BÁO cáo bài tập lớn môn mô hệ thống truyền thông

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA VIỄN THÔNG BỘ MÔN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN :MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG Giảng viên hướng dẫn : Ts.Nguyễn Đức Nhân Họ tên sinh viên : Đỗ Minh Châu Lớp : D10VT2 Mã sinh viên : 1021010141 HÀ NỘI 11/2013 Bài số 1; Mô tả hệ thống mô sơ đồ khối xác định tham số hệ thống Tín hiệu S1(t) Tín hiệu S2(t) Điều chế biên độ Giải điều chế biên độ THU AWGN Tín hiệu S3(t) Các tham số thành phần: a) Nguồn tín hiệu Thành phần S1(t): A=1, phi=0, f1= Hz Thành phần S2(t): A=1, phi=pi/8, f2=4 Hz Thành phần S3(t): A=2, phi=0, f3=1 Hz b) Bộ điều chế biên Sử dụng hàm điều chế biên độ fmmod có sẵn matlap , pha ban đầu sóng mang đầu cho Trong chọn: - Tần số sóng mang: fc=5.108 - Tần số lấy mẫu: fs=2.109 c) Kênh AWGN Cấu trúc y=awgn(x,SNR) với x tín hiệu vào, SNR tỉ số tín hiệu tạp âm kênh AWGN Trong , ta xét giá trị SNR 10, 15 , 20dB d) Khối giải điều chế biên độ Thông số sử dụng cho khối giải điều chế bao gồm: - Tần số sóng mang: fc=5.108 - Tần số lấy mẫu: fs=2.109 Bằng việc sử dụng MATLAB, viết chương trình thực mơ hệ thống truyền tín hiệu tương tự sử dụng kỹ thuật điều chế tần số FM với tần số sóng mang fc gấp 10 lần tần số cực đại ( fi) độ sâu điều chế h=0.4 kênh AWGN ba mức SNRlần lượt 15, 20 25dB Kết thu sau: Hình Tín hiệu tín hiệu sau điều chế Hình Biều diễn sóng mang chu kì tín hiệu mức SNR Hình Biểu diễn tín hiệu gốc tín hiệu giải điều chế mức SNR Chương trình mơ hệ thống trên: %Bai tap MPHTTT so % Tao tin hieu tuong tu s(t) % Tao tin hieu tuong tu s(t) clc,clear,close all fc=40; % Tan so song mang la 100MHz fs=1000; % Tan so lay mau > 2*fc t=[0:1/fs:3]; % Tao vecto thoi gian s=cos(2*pi*1*t)+cos(2*pi*4*t+pi/8)+2*cos(2*pi*1*t); figure(1) subplot(2,1,1) plot(t,s); title('Tin hieu goc s(t)','Color','r','FontSize',12); % Dieu che tin hieu theo phuong phap dieu che FM voi cac thong so de cho y=fmmod(s,fc,fs,20); % phase,amp: pha bien song mang subplot(2,1,2) plot(t,y); title('Tin hieu dieu che FM','Color','r','FontSize',12); xlabel('time'); ylabel('Amp');axis tight % Truyen qua kenh awgn voi muc SNR = 15, 20, 25 figure z1=awgn(y,15,'measured'); z2=awgn(y,20,'measured'); z3=awgn(y,25,'measured'); subplot(2,2,1); plot(t,y); title('Tin hieu dieu che FM','Color','r','FontSize',12); xlabel('time'); ylabel('Amp'); %axis tight subplot(2,2,2); plot(t,z1); title('T/h qua kenh AWGN co SNR = 15','Color','r','FontSize',12); xlabel('time'); ylabel('Amp'); axis tight subplot(2,2,3); plot(t,z2); title('T/h qua kenh AWGN co SNR = 20','Color','r','FontSize',12); xlabel('time'); ylabel('Amp');axis tight subplot(2,2,4); plot(t,z3); title('T/h qua kenh AWGN co SNR = 25','Color','r','FontSize',12); %axis tight % Giai dieu che FM figure r1=fmdemod(z1,fc,fs,20); r2=fmdemod(z2,fc,fs,20); r3=fmdemod(z3,fc,fs,20); subplot(2,2,1); plot(t,s); title('Tin