Mô phỏng tác động của kênh truyền vô tuyến tới chất lượng hệ thống thông tin

621.382 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: MÔ PHỎNG TÁC ĐỘNG CỦA KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN TỚI CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG THÔNG TIN Ngườ g Sin v t Mã số sinh viên : : : : ThS NGUYỄN THỊ KIM THU LÊ THỊ TRẦM 50K2 - ĐTVT 0951083542 NGHỆ AN - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH - BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Lê Thị Trầm MSSV: 0951083542 Ngành: Điện tử - Viễn thơng Khố: 50 Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Thị Kim Thu Cán phản biện: ThS Lê Thị Kiều Nga Nội dung đồ án tốt nghiệp: Nhận xét cán hướng dẫn: Ngày tháng năm Cán hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU i TÓM TẮT ĐỒ ÁN ii DANH MỤC HÌNH VẼ iii CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iv Chương TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN 1.1 Giới thiệu chương 1.2 Khái niệm thông tin vô tuyến 1.3 Lịch sử phát triển hệ thống thông tin vô tuyến 1.4 Phân loại hệ thống thông tin vô tuyến 1.4.1 Thông tin cao tần 1.4.2 Thông tin siêu cao tần 1.5 Sự phân chia tài nguyên vô tuyến 1.6 Khái niệm đặc tính kênh truyền vơ tuyến 1.6.1 Khái niệm 1.6.2 Đặc tính kênh truyền vơ tuyến 1.7 Các tham số đánh giá chất lượng hệ thống 1.8 Một số kĩ thuật xử lý tín hiệu 1.9 Điều chế 12 1.9.1 Khái niệm phân loại điều chế số 12 1.9.2 Tại phải dùng điều chế số ? 13 1.9.3 Điều chế tín hiệu nhiều mức để làm ? 14 1.9.4 Lựa chọn tối ưu phân tập tín hiệu 16 1.10 Kết luận chương 17 Chương LÝ THUYẾT KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN VÀ CÁC TÁC ĐỘNG TRÊN KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN 18 2.1 Giới thiệu chương 18 2.2 Lý thuyết kênh vô tuyến 18 2.2.1 Kênh phụ thuộc thời gian 18 2.2.2 Truyền dẫn phân tập đa đường 19 2.2.3 Hiệu ứng Doppler kênh phụ thuộc thời gian 20 2.2.4 Bề rộng độ ổn định thời gian kênh 21 2.3 Nhiễu thông tin vô tuyến số 21 2.3.1 Tạp âm cộng trắng chuẩn 21 2.3.2 Nhiễu xuyên kênh nhiễu đồng kênh 22 2.3.4 Nhiễu đa truy nhập 22 2.4 Méo phi tuyến 23 2.4.1 Khái niệm 23 2.4.2 Đặc trưng 24 2.4.3 Các biện pháp khắc phục 24 2.5 Méo tuyến tính 26 2.5.1 Khái niệm 26 2.5.2 Đặc trưng 27 2.5.3 Các biện pháp khắc phục 27 2.6 Fading 30 2.6.1 Khái niệm 30 2.6.2 Phân loại Fading 31 2.6.3 Mơ hình tốn học Fading 32 2.6.4 Hậu truyền sóng Fading đa đường 33 2.6.5 Các biện pháp khắc phục tượng Fading 35 2.7 Hiện tượng ISI 37 2.7.1 Khái niệm 37 2.7.2 Điều kiện truyền khơng có ISI 38 2.7.3 Phương pháp lọc nhiễu ISI 39 2.8 Kết luận chương 45 Chương MÔ PHỎNG CÁC TÁC ĐỘNG CỦA KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN TỚI CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG THÔNG TIN 46 3.1 Giới thiệu chương 46 3.2 Sơ lược phần mềm Matlap 46 3.3 Vai trị mơ 47 3.4 Mô nhiễu AWGN 47 3.4.1 Mô QPSK qua kênh tạp âm AWGN 49 3.4.2 Mô 16-QAM qua kênh tạp âm AWGN 50 3.5 Mô qua kênh Fading Rayleigh 51 3.5.1 Mô 16-QAM qua kênh Fading Rayleigh 53 3.5.2 So sánh BER điều chế 16-QAM 54 3.6 Sử dụng