Một số hệ thống trong thực tế sử dụng kỹ thuật điều chế số QPSK là: truyền vệ tinh video MPEG2, modem cáp, hệ thống điện thoại di động, các hình thức giao tiếp kỹ thuật số khác qua sóng mang RF.
BÀI 8: MÔ PHỎNG ĐIỀU CHẾ M-QAM QUA KÊNH NHIỄU GAUSS Bài 8.1 GAUSS Bài 8.1
Mô phỏng hệ thống sử dụng kỹ thuật điều chế số M-QAM vuông, như mô tả ở hình 8.1.
- Nguồn bit được truyền được ánh xạ vào các kí hiệu điều chế M-QAM vng với phương pháp mã hóa Gray thành nguồn tín hiệu truyền. Có M ký hiệu nên mỗi ký hiệu lấy giá trị từ 0 đến M-1. Tạo nguồn ký hiệu truyền với độ dài 50.000 ký hiệu.
- Tín hiệu điều chế M-QAM được truyền đi qua kênh nhiễu trắng (AWGN) với mức độ nhiễu được cho bởi tỷ số SNR. Bộ thu sử dụng giải điều chế theo phương pháp xác xuất cực đại (maximum likelihood) để giải điều chế các tín hiệu thu. Tức là bộ thu so sánh độ lệch của kí hiệu thu được với tất cả các giá trị kí hiệu chuẩn, sau đó chọn kí hiệu có độ lệch nhỏ nhất.
- Dịng bit khơi phục sau khi giải điều chế bằng cách đổi dòng ký hiệu sau giải điều chế sang nhị phân. So sánh dịng bít khơi phục và dịng bít điều chế để tính tỷ lệ lỗi bít BER.
Yêu cầu:
+ Tính tỷ lệ lỗi bit BER của các kỹ thuật điều chế M-QAM trong trường hợp M = 16, 64, 256 với mức độ nhiễu của kênh có SNR[dB] = 0, 1, 2, …, 25.
+ Vẽ trên cùng một đồ thị các đường BER tính bằng mơ phỏng và 03 đường xác suất lỗi bit tính bằng lý thuyết (suwrdujng hàm berawgn) trong các trường hợp điều chế trên và có chú thích rõ trên đồ thị. Các đường BER tính bằng mơ phỏng vẽ đồ
thị bằng các dấu (maker) và không vẽ đường (line), cịn các đường tính bằng mơ phỏng thì chỉ vẽ đường (line) khơng vẽ dấu (maker). Sử dụng các kiểu dấu khác nhau để phân biệt giữa các đồ thị.
- Code Matlab n_sym = 50000; M = [16 32 64]; SNR_db = 0:25; BER = zeros(length(M),length(SNR_db)); for k = 1:size(M,2)
s_stream = randi([0 M(k)-1],1,n_sym); s_mod = qammod(s_stream,M(k),0,'GRAY'); for r = 1:size(SNR_db,2)
s_mod_awgn = awgn(s_mod,SNR_db(r),'measured'); s_demod = qamdemod(s_mod_awgn,M(k),0,'GRAY'); [num ratio] = biterr(s_stream,s_demod);
BER(k,r) = ratio; end end semilogy(SNR_db,BER(1,:),'bo-'); hold on; semilogy(SNR_db,BER(2,:),'rs-'); semilogy(SNR_db,BER(3,:),'m*-'); grid on;
title('Do thi the hien ty le loi bit M-QAM'); xlabel('SNR_d_B');
ylabel('BER');
legend('16-QAM','32-QAM','64-QAM'); hold off;
- Đồ thị kết quả: 16- QAM 32- QAM 64- QAM
Trả lời câu hỏi:
Câu 39. Khi số mức điều chế M tăng thì BER thay đổi ra sao? Giải thích ?
Theo đồ thị mơ phỏng thì khi số mức điều chế M tăng thì BER sẽ giảm.
Câu 40. Số mức điều chế M tăng cao lên thì sẽ có ưu nhược điểm gì? M có thể tăng lên rất lớn khơng? Tại sao? Để đảm bảo chất lượng truyền dẫn thì khi M tăng hệ thống phải thay đổi như thế nào?
Số mức điều chế M tăng cao lên thì có ưu điểm là sẽ giảm được BER nhưng lại có nhược điểm là sẽ xảy ra trường hợp khơng thể khơi phục được. Vì vậy M khơng thể tăng lên rất lớn. Để đảm bảo chất lượng truyền dẫn thì khi M tăng thì hệ thống phải thay đổi phù hợp để có thể vừa giảm được BER lại vừa dễ khơi phục được tín hiệu.