Thiết kế, mô phỏng anten vi dải cấu trúc khắc khe chữ l ứng dụng trong wlan và wimax

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG LỖI BÍT CỦA HỆ THỐNG THƠNG TIN SỐ SỬ DỤNG CÁC KỸ THUẬT MÃ HĨA Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ THANH TÂM Lớp: 54K1 - ĐTTT Giảng viên hướng dẫn: ThS NGUYỄN THỊ KIM THU Nghệ An, 05-2018 i TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG LỖI BÍT CỦA HỆ THỐNG THƠNG TIN SỐ SỬ DỤNG CÁC KỸ THUẬT MÃ HÓA Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ THANH TÂM Lớp: 54K1 - ĐTTT Giảng viên hướng dẫn: ThS NGUYỄN THỊ KIM THU Cán phản biện: Nghệ An, 05-2018 ii Đánh giá đồ án tốt nghiệp (Dùng cho giảng viên hướng dẫn) Giảng viên đánh giá: ThS Nguyễn Thị Kim Thu Họ tên Sinh viên: Nguyễn Thị Thanh Tâm MSSV:135D5202070097 Tên đồ án: Nghiên cứu đánh giá hiệu lỗi bít hệ thống thơng tin số sử dụng kỹ thuật mã hóa Chọn mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo tiêu chí đây: Rất (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5) Có kết hợp lý thuyết thực hành (20) Nêu rõ tính cấp thiết quan trọng đề tài, vấn đề giả thuyết (bao gồm mục đích tính phù hợp) phạm vi ứng dụng đồ án Cập nhật kết nghiên cứu gần (trong nước/quốc tế) Nêu rõ chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải vấn đề Có kết mơ phỏng/thưc nghiệm trình bày rõ ràng kết đạt 5 Có khả phân tích đánh giá kết (15) Mục tiêu phương pháp thực dựa kết nghiên cứu lý thuyết cách có hệ thống Kết trình bày cách logic dễ hiểu, tất kết phân tích đánh giá thỏa đáng 5 Trong phần kết luận, tác giả rõ khác biệt (nếu có) kết đạt mục tiêu ban đầu đề đồng thời cung cấp lập luận để đề xuất hướng giải thực tương lai Kỹ viết (10) Đồ án trình bày mẫu quy định với cấu trúc chương logic đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, đánh số thứ tự giải thích hay đề cập đến đồ án, có iii lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chương kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo có trích dẫn quy định Kỹ viết (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học, lập luận logic có sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.) Kết nghiên cứu khoa học (5) (chọn trường hợp) Có báo khoa học đăng chấp nhận đăng/đạt giải 10a SVNC khoa học giải cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa học (quốc tế/trong nước) từ giải trở lên/ Có đăng ký phát minh sáng chế Được báo cáo hội đồng cấp Viện hội nghị sinh viên 10b nghiên cứu khoa học không đạt giải từ giải trở lên/Đạt giải khuyến khích kỳ thi quốc gia quốc tế khác chun ngành 10c Khơng có thành tích nghiên cứu khoa học Điểm tổng /50 Điểm tổng quy đổi thang 10 Nhận xét thêm Thầy/Cô (giảng viên hướng dẫn nhận xét thái độ tinh thần làm việc sinh viên) Nghệ An, ngày 21 tháng 05 năm 2018 Người nhận xét ( Ký ghi rõ họ tên) iv Đánh giá đồ án tốt nghiệp (Dùng cho cán phản biện) Giảng viên đánh giá: ThS Nguyễn Thị Minh Họ tên Sinh viên: Nguyễn Thị Thanh Tâm MSSV:135D5202070097 Tên đồ án: Nghiên cứu đánh giá hiệu lỗi bít hệ thống thơng tin số sử dụng kỹ thuật mã hóa Chọn mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo