ĐIỀU CHẾ 4PSK

MÔ PHỎNG MÁY PHÁT VI BA SỐ GVHD: Th.s Võ Trường Sơn

MỤC LỤC I. Lời mở đầu .............................................................................. 2

1) Khái quát về vi ba số ............................................................ 2 2) Điều chế................................................................................ 4 3) Khuếch đại RF...................................................................... 7

II. Mô phỏng hoạt động của máy phát vi ba bằng matlab ............ 8 III. Kết quả mô phỏng............................................................... 13

1) Tín hiệu đầu vào ................................................................. 13 2) Phần trung tần..................................................................... 15 3) Phần cao tần........................................................................ 17

IV. Giải thích các lệnh trên matlab ........................................... 18

SVTH: Nguyễn Thành Thạo1


I. LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay cùng với sự phát triển của hệ thống thông tin vệ tinh và hệ thống thông tin quang nên hệ

thống vi ba số ít được sử dụng ở Việt Nam.Mặc dù vậy nó vẫn đóng vai trò quan trọng trong viễn

thông Việt Nam.

1. KHÁI QUÁT VỀ VI BA SỐ:

Vi ba số là hệ thống thông tin chuyển tiếp mặt đất sử dụng sóng điện từ ở tần số GHZ để truyền

dẫn thông tin số.

Vi ba số thuộc nhóm thông tin nhiều kênh

Sơ đồ 1 tuyến vi ba số đơn giản :



Trong đó:

MUX,DEMUX: thiết bị ghép kênh, phân kênh

MOD,DEMOD:thiết bị điều chế, giải điều chế

Tx,Rx: máy phát , thu vô tuyến

SVTH: Nguyễn Thành Thạo

Tx

Rx

Tx

Rx

MOD

MUX

DEMOD

DEMUX

DEMOD

DEMUX

MOD

MUX

3


Để tín hiệu từ máy phát có thể tới máy thu thì một máy phát vô tuyến sẽ thực hiện những chức

năng cơ bản sau:

TÍN HIỆU VÀO ĐIỀU CHẾ SỐKHUẾCH ĐẠI RF

Trong đó:

TÍN HIỆU VÀO: được gọi là băng tần cơ sở

ĐIỀU CHẾ : được gọi là phần tín hiệu trung tần IF

KHUẾCH ĐẠI RF: được gọi là tín hiệu cao tần RF

2. ĐIỀU CHẾ:

Điều chế số là một phần của xử lý tín hiệu băng gốc

Điều chế số là kỹ thuật gắn thông tin vào dao động hình sin làm cho sóng mang có thể mang

thông tin cần truyền đi

Có 4 loại điều chế số cơ bản:

o ASK : điều chế khóa dịch biên độ

o FSK : điều chế khóa dịch tần số



o PSK : điều chế khóa dịch pha

o QAM: điều chế biên độ cầu phương, đây là sự kết hợp giữa ASK và PSK.

ĐIỀU CHẾ 4PSK:

SƠ ĐỒ KHỐI CỦA ĐIỀU CHẾ


4PSK ra

y(t)

NRZ VÀO

b(t)

c(t)

2PSK

2PSK

S

P 90o

I

Q

b1(t)

b2(t)

5


CÁC TRẠNG THÁI PHA


2 bit Pha00 001 9010 18011 270

11

10

00

01

6

1

0

I

Q

10


NGUYÊN LÝ ĐIỀU CHẾ 4PSK:

Ban đầu tạo ra chuỗi bit nhị phân đầu vào , sau đó qua bộ biến đổi nối tiếp sang song song đầu

ra được 2 chuôi bit b1(t) và b2(t) có tốc độ giảm đi một nửa so với tốc độ ban đầu.

Tiếp theo ta tiến hành điều chế 2PSK cho từng chuỗi bit b1(t) và b2(t).

