TuyÓn tËp ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc HS-SV
M« pháng kªnh truyÒn dÉn AWGN
sö dông ®IÒu chÕ MQAM b»ng MatLab
1. Lêi giíi thiÖu
C«ng viÖc kho s¸t vµ tÝnh to¸n, thiÕt kÕ mét kªnh truyÒn dÉn sè nãi
chung vµ kªnh truyÒn dÉn AWGN sö dông ®iÒu chÕ MQAM nãi riªng ... trong
thùc tÕ gÆp phi rÊt nhiÒu khã kh¨n. VÝ dô nh: viÖc tÝnh to¸n c¸c th«ng sè,
®¹i lîng cña kªnh truyÒn phøc t¹p vµ ph¹m vi thay ®æi cña c¸c th«ng sè ®Ó
quan s¸t, thö nghiÖm rÊt h¹n chÕ ... h¬n n÷a chi phÝ cho c«ng viÖc nµy sÏ tèn
kÐm. Trong khi ®ã, viÖc kho s¸t kªnh truyÒn dÉn th«ng qua m¸y tÝnh l¹i dÔ
dµng h¬n, chi phÝ Ýt tèn kÐm vµ ®Æc biÖt cã kh n¨ng thay ®æi th«ng sè
®Çu vµo ®êng truyÒn mét c¸ch linh ho¹t. Do vËy, chóng t«i ®· x©y dùng nªn ch-
¬ng tr×nh nµy ®Ó ®¸p øng yªu cÇu ®ã.
2.C¬ së lý thuyÕt.
Ph¬ng ph¸p ®iÒu chÕ MQAM lµ ph¬ng ph¸p n©ng cao hiÖu qu cña mét
kªnh truyÒn mµ kh«ng cÇn t¨ng c«ng suÊt ph¸t hay t¨ng ®é réng b¨ng
th«ng.ViÖc ®iÒu chÕ hai thµnh phÇn ®ång pha vµ pha vu«ng gãc mét c¸ch ®éc
lËp víi nhau cho ta mét s¬ ®å ®iÒu chÕ míi gäi lµ ®iÒu chÕ biªn ®é vu«ng gãc
(hay cÇu ph¬ng) M tr¹ng th¸i (QAM, Quadrature Amplitude Modulation). Nh
vËy, trong s¬ ®å ®iÒu chÕ nµy sãng mang bÞ ®iÒu chÕ c¶ vÒ biªn ®é lÉn
pha.
Häc viÖn C«ng nghÖ BCVT
127
TuyÓn tËp ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc HS-SV
Chïm tÝn hiÖu M-QAM bao gåm mét m¹ng c¸c ®iÓm b¶n tin h×nh ch÷
nhËt .D¹ng tæng qu¸t cña M-QAM ®îc x¸c ®Þnh b»ng tÝn hiÖu ph¸t:
trong ®ã : Eo lµ n¨ng lîng cña tÝn hiÖu cã biªn ®é thÊp nhÊt.
(ai,bi) lµ cÆp sè nguyªn ®éc lËp ®îc chän tuú ý theo vÞ trÝ ®iÓm bn
tin.
D¹ng c¬ së cña chïm tÝn hiÖu M-QAM lµ d¹ng cña hai tÝn hiÖu ASK cã
L tr¹ng th¸i. Nh vËy, tÝn hiÖu Si(t) gåm hai thµnh phÇn sãng mang cã pha
vu«ng gãc ®îc ®iÒu chÕ bëi mét tËp tÝn hiÖu rêi r¹c cho nªn cã tªn lµ “ §iÒu
chÕ biªn ®é vu«ng gãc “.
Ph©n tÝch tÝn hiÖu Si(t) thµnh cÆp hai hµm c¬ së
To¹ ®é c¸c ®iÓm b¶n tin lµ :
Trong ®ã (ai ,bi) lµ phÇn tö cña mét ma trËn LxL :
Víi :
Häc viÖn C«ng nghÖ BCVT
128
)tf2cos(.a.
T
E2
)tf2sin(.b.
T
E2
)t(S ci
0
ci
0
iΠ+Π−=
ML =
0i
Ea
0i
Eb
)tf2cos(
T
E2
)t(
c
0
2
Π=Φ
)tf2sin(
T
E2
)t(
c
0
1
Π−=Φ
(ai,bi) =
(-L+1,L-1) (-L+3,L-1) … (L-1,L-1)
(-L+1,L-3) (-L+3,L-3) … (L-1,L-3)
… … … …
… … … …
(-L+1,-L+1) (-L+3,-L+1) … (L-1,-L+1)
TuyÓn tËp ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc HS-SV
Do vËy, tæng qu¸t mét tÝn hiÖu ®iÒu chÕ M-QAM cho phÐp truyÒn
M=L2 ký hiÖu ®éc lËp trªn cïng mét ®é réng b¨ng tÇn cña kªnh cÇn thiÕt cho
s¬ ®å ®iÒu chÕ ASK-M tr¹ng th¸i.
