Đồ án Đi sâu phân tích các phương pháp điều chế số sử dụng khóa dich pha PSK

CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG 1. Chương trình mô phỏng truyền dẫn BPSK % Chương trình của H.Harada and T.Yamamura, %************************ Phần chuẩn bị ************************ sr=256000.0; % Tốc độ symbol ml=1; % Số mức điều chế br=sr.*ml; % Tốc độ truyền dữ liệu bit (trong trường hợp này bằng tốc độ symbol) nd = 10; % Số ký hiệu (symbol) phỏng trong mỗi vòng lặp ebn0=3; % Eb/N0 IPOINT=8; % Số mẫu %*************************** Bộ lọc *************************** irfn=21; % Các vòi của bộ lọc alfs=0.5; % Hệ số Roll-off [xh] = hrollfcoef(irfn,IPOINT,sr,alfs,1); %Hệ số bộ lọc phát [xh2] = hrollfcoef(irfn,IPOINT,sr,alfs,0); %Hệ số bộ lọc thu %************************* Bắt đầu tính toán********************* nloop=100; % Số vòng mô phỏng noe = 0; % Số lỗi dữ liệu nod = 0; % số dữ liệu truyền for iii=1:nloop %************************* Dữ liệu đầu ************************* data=rand(1,nd)>0.5; % rand: hàm đã được xây dựng %*********************** Bộ sinh dữ liệu ************************ data1=data.*2-1; [data2] = oversamp( data1, nd , IPOINT) ; data3 = conv(data2,xh); % conv: hàm đã được xây dựng %************************ Attenuation Calculation *************** spow=sum(data3.*data3)/nd; attn=0.5*spow*sr/br*10.^(-ebn0/10); attn=sqrt(attn); %******************* Kênh nhiễu đa đường (Fading) **************** [ifade,qfade]=sefade(data3,zeros(1,length(data3)),itau,dlvl,th1,n0,itnd1,now1,length(data3),tstp,fd,flat) %******************* Nhiễu trắng cộng (AWGN) ******************* inoise=randn(1,length(data3)).*attn; % randn: hàm đã được xây dựng data4=data3+inoise; data5=conv(data4,xh2); % conv: hàm đã được xây dựng sampl=irfn*IPOINT+1; data6 = data5(sampl:8:8*nd+sampl-1); %********************** Giải điều chế BPSK ******************** demodata=data6 > 0; %*********************** Tốc độ lỗi bit (BER) ******************** noe2=sum(abs(data-demodata)); % sum: hàm đã được xây dựng nod2=length(data); % length: hàm đã được xây dựng noe=noe+noe2; nod=nod+nod2; fprintf('%d\t%e\n',iii,noe2/nod2); plot(data1) title('Du lieu truyen BPSK') gtext('Bien do') gtext('t') hold on figure; plot(data2) hold on figure; plot(data3) hold on figure; plot(data4) end % for iii=1:nloop %********************** kết quả mô phỏng *********************** ber = noe/nod; fprintf('%d\t%d\t%d\t%e\n',ebn0,noe,nod,noe/nod); fid = fopen('BERbpsk.dat','a'); fprintf(fid,'%d\t%e\t%f\t%f\t\n',ebn0,noe/nod,noe,nod); fclose(fid); gtext('Bien do') gtext('t') %******************** Kết thúc chương trình ********************** 2. Chương trình mô phỏng pha BPSK clc A=1; M=2; for i=1:M Teta_m =2*pi*(i-1)/M; x=A*cos(Teta_m); y=A*sin(Teta_m); plot(x,y,'m:*','LineWidth',6) title('Do thi sao voi M=2') xlabel('A*cos(Teta_m)') ylabel('A*sin(Teta_m)') axis([-1.3 1.3 -1.3 1.3]); hold on end u=-1.3:0.001:1.3; v=0; hold on plot(u,v,'b') hold on plot(v,u,'b') hold on grid on gtext('01') 3. Chương trình mô phỏng truyền dẫn QPSK % Chương trình của H.Harada and T.Yamamura %****************** Phần chuẩn bị ***************************** sr=256000.0; % Tốc độ ký hiệu ml=2; % ml:Số mức điều chế (BPSK:ml=1, QPSK:ml=2, 16QAM:ml=4) br=sr .* ml; % Tốc độ truyền dữ liệu nd = 10; % Số ký hiệu trong mỗi vòng mỗi vòng mô phỏng ebn0=3; % Eb/N0 IPOINT=8; % Số mẫu %**************************** Bộ lọc ************************** irfn=21; % Số vòi của bộ lọc alfs=0.5; % Chỉ số Roll-off [xh] = hrollfcoef(irfn,IPOINT,sr,alfs,1); %Hệ số bộ lọc phát [xh2] = hrollfcoef(irfn,IPOINT,sr,alfs,0); %Hệ số bộ lọc thu %************************ Bắt đầu tính toán ********************** nloop=100; % Số vòng mô phỏng noe = 0; % Số dữ liệu lỗi nod = 0; % Số dữ liệu đã truyền for iii=1:nloop %*********************** Bộ sinh dữ liệu ************************ data1=rand(1,nd*ml)>0.5; % rand: Hàm đã được xây dựng %************************* QPSK Modulation ******************** [ich,qch]=qpskmod(data1,1,nd,ml); [ich1,qch1]= compoversamp(ich,qch,length(ich),IPOINT); [ich2,qch2]= compconv(ich1,qch1,xh); %********************* Attenuation Calculation ******************* spow=sum(ich2.