Download miễn phí Đồ án Đi sâu phân tích các giải pháp điều chế số thông qua điều chế sóng mang sử dụng khóa dich pha (PSK)



MỤC LỤC :
LỜI MỞ ĐẦU .3
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT ĐIỀU CHẾ SỐ TÍN HIỆU
1.1.GIỚI THIỆU VỀ ĐIỀU CHẾ SỐ .4
1.1.1.Sơ đồ khối của một hệ thống thông tin số điển hình .4
1.1.2.Mô hình cho hệ thống thông tin số cho bộ điều chế và giải điều chế . .6
1.1.3.Các phương truyền dẫn số .7
1.2. TỔNG QUAN VỀ TRÌNH TỰ ĐIỀU CHẾ SỐ .9
1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ CƠ BẢN .13
1.3.1. Khóa dịch biên độ (ASK-Amplitude Shift Keying) .13
1.3.2 Khóa dịch tần số (FSK-Frequency Shift Keying) .16
1.3.3. Khóa dịch pha (PSK-Phase Shift Keying) 18
1.3.4. QAM-Quadrature Amplitude Modulation 20
1.4. TIÊU CHUẨN LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHẾ . 20
1.4.1. Hiệu quả công suất . 20
1.4.2.Hiệu suất độ rộng băng .21
1.4.3.Độ phức tạp hệ thống 22
CHƯƠNG II :ĐI SÂU PHÂN TÍCH ĐIỀU CHẾ SỐ SỬ DỤNG
KHÓA DỊCH PHA PSK
2.1. ĐIỀU CHẾ KHÓA DỊCH PHA NHỊ PHÂN (BPSK) .24
2.2. ĐIỀU CHẾ PHA VI SAI (DPSK) .26
2.3. ĐIỀU CHẾ PHA CẦU PHƯƠNG (QPSK) .28
2.3.1. Mô tả về điều chế QPSK .28
2.3.2 Phổ và băng thông của tín hiệu QPSK .35
2.3.3 Bộ Điều chế và giải điều chế QPSK .35
2.4. ĐIỀU CHẾ OQPSK .37
2.5. ĐIỀU CHẾ QAM .40
2.5.1. Mô tả Điều chế QAM vuông 40
2.5.2 giải điều chếvà tách tín hiệu QAM vuông 40
2.5.3 Xác suất lỗi tín hiệu .43
CHƯƠNG III : MÔ PHỎNG HAI PHƯƠNG ÁN ĐIỂN HÌNH CỦA ĐIỀU CHẾ KHÓA DỊCH PHA BPSK VÀ QPSK BẰNG MATLAB
3.1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MATLAB 45
3.2. MÔ PHỎNG ĐIỀU CHẾ BPSK . 47
3.2.1. Sơ đồ máy thu và máy phát BPSK 47
3.2.2. BER của điều chế BPSK được tính theo lý thuyết 48
3.2.3. Mô phỏng đặc tính BER bằng Matlab .55
3.3. MÔ PHỎNG ĐIỀU CHẾ QPSK 62
3.3.1. Sơ đồ máy thu và máy phát BPSK 62
3.3.2. BER của điều chế QPSK theo lý thuyết 63
3.3.3. Mô phỏng QPSK bằng Matlab .64
3.4. NHẬN XÉT , ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 70
KẾT LUẬN . 71
Ký hiệu viết tắt .72
Tài liệu tham khảo .73
Chương trình Matlab