cân giảm méo tuyến tính 55 3.6.1 Quá trình truyền tin hệ thống 55 3.6.2 Sử dụng cân LMS 60 3.7 Kết luận chương 62 KẾT LUẬN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC 65 LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, kỹ thuật thơng tin vơ tuyến có bước tiến triển vượt bậc Để đáp ứng nhu cầu người sử dụng cần phải tăng dung lượng truyền dẫn nâng cao chất lượng kênh truyền Tuy nhiên phổ tần số vơ tuyến nguồn tài ngun có hạn quy hoạch tài ngun vơ tuyến điều cần thiết nên phải xử lý tín hiệu Để có nhìn tổng quan hệ thống vô tuyến, phương thức điều chế, tác động kênh truyền vô tuyến tới chất lượng hệ thống thông tin lựa chọn đề tài: “Mô tác động kênh truyền vô tuyến tới chất lượng hệ thống thông tin” thông qua giá trị BER để đánh giá chất lượng hệ thống tìm phương thức điều chế phù hợp biện pháp khắc phục Ứng dụng chương trình phần mềm Matlab làm công cụ khai thác thay cho hệ thống thực, cho phép người học có nhìn trực quan, sâu sắc vấn đề kỹ thuật phức tạp Về nội dung đồ án chia thành chương: Chương Tổng quan hệ thống thông tin vô tuyến Chương Truyền dẫn kênh vô tuyến số Chương Mô tác động kênh truyền vô tuyến tới chất lượng hệ thống thông tin Tuy nhiên, thời gian khả tìm hiểu có hạn nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, tơi mong nhận đóng góp q thầy bạn để đề tài hoàn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn ThS Nguyễn Thị Kim Thu giới thiệu, cung cấp tài liệu, tận tình hướng dẫn nội dung phương pháp, giúp tơi hồn thành đồ án Tơi xin trân trọng cảm ơn thầy cô giáo khoa Điện Tử Viễn Thông - trường Đại Học Vinh giúp đỡ tơi suốt thời gian học tập hồn thành chương trình đào tạo Sinh viên Lê Thị Trầm i TĨM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án vào tìm hiểu tác động kênh truyền vô tuyến tới chất lượng hệ thống thông tin cụ thể nhiễu AWGN, Fading, méo tín hiệu, tượng Dopper, ISI Trong đồ án mơ tác động nói hai kỹ thuật điều chế điển hình QPSK với dung lượng vừa nhỏ, 16-QAM với dung lượng lớn truyền qua kênh AWGN loại hình kênh đơn giản kênh Phading Rayleigh loại hình kênh phức tạp nhất, thông qua phần mềm Matlab để đánh giá tỷ số BER kỹ thuật điều chế Đồng thời mơ cho trường hợp sử dụng lọc cân LMS để hạn chế méo tín hiệu kênh truyền vơ tuyến ABSTRACT Projects go on understanding the impact of radio channel quality information systems namely AWGN noise, fading, distortion, Dopper phenomenon, ISI In this scheme have also simulated the impact of the above two techniques typical QPSK modulation with small and medium-capacity, 16-QAM with large streaming over AWGN channel is the simplest type of channel and channel Phading Rayleigh is the most complex type of channel, through Matlab software to evaluate the bit error rate (BER) of the modulation technique that At the same time simulation for case balance filter using LMS to limit distortion on radio channels ii DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Sơ đồ khối đơn giản hệ thống thơng tin vơ tuyến Hình 1.2 Sơ đồ khối hệ thống thông tin vô tuyến số Hình 2.1 Hàm truyền đạt kênh 20 Hình 