xzeropillot
New Member
Download miễn phí Đề tài Phương pháp điều chế CPhần mềm và chọn lựa các bộ thu tối ưu
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU CHẾ PHA LIÊN TỤC CPM, FSK PHA LIÊN TỤC 2
1.1 Điều chế 2
1.1.1 Điều chế tuyến tính 2
1.1.2 Điều chế phi tuyến 3
1.1.2.1 Điều chế FSK pha liên tục 3
1.1.2.2 Điều chế pha liên tục PCM 4
CHƯƠNG II: BỘ THU TỐI ƯU SỬ DỤNG CHO TÍN HIỆU ĐIỀU PHA LIÊN TỤC 9
2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 9
2.2 HƯỚNG GIẢI QUYẾT 9
2.3 GIỚI THIỆU BỘ THU TƯƠNG QUAN 9
2.4 GIỚI THIỆU BỘ XÁC ĐỊNH DÃY CỰC ĐẠI KHẢ NĂNG 11
2.4.1 Bộ xác định tối ưu 11
2.4.2 Xác định dãy cực đại khả năng với tín hiệu CPhần mềm 12
2.5 GIẢI ĐIỀU CHẾ VÀ XÁC ĐỊNH TỐI ƯU TÍN HIỆU CPhần mềm 13
2.5.1 Cấu trúc lưới tổng quát cho tín hiệu CPhần mềm 13
2.5.2 Độ đo 14
2.5.3 Tín hiệu CPhần mềm nhiều hệ số điều chế 16
CHƯƠNG III:XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG 17
3.1 MÔ TẢ MỘT SỐ MỨC NHIỄU TRONG KÊNH AWGN 17
3.2 MÔ PHỎNG BIỂU ĐỒ PHA CỦA TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ CPhần mềm 17
3.3 MÔ PHỎNG SO SÁNH ĐẶC TÍNH BER GIỮA LLR VÀ HARD DECISION 18
3.4 MÔ HÌNH MÔ PHỎNG SỬ DỤNG BỘ GIẢI MÃ VITERBI TRONG KÊNH AWGN VỚI KỸ THUẬT ĐỀU CHẾ BPSK 20
KẾT LUẬN 22
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
adrature Amplitude ModulationĐiều chế biên độ vuông góc
SNR - Signal to Noise Ratio
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu
MỞ ĐẦU
Điều chế pha liên tục là phương pháp điều chế dữ liệu được sử dụng phổ biến trong các modem vô tuyến (Wireless modem). Trong CPhần mềm pha của sóng mang được điều chế mang tính liên tục, dạng sóng có đường bao và công suất phát được phát không đổi. Vì vậy CPhần mềm rất hấp dẫn vì pha liên tục mang lại hiệu quả phổ cao và đường biên không đổi mang lại hiệu quả công suất rất tốt.
Điều chế pha liên tục CPhần mềm đạt hiệu quả cao cả về công suất và các điều kiện về tần số. Tuy nhiên, chúng lại rất khó triển khai trong thực tế với lý do chính khó chấp nhận đó là sự phức tạp của bộ thu.
Bộ thu tối ưu cho tín hiệu CPhần mềm yêu cầu chung là băng tần của các bộ lọc thích ứng. Vì vậy nó làm cho bộ thu quá phức tạp khi thực hiện. Đề tài giới thiệu cấu trúc bộ thu kết hợp cận tối ưu cho tín hiệu CPhần mềm tổng quát qua kênh truyền AWGN. Ở đó các bộ lọc thích ứng đã bị loại bỏ, bộ thu được đơn giản hóa thành cấu trúc các bộ thu tuyến tính. Nhưng cái giá phải trả là tăng tỷ số lấy mẫu và bộ giải mã Viterbi phải xử lý tín hiệu nhiều hơn.