hieu goc s(t)','Color','r','FontSize',12); xlabel('time'); ylabel('Amp'); axis tight; subplot(2,2,2); plot(t,r1); title('T/h giai dieu che voi SNR = 15dB','Color','r','FontSize',12); xlabel('time'); ylabel('Amp'); axis tight subplot(2,2,3); plot(t,r2); title('T/h giai dieu che voi SNR = 20dB','Color','r','FontSize',12); xlabel('time'); ylabel('Amp'); axis tight subplot(2,2,4); plot(t,r3); title('T/h giai dieu che voi SNR = 25dB','Color','r','FontSize',12); xlabel('time'); ylabel('Amp'); %axis tight % Xac dinh sai so e1 = (s - r1).^2; % Sai so voi SNR = 15dB e2 = (s - r2).^2; e3 = (s - r3).^2; figure subplot(3,1,1) semilogy(t,e1); title('Sai so cua %axis([0 0.3 1e-5 subplot(3,1,2) semilogy(t,e2); title('Sai so cua %axis([0 0.3 1e-5 subplot(3,1,3) semilogy(t,e3); title('Sai so cua %axis([0 0.3 1e-5 % Sai so voi SNR = 20dB % Sai so voi SNR = 25dB % Ve loi tin hieu tai SNR = 15 dB','Color','r','FontSize',12); 1e5]) tin hieu tai SNR = 20 dB','Color','r','FontSize',12); 1e5]) tin hieu tai SNR = 25 dB','Color','r','FontSize',12); 1e5]) Biểu diễn dạng sóng tín hiệu chu kỳ phổ điểm sau hệ thống : tính hiệu gốc tin, đàu điều chế, sau truyền qua kênh AWGN , tín hiệu khồi phục đàu thu Kết thu biểu diễn tín hiệu phổ sau: Hinh Biểu diễn tín hiệu gốc chu kì phổ tín hiệu gốc Hình Tín hiệu điều phổ Hình Tín hiệu qua kênh AWGN phổ (SNR=15) Hình Mẫu mắt tín hiệu 8-PSK Hình Phổ tín hiệu băng gốc 8-PSK Hình Tín hiệu 8-PSK truyền qua kênh AWGN Hình Biểu đồ chịm tín hiệu 8-PSK truyền qua kênh AWGN Hình Mẫu mắt tín hiệu 8-PSK truyền qua kênh AWGN Hình Phổ tín hiệu 8-PSK truyền qua kênh AWGN Hình 10 Tín hiệu 8-PSK khơi phục Hình 11 Biểu đồ chịm tín hiệu 8-PSK khơi phục Hình 12 Phổ tín hiệu băng gốc 8-PSK khơi phục Hình 13 Mẫu mắt tín hiệu 8-PSK khơi phục Hình 14 Sai số thực tế lý thuyết Chương trình mô phỏng: % Bai tap % Đỗ Minh Châu % D10VT2 - 1021010141 % Matlab R2013a %% -Thiet lap tham so -clc,clear,close all Es=10; n=5; N=1e6; phi0=pi/2; fs=5e6; fc=1e6; ts=1/fs; Nsym=N/3; tsym=1/Nsym; %bac cua bo loc % toc bits % pha tin hieu phat % tan so lay mau % tan so song mang % Thoi gian lay mau % Toc symbols % thoi gian symbols %% Nhap tin hieu phat d = randint(3,2000,[0 1]); % tao chuoi cac bit ngau nhien tuong ung voi cac ky hieu h = modem.pskmod('M', 8, 'InputType', 'Bit'); % Dieu che 8PSK y = modulate(h, d); % tao chuoi ky hieu 8PSK tuong ung t=0:ts:30e-5; s1=zeros(1,length(t)); for l=1:length(t) % Vong lap bat dau thuc hien dieu che s=0; for k=1:100 a(k)=(t(l)-0.5*tsym-(k-1)*tsym)/tsym; s=s+y(k)*sqrt((2*Es)/tsym)*rect(a(k)); end s1(l)=s*exp(j*phi0); %tin hieu phat tuong duong bang goc end s2 = raisedcosflt(s1,1.5e6,ts,0.5); % Bo loc redcosflt sp = sqrt(2)*real(s1.