2.2 Chịm tín hiệu méo phi tuyến 24 Hình 2.3 Chịm tín hiệu méo tuyến tính 27 Hình 2.4 Mơ hình truyền sóng đa đường 30 Hình 2.5 Đáp ứng xung lọc FIR 34 Hình 2.6 Chuyển mạch bảo vệ kênh dự phòng 37 Hình 2.7 Mơ hình hệ thống băng gốc với tín hiệu xung đơn vị 39 Hình 2.8 Dạng xung qua lọc lý tưởng 40 Hình 2.9 Hàm truyền lọc tổng cộng 42 Hình 3.1 Sơ đồ mô truyền dẫn kênh AWGN 48 Hình 3.3 Mơ BER điều chế 16-QAM qua kênh AWGN 51 Hình 3.4 Sơ đồ mơ truyền dẫn MQAM qua kênh Fading sử dụng tách tín hiệu đồng 51 Hình 3.5 Mơ BER 16-QAM qua kênh Fading Rayleigh 53 Hình 3.6 So sánh BER điều chế 16-QAM qua AWGN Fading 54 Hình 3.7 Chuỗi bit ngẫu nhiên 56 Hình 3.8 Symbols ngẫu nhiên 57 Hình 3.9 Tín hiệu phát 58 Hình 3.10 Tín hiệu thu 59 Hình 3.11 Bộ cân LMS 60 Hình 3.12 Tín hiệu trước cân 61 Hình 3.13 Tín hiệu sau cân 61 iii CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AM Amplitude Modulation Điều chế biên độ ASK Amplitude Shift Keying Điều chế khóa chuyển biên ATDE Adaptive Time Domain Equalizer Thích nghi miền thời gian AWGN Additive White Gaussian Noise Tạp âm Gauss trắng cộng BER Bit Error Rate Tỷ số bit lỗi BO Back Off Độ lùi công suất BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân BS Base Station Trạm sở BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc Committee Consultative Uỷ ban tư vấn vô tuyến điện International de Radio quốc tế CDM Code Division Multiplexing Ghép kênh theo mã CDMA Code Division Multiplexing Access Đa truy nhập phân chia theo mã DMS Discrete Memoryless Source Gián đoạn không không nhớ DS Direct Sequence Trải phổ chuổi trực tiếp DS Direct Sequence Code Division Đa truy nhập phân chia theo CDMA Multiplexing Access mã chuỗi trực tiếp EHF Extremely High Frequencies Tần số cao ELF Extremely Low Frequencies Tần số thấp FDM Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số Frequence Division Multiplexing Đa truy nhập phân chia theo Access tần số FH Frequency Hopped Trải phổ nhảy tần FIR Finite Impulse Response Chiều dài hữu hạn FSK Frequency Shift Keying Khóa dịch tần số FSK Frequency Shift Keying Điều chế khóa chuyển tần HF High Frequencies Tần số cao HSB Hot Standby Dự phịng nóng ISI Inter Symbol Interference Nhiễu giao thoa ký hiệu ITU International Telecommunication nion Tổ chức viễn thông quốc tế LF Low Frequencies Tần số thấp CCIR FDMA iv LOS Line Of Sight Tia trực tiếp MAI Multiple Access Interference Giao diện đa truy nhập MF Medium Frequencies Tần số trung bình MLD Maximum Likelihood Detection Tách sóng hợp lẽ tối ưu MODEM Modulation Demodulation Điều chế - Giải điều chế MS Mobile Station Trạm di động MSK Minimum Shift Keying Khóa dịch tối thiểu Orthogonal Frequency Division Ghép kênh phân chia theo tần Multiplex số trực giao PAM Pulse Amplitude Modulation Điều chế biên xung PAPR Peak to Average Power Ratio PCM Pluse Code Mudulation Điều chế xung mã PM Phase Modulation Điều chế pha PSK Phase-Shift Keying Khóa dịch pha PSK Phase Shift Keying Điều chế khóa chuyển pha QAM Quadrature Amplitude Modualtion Điều chế biên độ cầu phương QPSK Quadrature Phase-Shift Keying