tiêu chí đây: Rất (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5) Có kết hợp lý thuyết thực hành (20) Nêu rõ tính cấp thiết quan trọng đề tài, vấn đề giả thuyết (bao gồm mục đích tính phù hợp) phạm vi ứng dụng đồ án Cập nhật kết nghiên cứu gần (trong nước/quốc tế) Nêu rõ chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải vấn đề Có kết mơ phỏng/thưc nghiệm trình bày rõ ràng kết đạt 5 Có khả phân tích đánh giá kết (15) Mục tiêu phương pháp thực dựa kết nghiên cứu lý thuyết cách có hệ thống Kết trình bày cách logic dễ hiểu, tất kết phân tích đánh giá thỏa đáng 5 Trong phần kết luận, tác giả rõ khác biệt (nếu có) kết đạt mục tiêu ban đầu đề đồng thời cung cấp lập luận để đề xuất hướng giải thực tương lai Kỹ viết (10) Đồ án trình bày mẫu quy định với cấu trúc chương logic đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, đánh số thứ tự giải thích hay đề cập đến đồ án, có lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chương v kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo có trích dẫn quy định Kỹ viết (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học, lập luận logic có sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.) Kết nghiên cứu khoa học (5) (chọn trường hợp) Có báo khoa học đăng chấp nhận đăng/đạt giải 10a SVNC khoa học giải cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa học (quốc tế/trong nước) từ giải trở lên/ Có đăng ký phát minh sáng chế Được báo cáo hội đồng cấp Viện hội nghị sinh viên 10b nghiên cứu khoa học không đạt giải từ giải trở lên/Đạt giải khuyến khích kỳ thi quốc gia quốc tế khác chun ngành 10c Khơng có thành tích nghiên cứu khoa học Điểm tổng /50 Điểm tổng quy đổi thang 10 Nhận xét thêm Thầy/Cô Nghệ An, ngày… tháng 05 năm 2018 Người nhận xét (Ký ghi rõ họ tên) vi MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ix TÓM TẮT x DANH MỤC HÌNH ẢNH xi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xiii CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN SỐ .1 1.1 Giới thiệu chương 1.2 Lịch sử phát triển hệ thống thông tin 1.3 Mô hình hệ thống thơng tin số 1.4 Các kênh truyền tin thông tin số 1.5 Tín hiệu sở tín hiệu băng thông dải 1.5.1 Tín hiệu băng sở .8 1.5.2 Tín hiệu băng thơng dải .8 1.6 Ưu nhược điểm hệ thống thông tin số 1.7 Tổng kết chương 10 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HĨA TRONG HỆ THỐNG THƠNG TIN SỐ 11 2.1 Giới thiệu chương 11 2.2 Khái niệm phân loại kỹ thuật điều chế số 11 2.2.1 Điều chế số nhị phân 12 2.2.2 Điều chế số nhiều mức 24 2.3 Mã hóa kỹ thuật mã hóa hệ thống thơng tin số 31 2.3.1 Mã hóa BCH .32 2.3.2 Mã hóa Golay 33 2.3.3 Mã hóa Reed-solomon (RS) .35 2.3.4 Mã hóa xoắn .37 2.4 Mơ hình kênh AWGN 38 2.5 Ước tính tỉ số SNR 39 2.6 Tỷ lệ lỗi bit BER .40 2.7 Đánh giá hiệu hệ thống phương pháp Monte-Carlo .41 vii 2.8 Kết luận chương .41 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT LỖI BIT CỦA HỆ THỐNG THƠNG TIN SỐ SỬ DỤNG CÁC KỸ THUẬT MÃ HĨA 42 3.1 Giới thiệu chương 42 3.2 Giới thiệu chung matlab Simulink 42 3.3 Hệ thống thơng tin số với mã hóa