Với ưu điểm vượt trội về phổ cũng như công suất trong điều chế CPhần mềm nhưng lại bị hạn chế vì sự phức tạp của bộ thu. Để dung hòa giữa hiệu quả và sự đơn giản của bộ thu áp dụng được trong thực tế thì phải thiết kế các bộ thu tối ưu cho tín hiệu CPM. Người thực hiện chọn đề tài này nhằm giới thiệu phương pháp điều chế CPhần mềm và chọn lựa các bộ thu tối ưu để có thể triển khai, cụ thể như sau:
Chương I : Tổng quan về điều chế pha liên tục CPM, FSK pha liên tục
Chương II : Bộ thu tối ưu sử dụng cho tín hiệu điều pha liên tục
Chương III : Xây dựng chương trình mô hình mô phỏng
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU CHẾ PHA LIÊN TỤC CPM, CPFSK
ĐIỀU CHẾ:
Có nhiều cách điều chế, có thể phân làm hai loại: điều chế tuyến tính và điều chế phi tuyến. Điều chế tuyến tính làm thay đổi biên độ sóng mang theo tín hiệu số vào. Điều chế phi tuyến không làm thay đổi biên độ mà làm thay đổi góc pha sóng mang.
Còn có thể phân loại điều chế theo 02 loại: không nhớ và có nhớ. Điều chế không nhớ biến đổi dãy tín hiệu {an} thành các tín hiệu {sm(t)} không bị ràng buộc bởi các tín hiệu đã tạo ra trước đó. Điều chế có nhớ biến đổi dãy tín hiệu {an} thành các tín hiệu phụ thuộc vào 1 hay nhiều tín hiệu đã tạo ra trước đó.
Bước đầu tiên trong kỹ thuật điều chế là lấy các khối k=log2M bits và chọn một trong các symbol M là In. Ở đây việc gán các bit và các symbol sử dụng mã hóa Gray. Các bit được truyền ở tốc độ Rb bit/s. Thời gian giữa hai bit là Tb=1/Rb, vì vậy thời gian giữa hai symbol là T=kTb. Bước thứ hai là tín hiệu liên tục chứa các symbol thông tin được tạo ra. Nói chung tín hiệu liên tục có thể được mô tả bởi một tập tọa độ trong một không gian tín hiệu được định nghĩa bởi các dạng sóng cơ bản.
Điều chế tuyến tính:
Trong điều chế tuyến tính, symbol In được nhận dạng bởi xung g(t) cho một trong m dạng sóng
(1.1)
Trong điều chế biên độ xung PAM (Pulse amplitude modulation), các symbol có giá trị thực và không gian tín hiệu là đơn hướng.
Trong điều chế biên độ vuông góc QAM (quadrature amplitude modulation), các symbol có giá trị phức và không gian tín hiệu là hai hướng.
Hình 1: Không gian tín hiệu PAM và QAM
Khi một dòng symbol được truyền đi, một dạng sóng được phát ra trong mỗi thời gian T giây và tín hiệu băng tần gốc là:
(1.2)
Sơ đồ tổng quát của điều chế tuyến tính như sau:
Hình 2: Sơ đồ điều chế tuyến tính
Điều chế phi tuyến:
Trong điều chế phi tuyến, trước tiên ta nghiên cứu về điều tần. Thông tin số được chứa trong tần số hay pha của tín hiệu băng tần gốc. Khi đó đường bao của tín hiệu băng tần gốc là không đổi. Trước hết chúng ta mô tả về điều chế khóa dịch tần FSK (frequency shift keying) là một kiểu điều chế không có nhớ, và sau đó sẽ mô tả về điều chế có nhớ là điều pha liên tục CPhần mềm (continuous phase modulation).