Khóa dịch biên độ cầu phương RR Radio Regulations Qui định thông tin vô tuyến SER Symbol Error Rate Lỗi ký tự SHF SuperHigh Frequencies Tần số siêu cao SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu tạp âm Signal to Noise Ratio Suy thối tỷ số tín hiệu Degradation tạp âm TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh theo thời gian TDMA Time Division Multiplexing Access TWT Traveling Wave Tube Đèn sóng chạy UHF Ultra High Frequencies Tần số cực cao VF Voice Frequencies Tần số tiếng nói VHF Very High Frequencies Tần số cao VLF Very Low Frequencies Tần số thấp OFDM SNRD Tỷ số công suất đỉnh công suất trung bình v Đa truy nhập phân chia theo thời gian Hình 3.8 Symbols ngẫu nhiên Sau xác định xsym vector cột chứa số nguyên 15, ta sử dụng phương pháp điều chỉnh để điều chỉnh modem.qammod xsym sử dụng xử lý trước băng tần sở y = modulate(modem.qammod(M),xsym); % sử dụng điều chế 16-QAM Ta mơ tín hiệu chịm 16 QAM với chương trình sau: M = 16; h=modem.qammod(M); mapping=h.SymbolMapping; pt = h.Constellation; % thi chom scatterplot(pt); Kết vector cột phức tạp có giá trị 16 điểm tín hiệu QAM chịm 57 Hình 3.9 Tín hiệu phát Gửi tín hiệu kênh AWGN % tín hiệu phát ytx = y; % Gửi tín hiệu kênh AWGN EbNo = 10; % In dB snr = EbNo + 10*log10(k) - 10*log10(nsamp); ynoisy = awgn(ytx,snr,'measured'); % tín hiệu thu yrx = ynoisy; Tạo đồ thị phân tán % đồ thị phân tán % Tạo biểu đồ phân tán tín hiệu nhiễu truyền h = scatterplot(yrx(1:nsamp*5e3),nsamp,0,'g.'); hold on; scatterplot(ytx(1:5e3),1,0,'k*',h); title('tín hiệu thu'); legend('tín hiệu thu','chịm tín hiệu'); axis([-5 -5 5]); hold off; 58 Áp dụng chức phân tán để truyền nhận Sử dụng giải điều chế 16-QAM Áp dụng phương pháp Demodulate đối tượng modem.qamdemod để tín hiệu nhận demodulates Kết vector cột chứa số nguyên 15 % sử dụng tín hiệu điều chế 16-QAM zsym = demodulate(modem.qamdemod(M),yrx); Chuyển đổi tín hiệu số nguyên sang tín hiệu nhị phân: Để có tín hiệu nhị phân tương đương, sử dụng chức de2bi để chuyển đổi số nguyên cho tương ứng nhị phân 4-tuple hàng ma trận Sau sử dụng chức reshape để xếp tất bit vector cột ma trận bốn cột z = de2bi(zsym,'left-msb'); % Convert integers to bits % Chuyển đổi z từ ma trận với vector z = reshape(z.',prod(size(z)),1); Tính tốn hệ thống BER Áp dụng chức biterr với vector nhị phân ban đầu vector nhị phân từ bước giải điều chế mang số lỗi bit tỷ lệ lỗi bit % Tinh toan BER he thong [number_of_errors,bit_error_rate] = biterr(x,z) Kết ta thu đồ thị tín hiệu thu Hình 3.10 Tín hiệu thu 59 Qua ví dụ ta biết trình truyền tin hệ thống cách dùng phần mềm Matlap ta tính số BER, so sánh khác tín hiệu phát tín hiệu thu, từ để đánh giá chất lượng hệ thống đưa biện pháp phù hợp để hạn chế lỗi kênh truyền 3.6.2 Sử dụng cân LMS Một đặc điểm quan trọng kênh vô tuyến biến đổi theo thời gian cách ngẫu nhiên Điều dẫn đến máy thu thiết kế nhằm chống tác động tạp âm ISI phải có đặc tính tự thích nghi, tức phải có tham số tự động điều chỉnh cách tối ưu bám theo biến động kênh truyền Một giải pháp nhằm hạn chế đến mức thấp méo tuyến