khối kênh AWGN 44 3.3.1 Hiệu suất BPSK kênh AWGN với mã BCH .44 3.3.2 Hiệu suất BER FSK kênh AWGN với mã RS 47 3.3.3 Hiệu suất BER QAM kênh AWGN với mã RS 49 3.3.4 So sánh hiệu suất BER BPSK với mã BCH kênh AWGN Rayleigh 52 3.3.5 So sánh hiệu suất BER BPSK, QAM, FSK với mã BCH(31,16), mã RS(15,7) mã RS(15,1) kênh AWGN 54 3.4 Kết luận chương 55 KẾT LUẬN .56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 viii LỜI NĨI ĐẦU Các hệ thống thơng tin số phát triển mạnh mẽ toàn giới thay hầu hết hệ thống thơng tin tương tự Thơng tin đóng vai trị quan trọng lĩnh vực như: kinh tế, tri, qn sự, ngoại giao, … Vì vậy, việc truyền dẫn thông tin đặt lên hàng đầu Q trình truyền thơng tin từ nơi phát đến nơi nhận đòi hỏi phải đáp ứng nhu cầu người sử dụng Tuy nhiên, cố khó tránh khỏi q trình truyền xảy lỗi nhiễu Do vậy, việc nghiên cứu phương pháp để sửa lỗi cần thiết Từ đó, có nhiều phương pháp sửa lỗi đời: mã BCH, mã RS, mã Golay, … Mỗi phương pháp có ưu điểm nhược điểm riêng biệt, nên phải lựa chọn, phương pháp phù hợp để hệ thống hoạt động ổn định, nâng cao hiệu truyền dẫn Vì lý nên em lựa chọn đề tài "Nghiên cứu đánh giá hiệu lỗi bít hệ thống thơng tin số sử dụng kỹ thuật mã hóa" Đồ án có cấu trúc chương: Chương Tổng quan hệ thống thông tin số Chương Nghiên cứu kỹ thuật điều chế mã hóa hệ thống thông tin số Chương Đánh giá hiệu suất lỗi bít hệ thống thơng tin số sử dụng kỹ thuật mã hóa Em xin trân trọng cảm ơn ThS Nguyễn Thị Kim Thu thầy cô Viện Kỹ thuật Công nghệ dẫn truyền đạt kiến thức quý báu để em thực tốt đề tài hồn thành chương trình đào tạo Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Nguyễn Thị Thanh Tâm ix TÓM TẮT Đồ án tập trung nghiên cứu, đánh giá mô hiệu lỗi bit sử dụng kỹ thuật mã hóa BCH, RS kênh AWGN sử dụng ứng dụng simulink phần mềm matlab Các kỹ thuật mã hóa sử dụng điều chế BPSK, QAM FSK cho thấy tăng Eb/N0 tỷ lệ lỗi bit giảm giảm đến giá trị Kết mô đạt cho ta thấy với điều chế QAM cho mã hóa RS(15,7) điều chế tốt cho mô kênh AWGN chất lượng truyền tin sử dụng chung mã BCH kênh truyền chịu tác động nhiễu AWGN tốt kênh truyền chịu tác động nhiễu Rayleigh ABSTRACT This project focuses on studying, evaluating and simulating bit error performance using BCH, RS on AWGN channel using simulink in matlab software This project focuses on studying, evaluating and simulating bit error performance using BCH, RS on AWGN channel using simulink in matlab software Encoding techniques using BPSK, QAM and FSK modulations show that when the Eb/N0 increases, the bit error rate decreases and decreases to a value The resulting simulation results show that the QAM modulation for RS (15,7) is the best modulation for the AWGN channel simulation and the quality of transport when using BCH code, the performance of the AWGN noise channel will be better than the Rayleigh effect of the channel x điều khiển, xây dựng mô hình tốn học theo quan điểm lý thuyết điều khiển từ thành lập nên mơ hình tốn.