Luận văn Khảo sát tín hiệu điều chế dùng Matlab

ốc độ bit), Mật độ phổ chỉ chứa các thành 
phần liên tục mang thông tin. Một ưu điểm khác của MSK so với FSK khi độ 
di tần bằng một đơn vị, độ rộng băng sẽ nhỏ hơn với cùng tốc độ bit, đặc biệt 
với FM tốc độ bit nhị phân kép. 
Hình 3-4 cho ta thấy: Đối với MSK, hầu hết năng lượng tín hiệu được 
chứa trong miền tần số hẹp bằng 1,5 lần tốc độ bit và đường viền của phổ có 
độ dốc trung bình là 12 dB/octa. Trong trường hợp FM nhị phân kép, độ rộng 
băng sau khi điều chế được bộ lọc cosin tăng giới hạn đến điểm 0 của tín 
hiệu nhị phân FSK. Nhưng, tạp âm xuyên ký hiệu có thể lấy một dạng như 
thế mà việc tách tín hiệu có thể được như tín hiệu ngẫu nhiên bậc 3. 
Một ưu điểm khác của MFK là sóng mang được tín hiệu digital ngẫu 
nhiên điều chế, có hình bao liên tục, nên klhông phải tính đến việc chuyển 
đổi AM/PM làm biến dạng phổ. Vì những tính chất đó, MSK ứng dụng rất 
đắc lực đối với hệ thống phi tuyến tính và công suất hạn chế như các hệ 
thống thông tin vệ tinh. 
Hai kỹ thuật chung để điều chế và giải điều chế MSK đã được mở ra. 
Những phương pháp này đều dựa vào phương pháp song song và nối tiếp. 
Ccả hai tương đương hoàn toàn về chiếm độ rộng băng và đặc tính xác suất 
lỗi. 
Phương pháp song song là thực chất là phương pháp ghép cầu phương 
những luồng số liệu dạng xung nữa hình sin sắp xếp trong một chu kỳ nữa ký 
hiệu của sóng mang như hình 3-4a. thực hiện những modem dùng phương án 
này trong thực tế cần phải cân bằng chặt chẽ và đồng bộ các tín hiệu số liệu 
kênh đồng pha và cầu phương trêb những sóng mang đã tự cân bằng và pha 
của chúng đều cầu phương. Tương tự ở máy thu duy trì và cân bằng chặt chẽ 
cầu phương pha, cần thiết để cực tiểu hóa độ méo và xuyên âm. 
Với phương án nối tiếp, tín hiệu được tạo ra từ tín hiệu hai pha bằng 
cách lọc qua một bộ lọc chuyển đổi đã thiết kế phù hợp. Nên vấn đề cân 
bằng và di trùy sóng mang cầu phương pha ở phương án song song được thay 
thế bằng nhiệm vụ xây dựng một bộ lọc chuyển đổi với đặc tuyến sin kết 
hợp. Bộ giải điều chế gồm một bộ lọc phối hợp với phổ tín hiệu phát, tiếp 
theo là giải điều chế kết hợp và tách bit. Thực hiện bộ giải điều chế nối tiếp 
yêu cầu sự tổng hợp của bộ lọc thông băng phối hợp chặt chẽ với tín hiệu 
MSK để đảm bảo chất lượng gần đến lý tưởng. Các tín hiệu MSK cũng như 
PSK, có thể được tách sóng kết hợp hoặc vi sai. Tách sóng vi sai là kỹ thuật 
điều chế hấp daẫn trong truyền dẫn phương thức “burst” như các hệ thống 
ghép kênh chia theo thời gian (TDMA) vì cấu tạo mạch đơn giản và không 
cần khôi phục sóng mang. Phương thức này sử dụng tách sóng không kết hợp 
như trong hình 3-2. Các tín hiệu MSK có đặc tính không kết hợp, pha tuyệt 
đối ở hai thời điểm bất kỳ đều lệ thuộc và là một hàm của số liệu được 
truyền giữa hai thời điểm đó. Ký hiệu được tách ra từ sự kết hợp về pha của 
hai khoảng tín hiệu kè nhau là số liệu được truyền đi trong điều kiện không 
có tạp âm. Tương tự, hai ký hiệu được tách từ sự lệch pha của hai khoảng tín 
hiệu thay đổi dấu có thể xem như kiểm tra tổng chẳn lẽ của hai phần tử số 
liệu được truyền kế tiếp nhau. Tính chất tỷ lệ loại có thể được thể hiện nhờ 
bộ giải mã với mã sửa sai gồm có số liệu và bit chẳn lẽ. 