Ta xem xÐt s¬ ®å mét kªnh truyÒn tiªu biÓu :
n(t)
3. Lu ®å ch¬ng tr×nh.
4. Kh¸i qu¸t vÒ ch¬ng tr×nh MQAM Version 1.0
Ch¬ng tr×nh MQAM Version 1.0 lµ mét ch¬ng tr×nh m« pháng ®îc lËp
tr×nh b»ng ng«n ng÷ lËp tr×nh MatLab vµ ®ång thêi ®îc ch¹y trªn nÒn cña
Häc viÖn C«ng nghÖ BCVT
129
§iÒu
chÕ
M¸y thu
Ph©n
t¹p
TruyÒn
M«i tr êng
®iÒu
Kh«ng gian
VÐc t¬
§¸nh gi¸
chÊt lîng
M¸y ph¸t
M«
®êng
VÝ dô
®iÒu chÕ
Giíi
QAM
B¾t
M· ho¸
§iÒu
chÕ
M«i tr-
êng
Gii
®iÒu
chÕ
Gi
i
TÝn
HiÖ
u
TÝn
hiÖu
TuyÓn tËp ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc HS-SV
MatLab (tõ 5.0 trë lªn). Víi giao diÖn ®å ho¹ chuÈn ®¬n gin, tiÖn dông, gióp
cho ngêi sö dông cã thÓ dÔ dµng sö dông ch¬ng tr×nh nµy cho môc ®Ých cña
m×nh.
Môc ®Ých cña ch¬ng tr×nh MQAM Version 1.0 lµ m« pháng kªnh truyÒn
dÉn sö dông ®iÒu chÕ MQAM (Quadrature Amplitude Modulation ) díi sù t¸c
®éng cña t¹p ©m AWGN (Addivitive White Gaussian Noise) phôc vô cho c¸c bµi
thÝ nghiÖm. Do ®ã, chóng t«i ®· m« pháng mét kªnh truyÒn dÉn cã chøc n¨ng
t¬ng tù nh mét kªnh truyÒn dÉn Viba sè thùc vµ ®ång thêi m« t mét c¸ch chi
tiÕt c¸c thµnh phÇn cña kªnh truyÒn. Ch¬ng tr×nh gióp ngêi sö dông cã thÓ
h×nh dung, so s¸nh, thö nghiÖm c¸c th«ng sè quan träng trªn ®êng truyÒn nh
mËt ®é phæ c«ng suÊt t¹p ©m, n¨ng lîng truyÒn mçi bit t¹i m¸y ph¸t, x¸c suÊt
lçi ký hiÖu, tû sè lçi,... ®èi víi ph¬ng thøc ®iÒu chÕ nµy vµ so s¸nh sù u viÖt
cña nã so víi c¸c ph¬ng thøc ®iÒu chÕ kh¸c. Do nh÷ng ®iÒu kiÖn h¹n chÕ nªn
t¹i ®©y ta chØ xem xÐt ®Õn ®êng truyÒn ®èi víi ®iÒu chÕ 4-QAM vµ 16-QAM
mµ th«i.
Ph¬ng thøc ®iÒu chÕ biªn ®é vu«ng gãc lµ mét trong nh÷ng ph¬ng thøc
®iÒu chÕ c¬ b¶n ®îc sö dông réng r·i trong c¸c hÖ thèng truyÒn tin. Do vËy,
ch¬ng tr×nh còng lµ mét c«ng cô rÊt cã Ých cho nh÷ng ai cã nhu cÇu t×m hiÓu
vÒ QAM ®Ó cã ®îc nh÷ng hiÓu biÕt c¬ bn vÒ ph¬ng thøc ®iÒu chÕ nµy.
5. Néi dung ch¬ng tr×nh
1. Khëi ®éng ch¬ng tr×nh
•Tõ m«i trêng WINDOWS, khëi ®éng ch¬ng tr×nh Matlab.
•Chän ®êng dÉn tíi th môc chøa toµn bé ch¬ng tr×nh MQAM.
•§¸nh lÖnh MQAM ®Ó khëi ®éng.
2. Sö dông ch¬ng tr×nh
Häc viÖn C«ng nghÖ BCVT
130
TuyÓn tËp ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc HS-SV
Sau khi khëi ®éng trªn mµn h×nh xuÊt hiÖn cöa sæ giíi thiÖu ch¬ng tr×nh.
Giao diÖn lóc khëi ®éng ch¬ng tr×nh.
⇒ MQAM : Khëi ®éng ch¬ng tr×nh chÝnh.
⇒ M«i tr êng : Giíi thiÖu vÒ ®êng truyÒn sãng Viba trong kh«ng gian
thùc.
⇒ §¸nh gi¸ : cho ra ®å thÞ vÒ s¸c xuÊt lçi øng víi c¸c ph¬ng ph¸p
®iÒu chÕ kh¸c nhau.
⇒Trî gióp : Nh÷ng trî gióp ban ®Çu ®Ó sö dông tèt ch¬ng tr×nh.
⇒KÕt thóc : Tho¸t khái ch¬ng tr×nh.
6. KÕt luËn
Häc viÖn C«ng nghÖ BCVT
131