[5] Hình 3.1 Cửa sổ giao diện Matlab Hình 3.2 Cửa sổ giao diện thư viện khối chức Simulink Chương trình Simulink khởi tạo lệnh simulink biểu tượng tạo cửa sổ lệnh Matlab hình 3.1 Sau thực cửa sổ trình duyệt thư viện khối chức sẵn có thường hiển thị dạng biểu tượng hình 3.2 Để thực chạy chương trình mơ Simulink trước hết tham số khối chọn phải thiết lập cách xác Để thực tốt bước đòi hỏi người sử dụng phải hiểu rõ hệ thống mô tham số liên quan Để thiết lập tham số, kích 43 đúp vào khối chức cần thay đổi giao diện thiết lập tham số hình 3.3 Hình 3.3 Hộp thoại điều chỉnh tham số 3.3 Hệ thống thơng tin số với mã hóa khối kênh AWGN 3.3.1 Hiệu suất BPSK kênh AWGN với mã BCH Mã BCH mã khối tuần hoàn thường quy định điều khoản đa thức tạo Một tính mã BCH thiết kế, điều chỉnh xác số lỗi mã sửa Cụ thể hơn, thiết kế mã BCH nhị phân sửa nhiều lỗi bit Một lợi khác mã BCH giải mã dễ dàng phương pháp đại số gọi giải mã hội chứng Điều giúp giản đơn hóa việc thiết kế giải mã cho mã phần cứng điện tử sử dụng lượng BCH nhị phân (n,k) mã đại diện thông số sau: n = 2m-1 = chiều dài khối mã k = chiều dài tin thông báo t = số lỗi sửa, (n-k  mt) dmin  2t+1 = khoảng cách tối thiểu mã Rc=k/n=tốc độ mã Ví dụ: BCH (31,16) có tỷ lệ mã 16/31 với khoảng cách tối thiểu Dmin = 7, có khả sửa lỗi t = 44 Một mô hình Simulink để tính tốn hiệu suất BER BCH(31,16) với mã điều chế BPSK AWGN thể hình 3.4, để tham khảo mơ hình cho BPSK khơng mã hóa AWGN, tham số xác định sau: Các tín hiệu phản hồi BPSK = +1 -1 (M=2) Chu kỳ tín hiệu BCH = 16/31 s Thời gian lấy mẫu = giây Thời gian mô 1.000.000 s Số nguyên mẫu ngẫu nhiên = 37 Cơng suất tín hiệu đầu vào = 1W Độ trễ = s Thời gian nhận trễ 16 s AWGN với  b =7 dB, kết nhận - Mô BER cho BCH với mã BPSK 5.7x10-5 - Mô BER cho BPSK không mã hóa 7.7x10-4 Hình 3.4 Mơ hình đo hiệu suất BER BPSK AWGN với mã hóa BCH(31,16) Hình 3.5 hiển thị lựa chọn tham số mã hóa BCH, nơi nhìn thấy người dùng chọn đa thức máy phát điện, đa thức nguyên thủy Trong hình 3.4 giả định mặc định Dữ liệu từ nguồn số nguyên ngẫu nhiên đệm vào chiều dài 16 ký tự để sử dụng mã hóa BCH Tại cuối giải mã, giải mã BCH sau tìm thấy có kết xuất dãy làm trễ tới 16 giây thể hình 3.6, 45 Scope hiển thị liệu nguồn truyền qua đầu vào đầu giải mã Hình 3.5 Tham số cho khối mã hóa BCH(31,16) Lựa chọn tham số AWGN cho mô thể hình 3.5, ta có  s = 16  b khoảng tín hiệu mã hóa 16/31 s 31 Hình 3.6 Các tham số cho khối kênh AWGN với mã hóa BCH(31,16) 46 Hình 3.7 Mô BER BPSK AWGN với mã BCH(31,16) không mã Hiệu suất BER cho BCH (31,16) với BPSK AWGN sử dụng giải mã cứng định thể hình 3.7 với giới hạn lý thuyết hiệu suất BER mã hóa Nói chung, ràng buộc từ mã xác suất lỗi Pb cho sửa sai t lỗi, mã khối n bit kênh đối xứng nhị phân với xác suất chuyển tiếp p với điều kiện đưa Pb  n n (m  t )( ) p m (1  p)n m  n mt 1 m (3.1) Từ bảng kết đồ thị BER ta thấy: - Tỷ lệ lỗi bit hệ thống sử dụng mã hóa mã BCH bé hệ thống khơng sử dụng mã hóa - Kết mô hệ thống phần mềm Matlab gần với kết lý thuyết Hệ thống truyền tin số sử dụng mã BCH làm giảm tỷ lệ lỗi bit, tăng chất lượng nâng cao hiệu đường truyền hệ thống 3.3.2 Hiệu suất BER FSK AWGN với mã RS Mã Reed-Solomon (RS) mã khơng theo chu