• Xác suất lỗi của MSK kết hợp. 
Xác suất lỗi MSK kết hợp cũng giống như điều chế khóa dịch pha đối 
với cực kết hợp PSK như đã cho trong phương trình 2.9 ở những nơi chuẩn thu 
đồng pha chính xác với phát, φ = 0 và Pe ở phưong trình 2.9 giảm xuống như 
phương trình 2.8. Hình 1-5 là đồ thị của PeMSK kết hợp mang ký hiệu BPSK, và 
hình 3-2 là đồthị minh họa đường cong như mang ký hiệu MSK kết hợp. 
2
1
2
b
cos.
N
C.
r
Werfc
2
1
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ φPeMSK kết hợp = (3.16) 
• Xác suất lỗi của MSK tách sónh kết hợp hoặc vi sai 
Cũng giống như không kết hợp hoặc DPSK, và được minh họa trên 
hình 1-5 theo C/N như DPSK. 
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ −
br
W
.
N
C
e
2
1PeMSK vi sai = (3.17) 
• Dạng phổ của hệ thống MSK 
Yêu cầu đòi hỏi tăng lên đối với tốc độ bit cao hơn, nên độ rộng băng 
hiệu dụng của hệ thống vi ba số vẫn đang được ngiên cứu phát triển một số 
nghiên cứu như thế đã thực hiện là các phương thức điều chế MSK khác 
nhau nhằm để đạt được một phổ tín hiệu dày đặc. Quá trình liên quan chặt 
chẽ đến dạng phổ của xung số liệu vào, điều chế tần số hình sin digital 
(SFSK) và điều chế dịch cực tiểu biên độ nhiều mức (MAMSK). SFSK có 
đặc tính công suất ngoài băng cực kỳ nhỏ. SFSk cũng được nghiên cức chú ý 
đến tác động của xuyên âm và đượcxem là phương thức điều chế khá tốt với 
gọn nhiều tín hiệu rong một giải băng hạn chế khi các tín hiệu không được 
đồng bộ theo địng thời gian bit. Một số ứng dụng yêu cầu các tín hiệu được 
gói gọn sít sao về tần số khi không có chuẩn pha tuyệt đối có sẵng ở máy thu 
(thu không kết hợp). Những ứng dụng như cậy đã nghiên cức có kết quả 
trong việc giải quyết xuyên âm của phương án so sánh pha của FSFK, được 
gọi là FSFK so sánh pha (PC SFSK). Kết quả cho ta thấy rằng PCFSFK cho 
phép gọi sít sao hơn những tín hiệu không đồng bộ so với DQPSK. Xác suất 
lỗi cũng được chứng minh là tốt hơn một ít so với DQPSK khi dB5
N
C > , và sẽ 
hơi kém hơn dB5
N
C < . 
Sự cái biến khác đối với đường biên phổ sơ đồ MSK là phổ cũng được 
tạo ra do khóa dịch tần hình sin kép (DPFSK) với đuôi của phổ có độ dốc 
trung bình là 36dB/octa vượt qua f = 4,75/T thay vì 24dB/octa đối với SFSK. 
VI. Ví dụ minh họa: 
1. Cho một chuỗi bit nhị phân với 5 bit đầu tiên b = [ 1 0 0 1 0 ]. Dữ liệu bit 
nhị phân có tốc độ bit bằng 1Kbps và biên độ đỉnh-đỉnh của dạng sóng điều 
chế là 1V. 
a. Mô phỏng dạng tín hiệu FSK với 500 mẫu đầu tiên đại diện cho 
chuỗi nhị phân b với tần số sóng mang là 8Khz. Biết tín hiệu phát 
sinh từ chuỗi nhị phân b là: POLAR_NRZ 
b. Mô phỏng mật độ phổ công suất của tín hiệu điều chế ,biết phạm 
vi tần số điều chế là[ 0, 20Khz]. 