*exp(j*2*pi*fc*t)); % Tin hieu thong dai 8PSk plot(t,sp,'k') axis([0 4e-5 -2000 2000]) title('Tin hieu thong dai 8PSK') %Bieu dien tin hieu phat tuong duong bang goc 8PSK figure plot(t,real(s1),'r') title('Dang tin hieu bang goc 8PSK') xlabel('Time') ylabel('Bien do') grid on axis([0 6e-5 -1500 1500]) %Bieu dien chom h = scatterplot(y,1,0,'*k'); title('chom tin hieu 8-PSK') %Bieu dien mau mat eyediagram(real(s2),30); title('mau mat tin hieu 8PSK') % Bieu dien figure [f,Pf] = pho(t,real(s1)); plot(f,Pf,'m') title('pho tin hieu bang goc 8PSK') xlabel('f-Hz') ylabel('Pf') grid on axis([-2e6 2e6 3e4]) %% Truyen qua kenh AWGN SNRdB = 10; % dB SNR = 10^(SNRdB/10); varn = var(s1)/SNR; % computing variance of noise s1_awgn = addnoise(s1,varn); figure plot(t,real(s1_awgn),'r') grid on title('Tin hieu 8PSK truyen qua AWGN') axis([0 6e-5 -1500 1500]) % Bieu dien chom y_awgn = awgn(y,10,'measured'); h = scatterplot(y_awgn,1,0,'xg'); hold on; scatterplot(y,1,0,'or',h); title('chom tin hieu 8PSK truyen qua AWGN') % Bieu dien mau mat eyediagram(real(s1_awgn),40); title('Mau mat tin hieu 8PSK truyen qua AWGN') % Bieu dien figure [f,Pf] = pho(t,real(s1_awgn)); plot(f,Pf,'m'); title('Pho tin hieu 8PSK truyen qua AWGN') grid on axis([-2e6 2e6 3e4]) %% Xu ly va khoi phuc tai bo thu -h = modem.pskdemod('M', 8, 'OutputType', 'Bit'); ydemod = demodulate(h, y_awgn); dau %bo loc raised cosin tai phia thu sr = raisedcosflt(s1_awgn,1.5e6,ts,0.5); figure plot(t,real(sr),'r') title('tin hieu 8PSK duoc khoi phuc') grid on axis([0 6e-5 -1500 1500]) % Giai dieu che 8PSK % Khoi phuc chuoi bit ban % Bo loc redcosflt %Bieu dien chom h = scatterplot(sr,1,0,'xg'); title('chom tin hieu 8-PSK duoc khoi phuc') % Bieu dien dang figure [f,Pf] = pho(t,sr); plot(f,Pf,'m') title('Pho tin hieu bang goc 8PSk duoc khoi phuc') axis([-2e6 2e6 3e4]) grid on %Bieu dien mau mat eyediagram(real(sr),40) title('mau mat tin hieu 8PSK duoc khoi phuc') %% - Uoc tinh Ber bang phuong phap Monte-carlo num_bit = 2000; %chieu dai tin hieu max_run = 20; %so lan chay toi da cho mot tin hieu SNR Es = 10; % nang luong ky hieu SNRdB = 0:0.8:20; % Tin hieu nhieu vo tuyen (dB) SNR = 10.^(SNRdB/10); hand = waitbar(0,'uoc tinh Monte-carlo dang thuc hien vong lap '); for count=1: length(SNR) %Bat dau vong lap cho SNR khac avgError = 0; N0 = Es/SNR(count); % Tinh toan cong suat nhieu cho SNR %EbNo = SNR - log10(3); % Tinh EbNo theo dB for run_time = 1:max_run % Bat dau nhung vong lap khac waitbar((((count-1)*max_run)+run_time-1)/(length(SNRdB)*max_run)); Error = 0; N = sqrt(N0/2)*randn(1,num_bit); % tao AWGN y = randsrc(1,200,[1, -1, j, -j, 1/sqrt(2)*(-1-j), 1/sqrt(2)*(1+j), 1/ sqrt(2)*(-1+j), 1/sqrt(2)*(1-j)]); Y = y + N; % tin hieu nhieu awgn for k = 1:num_bit %thiet bi quyet dinh thuc hien quyet dinh loi if ( ( angle( Y(k)) < pi/8 && real(Y(k))>0 && angle(Y(k) )>-pi/ && y(k)~=1)|| ( angle( Y(k)) > pi/8 && real(Y(k))>0 && imag(Y(k))>0 && angle(Y(k) ) 3*pi/8 && imag(Y(k))>0 && angle(Y(k) ) 5*pi/8 && real(Y(k))0 && angle(Y(k) )7*pi/8 && real(Y(k))