kỳ, tuyến tính, mã từ chọn từ bảng chữ biểu tượng q Đặt q = 2m, RS (n,k) tham số mã mô tả bởi: 47  d  1 n  q   2m  1, d  n  k  1, t      (3.2) tốc độ mã Rc  k / n Mã RS cụ thể thảo luận RS (31,15) với m = 5, t = 8, dmin = 17 Rc = 15/31 Nó thực với tín hiệu trực giao FSK 32-ary ký hiệu 25 biểu tượng ánh xạ tới tín hiệu trực giao M = 25 Một mơ hình Simulink để ước tính hiệu suất BER cho mã RS (31,15) với 32-FSK AWGN thể hình 3.8, cho tham chiếu khơng mã hóa 32-FSK AWGN bao gồm hình 3.8 Trong giải mã giải mã RS, tạo mặc định chọn phát không mạch lạc thực giải điều chế 32FSK Hình 3.8 Ước tính BER RS (31,15) Mã với 32-FSK AWGN Các thông số mơ hình Simulink liệt kê sau: Tín hiệu FSK trực giao với M  32 Chu kỳ ký hiệu RS = 15/31s Khung dựa 15 mẫu / khung Mẫu thời gian = s Thời gian mô = 100,000 s Số nguyên ngẫu nhiên = 37 Cơng suất tín hiệu đầu vào = W Es/No = Eb/No + 10*log((5 × 15)/31) 48 Đạt K = 16/31 Độ trễ tính tốn = độ trễ nhận = s AWGN với 𝛾b = dB, => - BER mô cho RS (31,15) 32-FSK = 1.8 × 103 - BER mơ cho 32-FSK khơng mã hóa = 2.2 × 103 Hình 3.9 Hiệu suất BER 32-FSK mã RS (31,15) AWGN Hình 3.9 hiển thị hiệu suất BER cho mã RS (31,15) với 32-FSK AWGN, nơi quan sát thấy mã hóa thực mức BER nhỏ × 10-3 3.3.3 Hiệu suất BER QAM AWGN với mã RS Mã RS lớp đặc biệt mã BCH không nhị phân Mã RS Trường hợp chung gọi mã q-ary Mã RS sửa sai t khối lỗi, có tham số sau: - Độ dài khối mã n = q-1 với q = pm với m số nguyên tố, 𝑚 ≥ - Độ dài khối ký hiệu kiểm tra: n – k = 2t, với t số khối mắc lỗi cần sửa - Khoảng cách tối thiểu mã: d0 = 2t -1 - Người ta thường ký hiệu mã RS là: RS(n, k, 2t) Phần giải hiệu suất BER 16-QAM với RS (15,7) Mã có tỷ lệ Rc = 7/15 với khoảng cách tối thiểu dmin = 9, có khả điều chỉnh tới t = lỗi 49 Mơ hình Simulink để ước lượng BER cho 16-QAM mã RS (15,7) AWGN thể hình 3.10, cho tham chiếu khơng mã hóa 16-QAM AWGN bao gồm hình 3.10 Các thơng số mơ hình Simulink quy định sau: Tín hiệu QAM với M = 16 Thời gian mẫu = 1s Khung mẫu / khung Thời gian mô = 1.000.000 s Thời gian biểu tượng = 7/15s Số nguyên mẫu ngẫu nhiên = 37 Cơng suất tín hiệu đầu vào = 1W Es / No  Eb / No  10log(4  /15) Thu K = 1/4 Độ trễ tính tốn = độ trễ nhận = 0s AWGN với 𝛾b = 10 dB  - Mô BER cho RS (15,7) 16-QAM = × 104 - Mơ BER cho khơng mã hóa 16-QAM = 1.7 × 103 Hình 3.10 Ước tính BER mã RS (15,7) với 16-QAM AWGN Hình 3.11 hiển thị hiệu suất BER mô lý thuyết cho RS (15,7) 16-QAM với hiệu suất 16-QAM chưa giải mã lý thuyết 50 Hiệu suất tỷ lệ lỗi bit lý thuyết, Pb, RS (15,7), 16-QAM AWGN đưa bởi: Pb  1 n n i n i PRS  i  PM 1  PM   m nm i t 1  i  (3.3) Hình 3.11 Ước tính BER RS (15,7) Mã với 16-QAM AWGN Trong    PM     erfc  M     1 1    2  2m b Rc    M  1      erfc   M   3m b Rc  M  1 (3.4)     (3.5) Sử dụng M = 16, m = 4, t = 4, Rc = 7/15, n = 15 𝛾b = 10 dB, lý thuyết ical BER = 3.9 × 104 Kết cho thấy mã hóa cải thiện BER đa đường diện khơng hồn tồn loại bỏ xuống cấp đa đường - Tỷ lệ lỗi bit hệ thống sử dụng điều chế QAM với mã hóa RS(15,7) bé hệ thống khơng sử dụng mã hóa - Kết mơ hệ thống phần mềm Matlab gần với kết lý thuyết 51 