TIÊU CHUẨN LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHẾ
1.4.1.Hiệu quả công suất
Tỉ lệ lỗi bit, hay xác suất lỗi bit của một trình tự điều chế là tỉ lệ nghịch với , tỉ lệ năng lượng bit trên mật độ phổ nhiễu. Chẳng hạn, của ASK trong kênh AWGN được cho bởi:
(1.16)
Trong đó là năng lượng bit trung bình, còn là mật độ phổ nhiễu (PSD) và Q(r) là tích phân Gauss, đôi khi được biết tới là hàm Q. Hàm được định nghĩa như sau:
(1.17)
Hàm là hàm giảm đơn điệu của x. Do đó hiệu quả công suất của một trình tự điều chế được định nghĩa một cách thẳng thắn như tỉ lệ cần thiết với một xác suất lỗi bit nào đó () trên một kênh AWGN. thường được sử dụng như tỉ lệ lỗi bit tham chiếu.
1.4.2.Hiệu suất độ rộng băng
Độ rộng kênh và công suất phát là 2 tài nguyên cơ bản của truyền thông. Sử dụng hiệu suất các tài nguyên này là lý do của các nghiên cứu sơ đồ tiết kiệm phổ. Trong đó cực đại hiệu suất độ rông phổ định nghĩa là tỷ số tốc độ dữ liệu và độ rộng kênh(đơn vị là bit/giây/Hz). Đối tượng thứ 2 là đạt được tiết kiệm băng với một công suất tb tín hiệu tối thiểu hay là tỷ số tín hiệu /ồn. Với tốc độ dữ liệu Rb và độ rộng băng kênh là B.
Hiệu suất sử dụng băng là:
ρ = RbB b/s/Hz
Ví dụ, mật độ phổ công suất một dải của một tín hiệu ASK được điều chế bởi một chuỗi bit ngẫu nhiên độc lập có xác suất ngang nhau được cho như sau:
(1.18)
Và được cho trong hình 1.12, trong đó T là độ dài bit, A là biên độ sóng mang, và là tần số sóng mang. Từ hình ta có thể thấy rằng phổ tín hiệu trải từ tới . Vậy để truyền đi một cách hoàn hảo tín hiệu, thì cần một băng thông hệ thống không xác định, biến thiên dựa trên một tiêu chuẩn khác. Chẳng hạn, trong hình 1.12, hầu hết năng lượng tín hiệu tập trung trong dải giữa hai điểm 0, vậy yêu cầumột băng thông 0-0 có vẻ như đã đầy đủ.
Hình 1.12: Mật độ phổ công suất của ASK
Có 3 cách tính hiệu quả phổ trong các tài liệu như liệt kê sau đây:
Hiệu quả phổ Nyquist-giả thiết hệ thống sử dụng bộ lọc Nyquist (đáp ứng xung chữ nhật lí tưởng) tại băng gốc, có băng thông yêu cầu tối thiểu cho truyền phát nhiễu ISI tự do của các tín hiệu số, thì băng thông tại băng gốc là , là tốc độ kí hiệu, và băng thông tại tần số sóng mang là . Do , =tốc độ bit, với điều chế M-ary (ND: M ở đây là số điểm có thể thấy khi xem biểu đồ chòm điểm), hiệu quả phổ là
(1.19)
Hiệu quả phổ null-null-với các trình tự điều chế có các điểm 0 phổ mật độ công suất như của ASK trong hình 1.12, định nghĩa băng thông như độ rộng của búp sóng chính là cách thích hợp để định nghĩa băng thông.
Hiệu quả phổ phần trăm-nếu phổ của một tín hiệu điều chế không có các điểm không, như điều chế pha liên tục nói chung (CPM), băng thông null-null không tồn tại. Trong trường hợp này, băng thông phần trăm có thể được sử dụng. Thông thường 99% được sử dụng, cho dù một số số phần trăm khác (như 90%, 95%) cũng được dùng.
1.4.3.Độ phức tạp hệ thống
Độ phức tạp của hệ thống ý nói tới tổng số dây dẫn trong nó và độ khó kĩ thuật của hệ thống. Liên hệ với độ phức tạp của hệ thống là giá thành sản xuất, dĩ nhiên là mối băn khoăn chính trong việc lựa chọn một kĩ thuật điều chế. Thông thường, bộ giải điều chế phức tạp hơn bộ điều chế. Bộ giải điều chế thích ứng thì phức tạp hơn nhiều so với bộ giải điều chế không thích ứng do sự khôi phục sóng mang được yêu cầu trong nó. Với một số phương pháp giải điều chế, các thuật toán phức tạp như Viterbi cần sử dụng. Tất cả là nền tảng cho so sánh phức tạp hơn.
CHƯƠNG II :ĐI SÂU PHÂN TÍCH ĐIỀU CHẾ SỐ SỬ DỤNG PSK
2.1 ĐIỀU CHẾ PHA NHỊ PHÂN - BPSK
Ở hệ thống BPSK tương quan , các tín hiệu 0 và 1 có tín hiệu điều chế là S1(t) và S2(t). Nếu sóng mang điều hòa có biên độ Ac do đó năng lượng của một bit là theo phương pháp điều chế BPSK 2 tín hiệu lệch pha nhau 180 nên ta có thể biểu diễn :


/file/d/0Bz7Zv9 ... sp=sharing

---