Báo cáo thí nghiệm thông tin vô tuyến 2011

Chia sẻ: Hoàng Sỹ Tân | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:16

Thêm vào BST

Báo xấu

189
lượt xem 33
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Báo cáo thí nghiệm thông tin vô tuyến Bách Khoa khóa K53

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo thí nghiệm thông tin vô tuyến 2011

Phụ lục Mã nguồn Matlab và các kết quả mô phỏng Bài số 1: Mô phỏng kênh Rayleigh theo phương pháp Rice Bài 1.1: Tính các thông số f, C, θ: %================================ %Tinh cac thong so f, C, th %================================ clear f_m=91; %Tan so Doppler lon nhat b=1; %Phuong sai cua qua trinh g(t) N1=9; %So phan tu g(t) phan thuc mo phong N2=10; % So phan tu g(t) phan ao mo phong for n=1:1:N1; c1(n)=sqrt(2*b/N1); f1(n)=f_m*sin(pi*(n-0.5)/(2*N1)); th1(n)=2*pi*n/(N1+1); end for n=1:1:N2; c2(n)=sqrt(2*b/N2); f2(n)=f_m*sin(pi*(n-0.5)/(2*N2)); th2(n)=2*pi*n/(N2+1); end save ex4p1_Res f1 f2 c1 c2 th1 th2 Bài 1.2: Lập hàm g.m để tính toán %======================================= %Ham tao qua trinh g(t) %======================================= function y=g(c,f,th,t) y=zeros(size(t)); for n=1:length(f); y=y+c(n)*cos(2*pi*f(n).*t+th(n)); end; Bài 1.3: Viết hàm để đưa ra biên độ kênh và vẽ hàm : %===================================== %Tinh bien do kenh va ham alpha %===================================== clear; load ex4p1_Res f1 f2 c1 c2 th1 th2 f_s=270800; %Tan so lay mau T_sim=0.4; %Thoi gian mo phong t=0:1/f_s:T_sim; % Thoi gian mo phong t g1=g(c1,f1,th1,t); g2=g(c2,f2,th2,t); g=g1+j*g2; alpha=abs(g); alpha_dB=20*log10(alpha); Hoàng Sỹ Tân – MSSV: 20083473 – Lớp ĐT3-K53
plot(t,alpha_dB); title('Bien do kenh (dB)'); xlabel('\alpha(t)'); legend('\alpha(t)in dB',0); Đồ thị: Bài 1.4: xác định các thông số giá trị trung bình, độ biến đổi, hàm mật độ xác suất (PDF): %====================================== %Ham tinh gia tri trung binh va % do bien doi cua g1(t), g(t), alpha(t) %Ham mat do xac suat cua cac qua trinh % bang bieu do %====================================== clear; load ex4p1_Res f1 f2 c1 c2 th1 th2 f_s=50000; %Tan so lay mau T_sim=20; %Thoi gian mo phong t=0:1/f_s:T_sim; g1=g(c1,f1,th1,t); g2=g(c2,f2,th2,t); g=g1+j*g2; Hoàng Sỹ Tân – MSSV: 20083473 – Lớp ĐT3-K53