3.3.4 So sánh hiệu suất BER BPSK với mã BCH kênh AWGN Rayleigh Fading tượng sai lệch tín hiệu cách bất thường xảy hệ thống vô tuyến tác động môi trường truyền dẫn Trong thông tin vô tuyến , phân bố fading Rayleigh thường dùng để mô tả chất thay đổi theo thời gian đường bao tín hiệu fading phẳng thu đường bao thành phần đa đường riêng lẻ Chúng ta biết đường bao tổng hai tín hiệu nhiễu Gauss trực giao tuân theo phân bố Rayleigh Phân bố Rayleigh có hàm mật độ xác suất:  r  r2   exp    p(r )    2    (0  r   ) (3.6) ( r  0) Từ cơng cụ Bertool ta vẽ đồ thị theo lý thuyết định sẵn với mã BPSK kênh truyền Rayleigh so sánh với kênh truyền Rayleigh mã BPSK khơng sử dụng mã BCH Hình 3.12 Đồ thị mô BER kênh Rayleigh Fading Các tham số mơ hình cho BCH (31,16) BPSK Rayleigh Fading với: Các tín hiệu phản hồi BPSK = +1 -1 (M = 2) 52 Chu kỳ tín hiệu BCH = 16/31 s Thời gian lấy mẫu = giây Thời gian nhận trễ 16 s Thời gian mô = dừng với 200 lỗi Số nguyên ngẫu nhiên = 22 Cơng suất tín hiệu đầu vào = W Es/No = Eb∕No + 10log(16/31) Hình 3.13 kết mô kỹ thuật điều chế BPSK kênh Rayleigh tính tốn mơ Để đánh giá chất lượng từ đường truyền khác ta sử dụng mô Monte - Carlo Dựa vào hai kết ta biểu diễn đồ thị hai kênh truyền AWGN Rayleigh với mã đầu vào có khơng có mã sửa sai BCH Hình 3.13 Đồ thị so sánh BER hai kênh truyền AWGN Rayleigh Tỷ lệ lỗi bit BER qua kênh chịu tác dụng Rayleigh Fading cao BER qua kênh chịu tác dụng AWGN với tỷ lệ (Eb/N0) Mà tỷ lệ BER qua kênh truyền lớn chất lượng hệ thống giảm đáng kể, hay nhiễu kênh truyền lớn Từ kết hình 3.13 cho ta thấy cho ta nhìn trực quan chất lượng 53 truyền tin sử dụng mã hóa kỹ thuật điều chế đường truyền Cụ thể hệ thống sử dụng mã BCH có chất lượng tốt hệ thống không sử dụng mã Khi hệ thống sử dụng kỹ thuật điều chế BPSK chất lượng kênh truyền tốt thơng tin bị lỗi Thơng qua chương trình mơ phỏng, ta nhận thấy chất lượng truyền tin kênh truyền sử dụng chung mã BCH kỹ thuật điều chế BPSK kênh truyền chịu tác động nhiễu AWGN tốt kênh truyền chịu tác động nhiễu Rayleigh Fading, điều thể qua tỷ lệ lỗi bit BER giá trị SNR phần mô Từ tất kết ta kết luận kênh truyền chịu tác dụng AWGN có chất lượng tốt kênh truyền chịu tác dụng Rayleigh Fading 3.3.5 So sánh hiệu suất BER BPSK, QAM, FSK với mã BCH(31,16), mã RS(15,7) mã RS(15,1) kênh AWGN Qua mơ hình 3.7, hình 3.9 hình 3.11 ta thu kết hình 3.14 Hình 3.14 Mơ BER kênh AWGN sử dụng loại mã hóa khác Kết hình 3.14 cho thấy hai kết lý thuyết mô BER cung cấp cho mã khối nhị phân cụ thể bao gồm mã BCH, RS Việc mã hóa 54 giải mã thực đa thức mặc định đa thức xác định người dùng Qua mô phỏng, ta thấy việc sử dụng kỹ thuật mã hóa cho ta tỷ lệ lỗi bít nhỏ so với khơng sử dụng kỹ thuật mã hóa Và mã với điều chế QAM AWGN có sử dụng mã hóa RS(15,7) cho ta tỷ lệ lỗi bít tốt so với loại mã hóa cịn lại 3.4 Kết luận chương Chương giới thiệu chung khái niệm, chức Matlab Simulink Qua cho em thấy Matlab hỗ trợ lớn cho việc mô phỏng, đánh giá chất lượng hệ thống với độ tin cậy cao Đối với mã nói chung có mã hóa tỉ số Eb/No tăng xác xuất lỗi thấp Khi tăng Eb/No