tính gây đường truyền không lý tưởng biến đổi ngẫu nhiên theo thời gian sử dụng cân Ta vào mơ để thấy tín hiệu trước sau cân khác Sau sơ đồ tổng quan cân LMS Hình 3.11 Bộ cân LMS 60 Tín hiệu ngẫu nhiên chưa qua cân có biểu đồ phân tán sau Hình 3.12 Tín hiệu trước cân Ta có biểu đồ phân tán tín hiệu sau cân sau Hình 3.13 Tín hiệu sau cân 61 Dựa vào kết mơ hình 3.12 hình 3.13 ta thấy tín hiệu trước sau cân có thay đổi rõ rệt Tín hiệu trước cân phân tán không phân biệt cụm nên khó tách tín hiệu cịn tín hiệu sau cân ổn định theo quỹ đạo gần giống tín hiệu chịm nó, theo cụm điểm phân bố xung quanh điểm tín hiệu Do qua cân hạn chế méo tuyến tính gây đường truyền khơng lý tưởng biến đổi ngẫu nhiên 3.7 Kết luận chương Chương ta mô tác động kênh truyền vô tuyến mô cho trường hợp sử dụng cân để hạn chế méo tuyến tính Với việc sử dụng phần mềm Matlap cho ta biết tỉ lệ lỗi bit, so sánh khác lý thuyết điều chế, phương thức điều chế để từ ta thấy rõ tác động kênh truyền vô tuyến ảnh hưởng tới chất lượng hệ thống thơng tin tìm phương thức điều chế phù hợp để chịu ảnh hưởng nhiễu tới kênh truyền 62 KẾT LUẬN Sau trình nghiên cứu thực đồ án tốt nghiệp với đề tài “Mô tác động kênh truyền vô tuyến tới chất lượng hệ thống thông tin” thực đem lại cho em nhiều hiểu biết hệ thống thông tin vô tuyến kỹ thuật điều chế truyền qua kênh truyền AWGN Fading Qua chương em nắm thêm cách khái quát hệ thống giúp cho em có tầm nhìn hệ thống thơng tin vơ tuyến cách tổng quát Các chương tập trung vào trình bày cách then chốt vấn đề nhiễu, méo truyền dẫn kênh truyền vô tuyến số giúp em sử dụng thành thạo phần mềm Matlap qua mô ảnh hưởng kỹ thuật điều chế truyền dẫn qua kênh AWGN Fading tỷ lệ lỗi bít Tuy nhiên, thời gian khả tìm hiểu có hạn nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận dược đóng góp thầy bạn để đề tài hoàn thiện Một lần em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo khoa Điện tử khoa Viễn thông tạo điều kiện cho em hoàn thành nội dung đồ án Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn cô giáo ThS Nguyễn Thị Kim Thu hướng dẫn tận tình để em thực tốt đồ án 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Quốc Bình, Các hệ thống thơng tin trình bày thơng qua sử dụng Matlab, Nhà xuất Quân đội nhân dân, Hà Nội 2003 [2] Nguyễn Quốc Bình, Kỹ thuật truyền dẫn số, Nhà xuất Quân đội nhân dân, Hà Nội 2000 [3] Nguyễn Quốc Bình, Mô hệ thống thông tin số, Nhà xuất Quân đội nhân dân, Hà Nội 2002 [4] Nguyễn Văn Đức, Các Bài tập Matlab Thông Tin Vô Tuyến, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2006 [5] Nguyễn Văn Đức, Lý thuyết Kênh Vô Tuyến, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2006 [6] Trần Xuân Nam, Mô hệ thống thông tin vô tuyến sử dụng Matlab, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2007 [7] Nguyễn Phùng Quang, Matlap & Simulink Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2004 [8] H.Harada and R Prasad, Simulation and softwave Radio for Mobile Com munications, Artech House, 2002 64 PHỤ LỤC  QPSK qua kênh AWGN clear all; N=5*10^5; EbNodB=0:1:10; EbNo=10.