alpha=abs(g); mean_g=mean(g); %Gia tri trung binh cua g mean_g1=mean(g1); % Gia tri trung binh cua g1 mean_alpha=mean(alpha); % Gia tri trung binh cua alpha var_g=var(g); %Do bien doi cua g var_g1=var(g1); % Do bien doi cua g1 var_alpha=var(alpha); % Do bien doi cua alpha n=length(alpha); x=0:0.1:3; %Thoi gian tinh bang giay b=hist(alpha,x); %Bieu do mat do xac suat cua alpha figure(1); stem(x,b/n/(x(2)-x(1)));%Ve tin hieu roi rac hold on; k=0; %He so k'=s^2/(2*b_0) total_p=2; %Cong suat nhan duoc alpha_p=(2.*x.*(k+1)/total_p).*exp(-k-((k+1).*x.^2/total_p)).*besseli(0, (2.*x.*sqrt(k*(k+1)/total_p))); plot(x,alpha_p,'r'); title('Mat do xac suat cua alpha(x)'); xlabel('x'); ylabel('P_{\alpha}(x)'); legend('p_{\alpha}(x)','Phan bo Rayleigh'); hold off; figure(2); n1=length(g1); x1=-4:0.1:4; c=hist(g1,x1); %Bieu do mat do xac suat cua g1 stem(x1,c/n1/(x1(2)-x1(1))); hold on; p=(1/sqrt(2*pi))*exp(-x1.^2/2); plot(x1,p,'r'); title('Mat do xac suat PDF cua g1'); xlabel('x'); ylabel('P_{g1}(x)'); legend('p_{g1}(x)','Phan bo Gaussian'); hold off; Đồ thị: Hoàng Sỹ Tân – MSSV: 20083473 – Lớp ĐT3-K53
Hoàng Sỹ Tân – MSSV: 20083473 – Lớp ĐT3-K53
Hoàng Sỹ Tân – MSSV: 20083473 – Lớp ĐT3-K53
Bài số 2: Mô hình kênh Fadding phân tập đa đường theo phương pháp Monte Carlo Bài 2.1: Mô hình kênh phân tập đa đường : Hàm mô hình Monte Carlo %========================================================================== %Ham mo hinh kenh phan tap da duong theo phuong phap Monte Carlo %========================================================================== function [h,t_next] =MCM_channel_model(u,initial_time,number_of_summations,symbol_duration,f_dmax ,channel_coefficients); %u la bien ngau nhien duoc dung de roi rac tan so, pha cua hieu uong Doppler %number_of_summation: so luong hoac pha roi rac duoc su dung trong %phuong phap Monte Carlo %symbol+duration la khoang thoi gian lay mau cua tin hieu %f_fmax La tan so Doppler lon nhat t=initial_time; %thoi gian bat dau quan sat kenh Channel_Length=length(channel_coefficients); % Chieu dai dap ung kenh h_vector=[]; %Vector mo hinh CIR for k=1:Channel_Length; u_k=u(k,:); %Mot bien ngau nhien cua k phi=2*pi*u_k; %tan so Doppler roi rac su dung trong Monte Carlo f_d=f_dmax*sin(2*pi*u_k); h_tem=channel_coefficients(k)*1/ (sqrt(number_of_summations))*sum(exp(j*phi).*exp(j*pi*f_d*t)); h_vector=[h_vector,h_tem]; end; h=h_vector; t_next=initial_time+symbol_duration; end Chương trình chính: %========================================================================== %Chuong trinh chinh mo phong phuong phap Monte Carlo %========================================================================== clear all; %Dat cac thong so NFFT=64; %Chieu dai FFT t_a=8.0000e-007; %Thoi gian lay mau tin hieu 1/t_a T_S=NFFT*t_a; %Thoi gian quan sat number_of_summations=40; f_dmax=0.0; %Tan so Doppler lon nhat channel_profile=[1.0000,0.8487,0.7663,0.7880,0.6658,0.6658,0.5174,0.0543,0.04 56]; %He so cong suat tre rho=channel_profile; N_P=length(rho); %Chieu dai dap ung kenh u=rand(N_P,number_of_summations); %Bien ngau nhien Hoàng Sỹ Tân – MSSV: 20083473 – Lớp ĐT3-K53