*ich2+qch2.*qch2)/nd; % sum: Hàm đã được xây dựng attn=0.5*spow*sr/br*10.^(-ebn0/10); attn=sqrt(attn); % sqrt: Hàm đã được xây dựng %****************** Nhiễu trắng cộng (AWGN) ******************** [ich3,qch3]= comb(ich2,qch2,attn);% Thêm nhiễu trắng cộng [ich4,qch4]= compconv(ich3,qch3,xh2); syncpoint=irfn*IPOINT+1; ich5=ich4(syncpoint:IPOINT:length(ich4)); qch5=qch4(syncpoint:IPOINT:length(qch4)); %********************* giải điều chế QPSK ********************** [demodata]=qpskdemod(ich5,qch5,1,nd,ml); %********************* Tốc độ lỗi bit (BER) ********************** noe2=sum(abs(data1-demodata)); % sum: Hàm đã được xây dựng nod2=length(data1); % length: Hàm đã được xây dựng noe=noe+noe2; nod=nod+nod2; fprintf('%d\t%e\n',iii,noe2/nod2); % fprintf: Hàm đã được xây dựng plot(data1) title('Du lieu truyen QPSK') hold on Figure; plot(ich1) title('Dữ liệu vượt nhịp kênh I') figure; plot(qch1) title('Dữ liệu vượt nhịp kênh Q') figure; plot(ich4) title('Tín hiệu thu kênh I') plot(qch4) title('Dữ liệu vượt nhịp kênh Q') end % for iii=1:nloop gtext('Bien do') gtext('t') %*********************** Kết quả mô phỏng ********************** ber = noe/nod; fprintf('%d\t%d\t%d\t%e\n',ebn0,noe,nod,noe/nod); % fprintf: Hàm đã được xây dựng fid = fopen('BERqpsk.dat','a'); fprintf(fid,'%d\t%e\t%f\t%f\t\n',ebn0,noe/nod,noe,nod); % fprintf: Hàm đã được xây dựng fclose(fid); %**************** Kết thúc chương trình mô phỏng ****************** 4. Chương trình mô phỏng Pha QPSK clc A=1; M=4; Teta=pi/M; for i=1:M Teta_m =Teta+2*pi*(i-1)/M; x=A*cos(Teta_m); y=A*sin(Teta_m); plot(x,y,'m:*','LineWidth',6) title('Pha QPSK') xlabel('A*cos(Teta_m)') ylabel('A*sin(Teta_m)') axis([-1.3 1.3 -1.3 1.3]); hold on end gtext('00') gtext('01') gtext('11') gtext('10') u=-1.3:0.001:1.3; v=0; hold on plot(u,v,'b') hold on plot(v,u,'b') hold on grid on 5. Một số hàm được thiết lập thêm trong quá trình mô phỏng : 1.function [iout,qout] = comb (idata,qdata,attn) %****************** Các giá trị ************************* % idata : Dữ liệu vào Ich % qdata : Dữ liệu vào Qch % iout Dữ liệu ra Ich % qout Dữ liệu ra Qch % attn : attenuation level caused by Eb/No or C/N %***************************************************** iout = randn(1,length(idata)).*attn; qout = randn(1,length(qdata)).*attn; iout = iout+idata(1:length(idata)); qout = qout+qdata(1:length(qdata)); 2. function [iout, qout] = compconv(idata, qdata, filter) % **************************************************************** % idata : dãy dữ liệu ich % qdata : Dãy dữ liệu qch % filter : vòi lọc coefficience iout = conv(idata,filter); qout = conv(qdata,filter); 3.function [iout,qout] = compoversamp( idata, qdata , nsymb , sample) iout=zeros(1,nsymb*sample); qout=zeros(1,nsymb*sample); iout(1:sample:1+sample*(nsymb-1))=idata; qout(1:sample:1+sample*(nsymb-1))=qdata; 4.function [xh] = hrollfcoef(irfn,ipoint,sr,alfs,ncc) %****************** Các giá trị ************************* % irfn : Số ký hiệu bộ lọc sử dụng % ipoint : Số mẫu trong 1 ký hiệu % sr : Tốc độ ký hiệu % alfs : Hệ số Roll-off % ncc : 1 –Bộ lọc phát 0 – Bộ lọc thu % ***************************************************** xi=zeros(1,irfn*ipoint+1); xq=zeros(1,irfn*ipoint+1); point = ipoint; tr = sr ; tstp = 1.0 ./ tr ./ ipoint; n = ipoint .* irfn; mid = ( n ./ 2 ) + 1; sub1 = 4.0 .* alfs .* tr; % 4*alpha*R_s for i = 1 : n icon = i - mid; ym = icon; if icon == 0.0 xt = (1.0-alfs+4.0.*alfs./pi).* tr; % h(0) else sub2 =16.0.*alfs.*alfs.*ym.*ym./ipoint./ipoint; if sub2 ~= 1.0 x1=sin(pi*(1.0-alfs)/ipoint*ym)./pi./(1.0-sub2)./ym./tstp; x2=cos(pi*(1.0+alfs)/ipoint*ym)./pi.*sub1./(1.0-sub2); xt = x1 + x2; % h(t) plot((1:length(xh)),xh) else % (4alphaRst)^2 = 1plot((1:length(xh)),xh) xt=alfs.*tr.*((1.02.0/pi).*cos(pi/4.0/alfs)+(1.0+2.0./pi).*sin(pi/4.0/alfs))./sqrt(2.0); end % if sub2 ~= 1.0 end % if icon == 0.0 if ncc == 0 % Trong trường hợp thu xh( i ) = xt ./ ipoint ./ tr; % Sự chuẩn hóa elseif ncc == 1 % Trong trường hợp phát xh( i ) = xt ./ tr; % Sự chuẩn hóa else error('ncc error'); end % if ncc == 0 end % for i = 1 : n