phương pháp điều chế, ta thấy tỉ lệ lỗi bit (BER) giảm giảm dần đến giá trị, tỉ lệ lỗi bit BER xác tăng lượng bit Kết hình 3.14 kết luận với điều chế QAM với mã hóa RS(15,7) kỹ thuật điều chế tốt cho tất mơ Kỹ thuật điều chế FSK với mã hóa RS(15,31) cho xác suất lỗi bít lớn Thơng qua kết mơ hình 3.13, ta nhận thấy chất lượng truyền tin kênh truyền sử dụng chung mã BCH kỹ thuật điều chế BPSK kênh truyền chịu tác động nhiễu AWGN tốt kênh truyền chịu tác động nhiễu Rayleigh Fading, điều thể qua tỷ lệ lỗi bit BER giá trị SNR phần mơ Ta thấy tiện ích mô theo Monte - Carlo phần mềm Matlab cho kết tỷ lệ lỗi bit BER qua trường hợp gần phù hợp Qua ta ứng dụng mơ đánh giá theo Monte - Carlo cho hệ thống phức tạp 55 KẾT LUẬN Nghiên cứu hệ thống thông tin số có vai trị quan trọng lĩnh vực truyền thông Sau khoảng thời gian nghiên cứu, tìm hiểu đề tài “Nghiên cứu đánh giá hiệu lỗi bít hệ thống thơng tin số sử dụng kỹ thuật mã hóa” hồn thành Qua trình tìm hiểu lý thuyết, em mô thành công hệ thống tin số đơn giản, sử dụng loại mã hóa khác Xác định hiệu suất BER loại mã hóa với điều chế BPSK, QAM, FSK kênh AWGN Nắm vai trò kỹ thuật điều chế mã hóa hệ thống thơng tin số Việc nghiên cứu giúp em hiểu thêm nhiều kiến thức kỹ thuật mã hóa giải mã bit thơng tin, xử lý toán cho trường hợp cụ thể công cụ phần mềm Matlab cách sinh động Mặc dù cố gắng vào việc thực đồ án khơng thể khơng có sai sót trình thực em xin nhận lời góp ý bổ sung cho đồ án hoàn thiện Qua em xin chân thành cảm ơn cô giáo ThS Nguyễn Thị Kim Thu nhiệt tình hướng dẫn giúp em hồn thành đồ án Đồng thời em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Viện Kỹ thuật Công nghệ nhiệt tình giảng dạy cho em năm em học trường Em xin chân thành cảm ơn ! 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Quốc Bình, Kỹ thuật truyền dẫn số, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2003 [2] Nguyễn Viết Kính, Trịnh Anh Vũ, Bài giảng thông tin số, Nhà xuất Giáo dục, 2007 [3] Vũ Quang Vinh, Lý thuyết thông tin, nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2010 [4] Vũ Đình Thành, Ngun lý thơng tin tương tự số, Nhà xuất Đại học quốc gia Tp HCM, 2004 [5] Phan Thanh Tao, Giáo trình Matlab, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2004 [6] Nguyễn Đức Nhân, Bài giảng mô hệ thống truyền thông, Học viện Công nghệ Bưu viễn thơng [7] Athur A.Giordan, Allen H.Levesque, Modeling of Digital Communication System Using Simulink, Wiley, 2001 57 ... sử dụng ghép cổng logic XOR), sinh điện áp đầu tỷ l? ?? với sai pha hai tín hiệu đầu vào l? ??c vịng, sử dụng để điều khiển dải động mạch hồi tiếp Hình 2.14 Sơ đồ vịng khóa pha PLL [2] PLL l? ?m vi? ??c... diễn 24 chữ nhằm bí mật tin Năm 1642, John Wilkins dùng phối hợp 2, 3, chữ để biểu diễn chữ l? ?m từ mã trung bình ngắn Năm 1703 Leibnitz l? ??n l? ??ch sử sử dụng cho mã nhị phân Telegraf Telegraf hệ... hiệu sử dụng hệ thống thông tin số Nguyên l? ? l? ?m vi? ??c mạch PLL miêu tả 22 hình 2.6 Mạch vịng PLL gồm khối chức chính: Bộ dao động điều khiển điện áp có tần số đầu tỷ l? ?? với điện áp đầu vào tách