initial_time=1.1; %Thoi gian bat dau h=[]; %vector CIR H=[]; %vector CTF for i= 1:100; h_i=MCM_channel_model(u,initial_time,number_of_summations,T_S,f_dmax,rho); h_i_tem=[h_i,zeros(1,NFFT-N_P)]; H_i_tem=fft(h_i_tem); H_i=[H_i_tem(NFFT/2+1:NFFT),H_i_tem(1:NFFT/2)]; initial_time=initial_time+T_S; h=[h;h_i]; H=[H;H_i]; end; figure(2); mesh(abs(H)) xlabel('f in B=1.25MHz') ylabel('t in 1.024e-0.4s') zlabel('H(f,t)') title('f_{D,max}=0.0Hz') Lần lượt thay bằng 0.0Hz, 5.0Hz và 500.0Hz ta có kết quả mô phỏng: Đồ thị: Hoàng Sỹ Tân – MSSV: 20083473 – Lớp ĐT3-K53
Hoàng Sỹ Tân – MSSV: 20083473 – Lớp ĐT3-K53
Hoàng Sỹ Tân – MSSV: 20083473 – Lớp ĐT3-K53
Bài 2.2: So sánh hàm tự tương quang thời gian của kênh cho 2 trường hợp: %========================================================================== %chuong trinh uoc luong ham tu tuong tuong quan thoi gian cua kenh %========================================================================== clear all; NFFT=64; t_a=8.0000e-007; T_S=NFFT*t_a; number_of_summations=40; f_dmax1=90.0; f_dmax2=9.0; channel_profile=[1.0000,0.8487,0.7663,0.7880,0.6658,0.5644,0.5174,0.0543,0.04 65]; rho=channel_profile; N_P=length(rho); u=rand(N_P,number_of_summations); T_S=NFFT*t_a; NofSymbol=1000; t=0.1; H_sequence1=[]; H_sequence2=[]; Hoàng Sỹ Tân – MSSV: 20083473 – Lớp ĐT3-K53
for i=0:NofSymbol-1; [h1]=MCM_channel_model(u,t,number_of_summations,T_S,f_dmax1,rho); [h2]=MCM_channel_model(u,t,number_of_summations,T_S,f_dmax2,rho); h_extended1=[h1,zeros(1,NFFT-length(h1))]; h_extended2=[h2,zeros(1,NFFT-length(h2))]; H1=fft(h_extended1); H2=fft(h_extended2); H_f11=H1(3); H_f12=H2(3); H_sequence1=[H_sequence1,H_f11]; H_sequence2=[H_sequence2,H_f12]; t=t+T_S; end; time_autoc1=xcorr(H_sequence1,'coeff'); time_autoc2=xcorr(H_sequence2,'coeff'); tau1=-(NofSymbol-1)*T_S:T_S:(NofSymbol-1)*T_S; tau2=-(NofSymbol-1)*T_S:T_S:(NofSymbol-1)*T_S; plot(tau1,real(time_autoc1),'k.'); xlabel('\Delta t (s)'); ylabel('Tuong quan thoi gian R(\Delta t)'); hold on; plot(tau2,real(time_autoc2),'k.'); legend('f_{D,max}=9.0Hz','f_{D,max}=90.0Hz'); Đồ thị: Hoàng Sỹ Tân – MSSV: 20083473 – Lớp ĐT3-K53
Bài số 3: Mô phỏng hệ thống OFDM qua kênh vô tuyến Bài 3.1: mô phỏng hệ thống đa sóng mang tần trực giao (OFDM) sử dụng các thông số lấy từ chuẩn HyperLAN/2: Code hàm “OFDM_Modulator” function [y] = OFDM_Modulator(data,NFFT,G) chnr=length(data); N=NFFT; x=[data,zeros(1,NFFT-chnr)]; a=ifft(x);%fft y=[a(NFFT-G+1:NFFT),a];%chen khoang bao ve end Code hàm “OFDM_Demodulator” function [y] = OFDM_Demodulator(data,chnr,NFFT,G) %Chen khoang bao ve x_remove_gaurd_interval=[data(G+1:NFFT+G)]; x=fft(x_remove_gaurd_interval); y=x(1:chnr); end Code chương trình chính: %============================= %Chuong trinh chinh Hoàng Sỹ Tân – MSSV: 20083473 – Lớp ĐT3-K53