1.1.2.1 Điều chế FSK pha liên tục:
Một tín hiệu FSK được tạo bằng cách dịch sóng mang một lượng để ánh xạ thông tin số được truyền. Việc chuyển từ tần số này sang tần số khác được thực hiện bằng cách lấy M=2k bộ dao động cộng hưởng với các tần số mong muốn và chọn một trong M tần số tương ứng với symbol k-bit được truyền trong một khoảng tín hiệu là T=k/R giây. Phương pháp này cần một băng tần lớn để truyền tín hiệu.
Để tránh sử dụng các tín hiệu có búp phổ bên lớn, sóng mang được điều chế ở 1 tần số và tần số này biến đổi 1 cách liên tục. Tín hiệu điều chế có pha biến đổi 1 cách liên tục và được gọi là FSK pha liên tục (CPFSK).
Để biểu diễn tín hiệu CPFSK ta bắt đầu với tín hiệu PAM
(1.3)
{In} ký hiệu dãy giá trị của biên độ khi biến đổi các khối k-bit nhị phân từ dãy thông tin {an} thánh các mức tín hiệu và g(t) xung chữ nhật có biên độ 1/2 với độ rộng T giây. Tín hiệu d(t) được sử dụng để điều chế tần số sóng mang. Tín hiệu tần số thấp tương đương v(t) được biểu diễn:
(1.4)
fd là độ lệch tần đỉnh và là pha ban đầu của sóng mang.
Tín hiệu được điều chế tương ứng với (1.4) có thể biểu diễn:
(1.5)
Trong đó thể hiện pha thay đổi theo thời gian của sóng mang, được định nghĩa là
(1.6)
Mặc dù d(t) chứa thành phần không liên tục nhưng tích phân của d(t) thì liên tục. Vì thế chúng ta có tín hiệu pha liên tục. Pha của sóng mang trong khoảng được xác định bởi tích phân (1.6). Vì vậy
(1.7)
Trong đó h, và q(t) được định nghĩa
(1.8)
(1.9)
(1.10)
biểu thị tính chất nhớ của tất cả các tín hiệu đén thời điểm (n-1)T;
Tham số h được gọi là hệ số điều chế.
1.1.2.2 Điều chế pha liên tục CPM:
Trong điều chế CPhần mềm pha sóng mang Ø(t,I) có dạng tổng quát là
(1.11)
,
{hk} gọi là dãy các chỉ số điều chế,
q(t) là một tín hiệu chuẩn hóa nào đó, được biểu diễn tổng quát:
(1.12)
Dạng của g(t) xác định độ phẳng của pha mang thông tin được truyền. Dạng của một số xung thường dùng được liệt kê ở bảng 1-1. Trong hầu hết các trường hợp xung g(t) có độ dài hữu hạn và bằng 0 ở ngoài khoảng 0 ≤ t ≤ LT. L là chiều dài của xung (đơn vị T).
Bảng 1: Xung sử dụng trong CPM.
Bằng cách chọn các xung g(t) khác nhau và thay đổi tham số h và M, ta có được rất nhiều sơ đồ CPM. Kiểu điều chế được sử dụng nhiều là MSK (Minimum Shift Keying) có thể xem là một trường hợp đặc biệt của CPhần mềm khi chọn xung chữ nhật có chiều dài L=1, dùng dữ liệu nhị phân (M=2) với h=1/2.
Việc chọn dạng xung có liên quan chặt chẽ đến đặc tính phổ của tín hiệu s(t). Các xung dạng RCOS (raised cosine) hay gaussian cho tần số phẳng hơn xung chữ nhật và kết quả là cho phổ công suất tập trung hơn (hình 1.7).
Hình 3
hổ công suất của điều chế CPhần mềm (h=0.5).Theo công thức (1.11), pha của tín hiệu s(t) giữa nT và (n+1)T phụ thuộc vào tất cả các symbol I0, I1, …, In. Với xung g(t) có chiều dài L (g(t) bằng 0 ở phía ngoài của đoạn LT), thì phương trình (1.11) có thể viết lại:
(1.13)
Bây giờ h là hữu tỷ h=m/p, tham s...