i mã t p ASCII đ c mã hóa s d ng mã Reed-Solomon B mã hóa Reed-Solomon T o đa th c t o mã c a mã Reed-Solomon T o b ng syndrome gi i mã Gi i mã ch p d li u nh phân s d ng thu t toán Viterbi ng t Gi i Gi i Gi i Gi i i u ch AM u ch AM i u ch FM u ch FM i u ch PM u ch PM i u ch SSB u ch SSB 190 i u ch /gi i u ch s dpskdemod dpskmod fskdemod fskmod genqamdemod genqammod modem modnorm mskdemod mskmod oqpskdemod oqpskmod pamdemod pammod pskdemod pskmod qamdemod qammod Gi i u ch DPSK i u ch DPSK Gi i u ch FSK i u ch FSK Gi i u ch QAM t ng quát i u ch QAM t ng quát Gói l p modem H s đ nh c cho chu n hóa đ u u ch Gi i Gi i Gi i Gi i Gi i i u ch MSK u ch MSK i u ch QPSK bù u ch QPSK bù i u ch xung biên u ch xung biên i u ch PSK u ch PSK i u ch QAM u ch QAM ánh giá hi u n ng berawgn bercoding berconfint berfading berfit BER cho kênh AWGN không s d ng mã BER cho kênh AWGN mã hóa BER kho ng tin c y c a mô ph ng Monte-Carlo BER cho kênh pha đinh Rayleigh Rice Làm kh p đ ng cong đ i v i d li u BER th c nghi m khơng ph ng BER cho q trình đ ng b khơng hồn h o biterr Tính s l ng l i bít BER commeasure.EVM T o đ i t ng đo EVM commeasure.MER T o đ i t ng đo MER commscope Gói l p hi n th thơng tin commscope.eyediagram Phân tích m u m t commscope.ScatterPlot T o hi n th bi u đ chòm distspec Tính ph kho ng cách c a mã ch p eyediagram T o bi u đ m t bersync EyeScope noisebw T o hi n th bi u đ m t cho đ i t ng m u m t H r ng b ng t n nhi u t ng đ ng c a b l c 191 scatterplot semianalytic symerr T o bi u đ chòm Tính BER s d ng k thu t bán gi i tích Tính s l ng l i ký hi u SER Các b l c intdump hank2sys hilbiir rcosine rcosfir rcosiir rectpulse L y tích phân kh i t o (I&D) Chuy n đ i ma tr n Hankel thành mơ hình h th ng n tính Thi t k b l c IIR khai tri n Hilbert Thi t k b l c raised cosine Thi t k b l c FIR raised cosine Thi t k b l c IIR raised cosine T o d ng xung vuông B cân b ng cma dfe equalize lineareq lms mlseeq normlms reset(equalizer) rls signlms varlms Tr Xây d ng đ i t ng gi i thu t modul h ng s Xây d ng đ i t ng b cân b ng h i ti p quy t đ nh (DFE) Cân b ng tín hi u s d ng đ i t ng b cân b ng Xây d ng đ i t ng b cân b ng n tính Xây d ng đ i t ng gi i thu t thích ng trung bình bình ph ng t i thi u (LMS) Cân b ng tín hi u u ch n tính s d ng thu t tốn Viterbi Xây d ng đ i t ng gi i thu t thích ng LMS chu n hóa Thi t l p l i đ i t ng b cân b ng Xây d ng đ i t ng gi i thu t thích ng bình ph ng t i thi u đ quy (RLS) Xây d ng đ i t ng gi i thu t thích ng LMS có d u Xây d ng đ i t ng gi i thu t thích ng LMS c b c bi n đ i ng Galois convmtx cosets dftmtx filter(gf) gf gftable minpol mldivide primpoly Ma tr n tích ch p c a vector tr ng Galois T o coset cyclotomic c a tr ng Galois Ma tr n khai tri n Fourier