Tiếp theo ta tiến hành nhân 2 chuỗi bit cho 2 sóng mang vuông pha nhau:luồng b1(t) * cosin

Ipsk , luồng b2(t) * sin Qpsk

Khi cho 2 luồng Ipsk và Qpsk qua bộ tổng ta sẽ được tín hiệu 4PSK

3. KHUẾCH ĐẠI RF:

Thực hiện trộn nâng tần tín hiệu để đưa tín hiệu lên giải tần vi ba để truyền vào không gian

Trộn nâng tần là quá trình điều chế biên tần trên



II.MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT VI BA SỐ BẰNG MATLAB:

Matlab là phần mềm mô phỏng giúp chúng ta có thể hiểu được bản chất của việc điều chế và trộn

nâng tần.

Dưa vào kiến thức mà thầy chỉ dẫn về matlab,và những kiến thức được học từ môn vi ba số , em

xin trình bày phần điều chế 4PSK và trộn nâng tần bằng matlab:

Tb = 100;b=ones(1,Tb);R=155.52 * 10^6;data=[];data1=[];data2=[];sb=16;for k=1:sb; bit= randint(1,1,2);



data=[data bit*b ]; if bit==0 bit=-1; end if mod(k,2)==1; data1=[data1 bit*b bit*b]; else data2=[data2 bit*b bit*b]; endendT=sb/R;somau=length(data1);Tm=T/somau;t=[0:Tm:T-Tm];figure(1);subplot(3,1,1);



plot(t,data);ylim ([-4 4]);xlim([0 0.11*10^(-6)]);grid on;subplot(3,1,2);plot(t,data1);ylim([-4 4]);xlim([0 0.11*10^(-6)]);grid on;subplot(3,1,3);plot(t,data2);ylim([-4 4]);xlim([0 0.11*10^(-6)]);grid on;fc=220*10^6;smI=cos(2*pi*fc*t);smQ=sin(2*pi*fc*t);



Ipsk=data1.*smI;Qpsk=data2.*smQ;PSK4=Ipsk + Qpsk;figure(2);title('phan trung tan’);subplot(3,1,1);plot(t,Ipsk);ylim([-4 4]);xlim([0 0.11*10^(-6)]);title('Ipsk');grid on;subplot(3,1,2);plot(t,Qpsk);ylim([-4 4]);xlim([0 0.11*10^(-6)]);title('Qpsk');



grid on;subplot(3,1,3);plot(t,PSK4);ylim([-4 4]);xlim([0 0.11*10^(-6)]);grid on;title('tin hieu dieu che 4PSK');Rf= 1.5*10^9;Ac=4;C1= sin ( 2*pi*Rf*t);C2= cos ( 2*pi*Rf*t);hil=imag(hilbert(Ipsk+Qpsk));USSB=(Ac/2*(Ipsk+Qpsk).*C1)-(Ac/2*(Ipsk+Qpsk).*C2);figure(3);

plot(t,USSB);



AXIS [0 T-10 10];title('USSB');grid on;

III.KẾT QUẢ MÔ PHỎNG:

1) Tín hiệu đầu vào: bao gồm :

Chuỗi bit nhị phân ngẫu nhiên gồm 16 bit data

2 chuỗi bit được biến đổi từ chuỗi data là : data1 và data2





2) Phần trung tần: bao gồm:

Tín hiệu điều chế Ipsk

Tín hiệu điều chế Qpsk

Tín hiệu điều chế 4PSK

Tần số sóng mang IF = 220 MHZ





3) Phần cao tần : là tín hiệu 4PSK được điều biên trên với tần số cao tần RF = 1.5 GHZ



IV. GIẢI THÍCH LỆNH TRÊN MATLAB:

Tb = 100; % 1 bit biểu diễn bởi 100 điểmb=ones(1,Tb); % tạo ra ma trận 1 gồm 1 hàng và Tb cộtR=155.52 * 10^6; % tốc độ bit của luồng STM1data=[]; % gán cho data 1 giá tri rỗng data1=[]; % gán cho data1 1 giá trị rỗngdata2=[]; % gán cho data2 1 giá trị rỗngsb=16; % số bit điều chế là 16 bitfor k=1:sb; % tạo ra 1 vòng lặp biến k chạy từ 1 đến 16 bit= randint(1,1,2); % tạo ra 1 ma trận nhị phân ngẫu nhiên