^(EbNodB/10); for k=1:length(EbNodB) si=2*(round(rand(1,N))-0.5); sq=2*(round(rand(1,N))-0.5); sk=si+j*sq; nk=(1/sqrt(2*EbNo(k)))*(randn(1,N)+j*randn(1,N)); yk=sk+nk; si_=sign(real(yk)); sq_=sign(imag(yk)); ber1=(N-sum(si==si_))/N; ber2=(N-sum(sq==sq_))/N; ber(k)=mean([ber1 ber2]); end %BER ly thuyet cua truen dan QPSK qua kenh AWGN Lythuyet_BER = 1/2*erfc(sqrt(EbNo*2)*sin(pi/4)) % Ve thi close all figure semilogy(EbNodB,ber,'bp-','LineWidth',2); hold on semilogy(EbNodB,Lythuyet_BER,'rp','LineWidth',2); axis([0 10 10^-6 1]) grid off legend('Dieu che-QPSK', 'Ly thuyet-QPSK'); xlabel('Es/No, dB') 65 title('BER dieu che QPSK qua kenh AWGN')  16 QAM qua kênh AWGN clear all M=16; m=log2(M); % Number of bits/symbol N=1000000; % So symbol gui di EbNodB=0:2:20; EbNo=10.^(EbNodB./10); % Generate random integers ranging from 0:M-1 b=randint(1,N,[0 M-1]); % Random intergers from 0:M-1 sk=qammod(b,M); Es=norm(sk).^2/length(sk); % Noise variance of AWGN sigma=sqrt(Es./(2*m.*EbNo)); % Iteration for estimating BER for k=1:length(EbNo) % Generate AWGN with variance sigma^2 n=sigma(k)*(randn(1,N)+j*randn(1,N)); % Rx tín hiệu yk=sk+n; bkHat=qamdemod(yk,M); % Error calculation noSymErr=sum((bkHat-b)~=0); % Số lỗi symbol SER(k)=noSymErr/N; % Symbol tỉ lệ lỗi [noBitErr,BER(k)]=biterr(bkHat,b,m);% end % BER Ly thuyet cua truyen dan 16QAM qua kenh AWGN Lythuyet_BER=3/8*erfc(sqrt(2/5*EbNo))-9/64*(erfc(2/5*EbNo)).^2; % Ve thi close all figure 66 semilogy(EbNodB,BER,'bp-','LineWidth',2) hold on semilogy(EbNodB,Lythuyet_BER,'rp','LineWidth',2); axis([0 20 10^-6 1]) xlabel('Eb/No') ylabel('BER') legend('Dieu che-16QAM','Ly thuyet-16QAM') title('BER dieu che 16QAM qua kenh AWGN') grid off  16 QAM qua kênh pha-đinh Rayleigh clear all M=16; m=log2(M); % Number of bits/symbol N=1000000; % So symbol gui di EbNodB=0:2:30; EbNo=10.^(EbNodB./10); % Generate random integers ranging from 0:M-1 b=randint(1,N,[0 M-1]); % Random intergers from 0:M-1 sk=qammod(b,M); Es=norm(sk).^2/length(sk); % Generate faded signal according to channel type g=1/sqrt(2)*(randn(1,N)+j*randn(1,N)); s=sk.*g; % Faded signal % Noise variance of AWGN sigma=sqrt(Es./(2*m.*EbNo)); % Iteration for estimating BER for k=1:length(EbNo) % Generate AWGN with variance sigma^2 n=sigma(k)*(randn(1,N)+j*randn(1,N)); % Rx signal yk=s+n; 67 ykHat=conj(g).*yk./abs(g).^2; % Coherent detection % Decision bkHat=qamdemod(ykHat,M); % Error calculation noSymErr=sum((bkHat-b)~=0); % Number of symbol errors SER(k)=noSymErr/N; % Symbol Error rate [noBitErr,BER(k)]=biterr(bkHat,b,m);% BER w/o Gray encoding end % BER Ly thuyet cua truyen dan 16QAM qua kenh Fadinh Rayleigh Lythuyet_BER=3/8*(1-1./sqrt(1+5./(2*EbNo))); % Ve thi close all figure semilogy(EbNodB,BER,'bp-','LineWidth',2) hold on semilogy(EbNodB,Lythuyet_BER,'rp','LineWidth',2); axis([0 30 10^-6 1]) xlabel('Eb/No') ylabel('BER') legend('Dieu che-16QAM','Ly thuyet-16QAM') title('BER dieu che 16QAM qua kenh Fadinh Rayleigh') grid off  So sánh 16 QAM qua kênh AWGN Fading clear all M=16; % Define parameters m=log2(M); % Number of bits/symbol N=10^5; % So symbol gui di EbNodB=0:2:30; EbNo=10.