r i r c tr ng Galois B l c s 1-D tr ng Galois T o m ng tr ng Galois Sinh t p đ gia t c tính tốn tr ng Galois Tìm đa th c nh nh t c a ph n t tr ng Galois Phép chia trái ma tr n \ c a m ng Galois Tìm đa th c nguyên c a tr ng Galois 192 Interleaving/Deinterleaving convdeintrlv convintrlv deintrlv intrlv randdeintrlv randintrlv Khôi ph c tr t t ký hi u s d ng ghi d ch Giao hoán ký hi u s d ng ghi d ch Khôi ph c tr t t ký hi u S p x p l i chu i ký hi u Khôi ph c tr t t ký hi u s d ng giao hoán ng u nhiên S p x p l i ký hi u s d ng giao hoán ng u nhiên M t s hàm ti n ích alignsignals bi2de bin2gray de2bi finddelay gray2bin marcumq oct2dec poly2trellis qfunc qfuncinv seqgen seqgen.pn vec2mat erf erfc erfinv erfcinv ng ch nh hai tín hi u b i tr tín hi u tr c Chuy n đ i vector nh phân thành s th p phân Chuy n đ i s nguyên d ng thành s nguyên mã Gray t ng ng Chuy n đ i s th p phân thành vector nh phân c tính tr gi a tín hi u Chuy n đ i s nguyên mã Gray thành s nguyên d ng t ng ng Hàm Q Marcum t ng quát Chuy n đ i s bát phân sang th p phân Chuy n đ i đa th c mã ch p sang mô t d ng l Hàm Q Hàm Q đ o Gói t o chu i Xây d ng đ i t ng t o chu i gi ng u nhiên Chuy n đ i vector thành ma tr n Hàm l i Hàm l i bù Hàm l i đ o Hàm l i bù đ o i A.2 Th vi n Signal Processing Toolbox Các hàm x lý tín hi u c b n conv conv2 corrcoef cov cplxpair Tích ch p nhân đa th c Tích ch p 2-D Các h s t ng quan Ma tr n t ng quan S p x p s ph c thành c p liên h p ph c 193 deconv fft fft2 fftshift filter2 freqspace ifft ifft2 unwrap Kh tích ch p chia đa th c Khai tri n Fourier r i r c Khai tri n Fourier r i r c 2-D D ch thành ph n t n s v trung tâm ph B l c s 2-D Kho ng cách t n s đáp ng t n Khai tri n Fourier r i r c ng c Khai tri n Fourier r i r c ng c 2-D Hi u ch nh pha đ t o đ th pha b ng ph ng Khai tri n bitrevorder czt dct dftmtx digitrevorder fwht goertzel hilbert idct ifwht Giao hoán d li u thành tr t t đ o bit Khai tri n z chirp Khai tri n cosine r i r c Ma tr n khai tri n Fourier r i r c Giao hoán đ u vào thành tr t t đ o s Khai tri n Walsh-Hadamard nhanh Khai tri n Fourier r i r c s d ng thu t toán Goertzel b c hai Tín hi u gi i tích r i r c th i gian s d ng khai tri n Hilbert Khai tri n cosine r i r c ng c Khai tri n Walsh-Hadamard nhanh ng c X lý tín hi u th ng kê corrmtx cpsd dspdata mscohere pburg pcov peig periodogram pmcov pmtm pmusic pwelch pyulear spectrogram spectrum tfestimate Ma tr n d li u cho c tính ma tr n t t ng quan M t đ ph công su t chéo Thông tin tham s d li u DSP Tính k t h p bình ph ng biên đ PSD s d ng ph ng pháp Burg PSD s d ng ph ng pháp đ ng ph ng Gi ph s d ng ph ng pháp vector tr riêng PSD s d ng ph ng pháp periodogram PSD s d ng ph ng pháp đ ng ph ng bi n đ i PSD s d ng ph ng pháp đa nón