Giải: 
a. Mô phỏng dạng tín hiệu điều chế: 
t=[1:500]; 
b=[1 0 0 1 0 binary(5)]; 
xp=wave_gen(b,'polar_nrz'); 
sf=vco(xp); 
subplot(211), waveplot(xp(t)) 
subplot(212), waveplot(sf(t)) 
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
x 10
-3
-2
-1
0
1
2
Time [sec]
V
0 1 2 3 4 5
x 10
-3
-1
0
1
Time [sec]
V
b. Mô phỏng mật độ phổ của tín hiệu điều chế: 
start 
t=[1:500]; 
b=[1 0 0 1 0 binary(5)]; 
xp=wave_gen(b,'polar_nrz'); 
sf=vco(xp); 
clf 
f=[0,20000]; 
subplot(211),psd(xp,f) 
subplot(212),psd(sf,f) 
0 5 10 15 20 25
10
-10
10
-5
10
0 PSD Function
Frequency [kHz]
Po
we
r [
W
]
0 5 10 15 20 25
10
-10
10
-5
10
0 PSD Function
Po
we
r [
W
]
Frequency [kHz]
 2. Cho một chuỗi bit nhị phân với 5 bit đầu tiên b = [ 0 1 0 1 0 ]. Dữ 
liệu bit nhị phân có tốc độ bit bằng 1Kbps và biên độ đỉnh-đỉnh của dạng 
sóng điều chế là 1V. 
a. Mô phỏng dạng tín hiệu FSK với 400 mẫu đầu tiên đại diện cho 
chuỗi nhị phân b với tần số sóng mang là 6Khz. Biết tín hiệu phát 
sinh từ chuỗi nhị phân b là: BIPOLAR_NRZ 
b. Mô phỏng mật độ phổ công suất của tín hiệu điều chế ,biết phạm 
vi tần số điều chế là[ 0, 10Khz]. 
Giải: 
a. Mô phỏng dạng tín hiệu điều chế: 
start 
t=[1:400]; 
b=[0 1 0 1 0 binary(5)]; 
xp=wave_gen(b,'bipolar_nrz'); 
sf=vco(xp); 
subplot(211), waveplot(xp(t)) 
subplot(212), waveplot(sf(t)) 
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
x 10
-3
-2
-1
0
1
2
Time [sec]
V
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
x 10
-3
-1
0
1
Time [sec]
V
b.Mô phỏng mật độ phổ công suất của tín hiệu điều chế: 
start 
t=[1:400]; 
b=[0 1 0 1 0 binary(5)]; 
xp=wave_gen(b,'bipolar_nrz'); 
sf=vco(xp); 
clf 
f=[0,10000]; 
subplot(211),psd(xp,f) 
subplot(212),psd(sf,f) 
0 2 4 6 8 10
10
-10
10
-5
10
0 PSD Function
Frequency [kHz]
Po
we
r [
W
]
0 2 4 6 8 10
10
-10
10
-5
10
0 PSD Function
Frequency [kHz]
Po
we
r [
W
]
3. Cho một chuỗi bit nhị phân với 5 bit đầu tiên b = [ 1 1 0 0 1 ]. Dữ liệu bit 
nhị phân có tốc độ bit bằng 1Kbps và biên độ đỉnh-đỉnh của dạng sóng điều 
chế là 1V. 
a. Mô phỏng dạng tín hiệu FSK với 600 mẫu đầu tiên đại diện cho 
chuỗi nhị phân b với tần số sóng mang là 6Khz. Biết tín hiệu phát 
sinh từ chuỗi nhị phân b là: MANCHESTER 
b. Mô phỏng mật độ phổ công suất của tín hiệu điều chế ,biết phạm 
vi tần số điều chế là[ 0, 15Khz]. 
Giải: 
a. Mô phỏng dạng tín hiệu điều chế: 
start 
t=[1:600]; 
b=[1 1 0 0 1 binary(5)]; 
xp=wave_gen(b,'bipolar_nrz'); 
sf=vco(xp); 
subplot(211), waveplot(xp(t)) 
subplot(212), waveplot(sf(t)) 
1 2 3 4 5 6
x 10
-3
-2
-1
0
1
2
Time [sec]
V
0 1 2 3 4 5 6
x 10
-3
-1
0
1
Time [sec]
V
b. Mô phỏng mật độ phổ công suất của tín hiệu: 
start 
t=[1:600]; 
b=[1 0 0 1 0 binary(5)]; 
xp=wave_gen(b,'manchester'); 
sf=vco(xp); 
clf 
f=[0,15000]; 
subplot(211),psd(xp,f) 
subplot(212),psd(sf,f) 
0 2 4 6 8 10 12 14 16
10
-20
10
-10
10
0 PSD Function
Frequency [kHz]
Po
we
r [
W
]
0 2 4 6 8 10 12 14 16
10
-10
10
-5
10
0 PSD Function
Frequency [kHz]
Po
we
r [
W
]