^(EbNodB./10); % Generate random integers ranging from 0:M-1 68 b=randint(1,N,[0 M-1]); % Random intergers from 0:M-1 sk=qammod(b,M); Es=norm(sk).^2/length(sk); % Noise variance of AWGN sigma=sqrt(Es./(2*m.*EbNo)); % Iteration for estimating BER for k=1:length(EbNo) % Generate AWGN with variance sigma^2 n=sigma(k)*(randn(1,N)+j*randn(1,N)); %tao awgn % Rx signal yk=sk+n; bkHat=qamdemod(yk,M); % Error calculation noSymErr=sum((bkHat-b)~=0); % Number of symbol errors SER(k)=noSymErr/N; % Symbol Error rate [noBitErr,BER(k)]=biterr(bkHat,b,m);% %tao fading g=1/sqrt(2)*(randn(1,N)+j*randn(1,N)); s=sk.*g; ykk=s+n; ykkHat=conj(g).*ykk./abs(g).^2; bkkHat=qamdemod(ykkHat,M); % Error calculation nErr=sum((bkkHat-b)~=0); % Number of symbol errors ser(k)=nErr/N; % Symbol Error rate [noBitErr,ber(k)]=biterr(bkkHat,b,m);% end % BER ly thuyet cua truyen dan 16QAM qua kenh AWGN Lythuyet_BER=3/8*erfc(sqrt(2/5*EbNo))-9/64*(erfc(2/5*EbNo)).^2; % BER ly thuyet cua truyen dan 16QAM qua kenh Fading 69 Lt_BER=3/8*(1-1./sqrt(1+5./(2*EbNo))); % ve thi close all figure close all semilogy(EbNodB,ber,'bp ',EbNodB,BER,'rp ',EbNodB,Lt_BER,'mp-',EbNodB,Lythuyet_BER,'kp '); axis([0 30 10^-6 1]) legend('Sim qua fading', 'Sim qua awgn','Theory qua fading','Theory qua awgn'); xlabel('Es/No, dB') ylabel('BER') title('BER dieu che 16QAM') grid off  Sử dụng bơ lọc cân giảm méo tuyến tính M = 16;% dieu che 16QAM k = log2(M); n = 3e4; nsamp = 1; x = randint(n,1); %dong du lieu nhi phan ngau nhien % Plot first 40 bits in a stem plot stem(x(1:40),'filled'); title('Random Bits'); xlabel('Bit Index'); ylabel('Binary Value'); xsym = bi2de(reshape(x,k,length(x)/k).','left-msb'); figure; % Create new figure window stem(xsym(1:10)); title('Random Symbols'); xlabel('Symbol Index'); ylabel('Integer Value'); % Su dung dieu che 16-QAM y = modulate(modem.qammod(M),xsym); 70 ytx = y; EbNo = 10; % In dB snr = EbNo + 10*log10(k) - 10*log10(nsamp); ynoisy = awgn(ytx,snr,'measured'); yrx = ynoisy; h = scatterplot(yrx(1:nsamp*5e3),nsamp,0,'g.'); hold on; scatterplot(ytx(1:5e3),1,0,'k*',h); title('Received Signal'); legend('Received Signal','Signal Constellation'); axis([-5 -5 5]); % Set axis ranges hold off; zsym = demodulate(modem.qamdemod(M),yrx); z = de2bi(zsym,'left-msb'); % Convert integers to bits % Convert z from a matrix to a vector z = reshape(z.',prod(size(z)),1); [number_of_errors,bit_error_rate] = biterr(x,z) 71 ... QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN 1.1 Giới thiệu chương 1.2 Khái niệm thông tin vô tuyến 1.3 Lịch sử phát triển hệ thống thông tin vô tuyến 1.4 Phân loại hệ thống thông. .. hệ thống thông tin lựa chọn đề tài: ? ?Mô tác động kênh truyền vô tuyến tới chất lượng hệ thống thông tin? ?? thông qua giá trị BER để đánh giá chất lượng hệ thống tìm phương thức điều chế phù hợp... tính kênh truyền vơ tuyến, số kỹ thuật xử lý tín hiệu, khuôn dạng điều chế số nắm rõ tiêu để đánh giá chất lượng hệ thống 1.2 Khái niệm thông tin vô tuyến Thông tin vô tuyến hệ thống thông tin