gồm 1 hàng và 1 cột data=[data bit*b ]; % tạo ra chuỗi nhị phân ngẫu nhiên if bit==0 % nếu bit = 0 bit=-1; % thì biên độ sẽ = -1 end



if mod(k,2)==1; % nếu k lẻ data1=[data1 bit*b bit*b]; % data1 ứng mỗi giá trị của k

lẻ sẽ gấp đôi 2 lần bit ứng với giá trị k đó. else data2=[data2 bit*b bit*b]; % data2ứng mỗi giá trị của k

chẳn sẽ gấp đôi 2 lần bit ứng với giá trị k đó

endendT=sb/R; % thời gian lấy mẫusomau=length(data1); % số mẫu = độ dài data1Tm=T/somau; % bước nhảy = thời gian lấy mẫu / số mẫut=[0:Tm:T-Tm]; % ma trận thời gian( tạo xung nhị phân)figure(1); % tạo cửa sổ ảnh thứ nhấtsubplot(3,1,1); % chia cửa sổ ảnh thành 3 phần và định dạng

data ở phần thứ nhất



plot(t,data); % vẽ chuỗi bit nhị phân dataylim ([-4 4]); % giới hạn độ rộng của subplotxlim([0 0.11*10^(-6)]); % giới hạn chiều dài của subplotgrid on; % tạo dạng lưới cho đồ thịsubplot(3,1,2); % chia cửa sổ ảnh thành 3 phần và định dạng

data ở phần thứ 2

plot(t,data1); % vẽ chuỗi bit nhị phân data1ylim([-4 4]);xlim([0 0.11*10^(-6)]);grid on;subplot(3,1,3); % chia cửa sổ ảnh thành 3 phần và định dạng

data ở phần thứ 2

plot(t,data2); % vẽ chuỗi bit nhị phân data2



ylim([-4 4]);xlim([0 0.11*10^(-6)]);grid on; % tạo sóng mangfc=220*10^6; % tần số sóng mang IF smI=cos(2*pi*fc*t); % tạo sóng mang IsmQ=sin(2*pi*fc*t); % tạo sóng mang QIpsk=data1.*smI; % tín hiệu điều chế Ipsk =data1.*smIQpsk=data2.*smQ; % tín hiệu điều chế Qpsk =data2.*smQPSK4=Ipsk + Qpsk; % tín hiệu điều chế 4PSK bằng tổng của Ipsk

và Qpskfigure(2); % tạo cửa sổ ảnh thứ 2title('phan trung tan’); % tạo tiêu đề cho kết quả mô phỏngsubplot(3,1,1);plot(t,Ipsk); % vẽ Ipskylim([-4 4]);xlim([0 0.11*10^(-6)]);



title('Ipsk');grid on;subplot(3,1,2);plot(t,Qpsk); % vẽ Qpskylim([-4 4]);xlim([0 0.11*10^(-6)]);title('Qpsk');grid on;subplot(3,1,3);plot(t,PSK4); % vẽ 4PSKylim([-4 4]);xlim([0 0.11*10^(-6)]);grid on;title('tin hieu dieu che 4PSK'); % trộn nâng tầnRf= 1.5*10^9; % tần số cao tần RF



Ac=4; % biên độ tần số cao tần C1= sin ( 2*pi*Rf*t); % sóng mang cao tần C2= cos ( 2*pi*Rf*t); % sóng mang cao tầnhil=imag(hilbert(Ipsk+Qpsk)); % biến đổi Hilbert của tín hiệuUSSB=(Ac/2*(Ipsk+Qpsk).*C1)-(Ac/2*(Ipsk+Qpsk).*C2); % điều chế

biên tần trênfigure(3); % tạo cửa sổ ảnh thứ 3

plot(t,USSB); % vẽ tín hiệu cao tầnAXIS [0 T-10 10]; % đặt thang chia trên đồ thịtitle('USSB');grid on;




Documents

ĐIỀU CHẾ 4PSK