Gi ph s d ng thu t toán MUSIC PSD s d ng ph ng pháp Welch PSD s d ng ph ng pháp AR Yule-Walker V tính ph s d ng khai tri n Fourier th i gian ng n c tính ph c tính hàm truy n 194 xcorr xcorr2 xcov T T ng quan chéo ng quan chéo 2-D ng ph ng chéo X lý tín hi u đa t c đ upfirdn Gi m t c đ m u Gi m t c đ m u b i h s nguyên N i suy ậ T ng t c đ m u b i h s nguyên Thay đ i t c đ m u b i m t h s t l T ng m u áp d ng b l c FIR gi m m u upsample T ng t c đ m u b i h s nguyên decimate downsample interp resample T o d ng sóng chirp diric gauspuls gmonopuls pulstran rectpuls sawtooth sinc square tripuls vco Hàm cosine t n s quét Hàm sinc tu n hồn ho c Dirichlet Xung hình sin đ c u ch d ng Gauss n xung Gauss T o chu i xung Xung vuông không tu n hồn đ c l y m u Sóng tam giác ho c r ng c a Hàm sinc Sóng bình ph ng Xung tam giác khơng tu n hoàn đ c l y m u B dao đ ng u n b ng n áp Các b l c s cfirpm fir1 fir2 firls intfilt firrcos gaussfir butter cheby1 cheby2 freqz fvtool grpdelay Thi t k b l c FIR pha phi n ph c Thi t k b l c FIR d a c a s Thi t k b l c FIR d a l y m u t n s Thi t k b l c FIR pha n tính bình ph Thi t k b l c FIR n i suy Thi t k b l c FIR raised cosine B l c t o d ng xung FIR Gauss Thi t k b l c Butterworth Thi t k b l c Chebyshev ki u Thi t k b l c Chebyshev ki u áp ng t n c a b l c s Công c tr c quan b l c tr b l c trung bình (đ tr nhóm) ng t i thi u 195 impz phasedelay phasez stepz zerophase zplane fftfilt filter filtfilt áp ng xung c a b l c s Tr pha c a b l c s áp ng pha c a b l c s áp ng b c c a b l c s áp ng pha zero c a b l c s V đ th zero-pole L c FIR d a FFT s d ng ph ng pháp x p ch ng-c ng L c d li u b ng b l c FIR ho c IIR L c s pha zero M t s hàm đ c bi t buffer db2mag dB2pow eqtflength findpeaks mag2db pow2db udecode uencode m vector tín hi u thành ma tr n khung d li u Chuy n đ i dB sang biên đ Chuy n đ i dB sang công su t Cân b ng đ dài t m u s hàm truy n Tìm c c đ i c c b Chuy n đ i biên đ sang dB Chuy n đ i công su t sang dB Gi i mư đ u vào s nguyên l ng t hóa 2n m c thành giá tr m u đ u L ng t hóa mã hóa m u đ u vào thành m c s nguyên đ u 196 ... mơ h? ?nh h? ?a là: mơ h? ?nh h? ?a h th ng, mơ h? ?nh h? ?a thành ph n linh ki n mơ h? ?nh h? ?a q trình 1.3.1 Mơ h? ?nh h? ?a h th ng M t h th ng m t n truy n d n đ c mô t m c cao nh t b ng s đ kh i k t n i phân... Mơ h? ?nh h? ?a h th ng 10 1.3.2 Mơ h? ?nh h? ?a thành ph n ch c n ng 11 1.3.3 Mơ h? ?nh h? ?a q trình ng u nhiên 11 1.3.4 Mơ h? ?nh h? ?a h th ng gi đ nh 12 1.4 K thu t đánh giá hi u n ng 13 1.5 Sai s mô ph... phân h hay h th ng V n đ mô h? ?nh h? ?a h th ng m t v n đ v c u h? ?nh theo ngh a s đ kh i mô ph ng sát v i th c t mơ h? ?nh h th ng xác Nh đư đ c p, mơ h? ?nh m c cao nh t có th c n đ c s d ng cho mô ph