%============================ clear all; NFFT=64; %Chieu dai NFFT G=9; %Khoang bao ve M_ary=16; %Dang dieu che QAM t_a=50*10^(-9);%Thoi gian lay mau channel_profile=[1.0000,0.8487,0.7663,0.7880,0.6658,0.5644,0.5174,0.0543,0.04 65]; rho=channel_profile; h=sqrt(rho); N_P=length(rho); H=fft([h,zeros(1,NFFT-N_P)]); NofOFDMSymbol=100; %So ky tu cua OFDM length_data=(NofOFDMSymbol)*NFFT; %Chieu dai tong cong cua du lieu %Bits nguon source_data=randint(length_data,sqrt(M_ary)); %Bit de ma hoa symbols=bi2de(source_data); %Dieu che QAM trong dai tan co so QAM_Symbol=dmodce(symbols,1,1,'qam',M_ary); %Chuan bi lay mau du lieu Data_Pattern=[]; for i=0:NofOFDMSymbol-1; QAM_tem=[]; for n=1:NFFT; QAM_tem=[QAM_tem,QAM_Symbol(i*NFFT+n)]; end; Data_Pattern=[Data_Pattern;QAM_tem]; clear QAM_tem; end; ser=[];%Dat so ky tu bi loi la vector rong snr_min=0; snr_max=25; step=1; for snr=snr_min:step:snr_max; snr=snr-10*log10((NFFT-G)/NFFT); rs_frame=[];%Ma tran tin hieu nhan for i=0:NofOFDMSymbol-1; %Dieu che OFDM OFDM_signal_tem=OFDM_Modulator(Data_Pattern(i+1,:),NFFT,G); %Tin hieu nhan duoc qua kenh da duong duoc tao ra boi phep chap rs=conv(OFDM_signal_tem,h); %Nhieu duoc them vao rs=awgn(rs,snr,'measured','dB'); rs_frame=[rs_frame;rs]; clear OFDM_signal_tem; end; %------------------ %Nhan tin hieu %------------------ Receiver_Data=[];%Chuan bi ma tran de nhan ky tu d=[];%Ky tu giai ma data_symbol=[]; for i=1:NofOFDMSymbol; if(N_P>G+1)&(i>1) previous_symbol=rs_frame(i-1,:); ISI_term=previuos_symbol(NFFT+2*G+1:NFFT+G+N_P-1); Hoàng Sỹ Tân – MSSV: 20083473 – Lớp ĐT3-K53
ISI=[ISI_term,zeros(1,length(previuos_symbol)-length(ISI_term))]; rs_i=rs_frame(i,:)+ISI; else rs_i=rs_frame(i,:); end; %Giai ma OFDM Demodulated_signal_i=OFDM_Demodulator(rs_i,NFFT,NFFT,G); d=Demodulated_signal_i./H; demodulated_symbol_i=ddemodce(d,1,1,'QAM',M_ary); data_symbol=[data_symbol,demodulated_symbol_i]; end; data_symbol=data_symbol'; %Tinh toan ky tu loi [number,ratio]=symerr(symbols,data_symbol); ser=[ser,ratio]; end; snr=snr_min:step:snr_max; semilogy(snr,ser,'bo'); ylabel('SER'); xlabel('SNR in dB'); Kết quả mô phỏng: Hoàng Sỹ Tân – MSSV: 20083473 – Lớp ĐT3-K53
Bài 3.2: Thay G=0 (không có khoảng bảo vệ) và công suất trễ : channel_profile=[1.0000,0.6095,0.4945,0.3940,0.2371,0.1900,0.1159,0.0699,0.0462]; ta có đồ thị SER của hệ thống: Hoàng Sỹ Tân – MSSV: 20083473 – Lớp ĐT3-K53
Hoàng Sỹ Tân – MSSV: 20083473 – Lớp ĐT3-K53