<< Chapter < Page Chapter >> Page >
Đây là giáo trình về mô hình hệ thống viễn thông

Mục tiêu

Bài thí nghiệm này tìm hiểu phương pháp mô hình hóa một hệ thống thông tin đơn giản như hình 4.1:

***SORRY, THIS MEDIA TYPE IS NOT SUPPORTED.***

Hình 4.1 - Một mô hình truyền tin tiêu biểu

Chúng ta sẽ xử lý tín hiệu nguồn (mã hóa, kiểm soát lỗi, điều chế) và truyền qua một kênh truyền có nhiễu sau đó khôi phục tín hiệu nhận được (giải điều chế, giải mã) và xác định xác suất lỗi tín hiệu.

Tham khảo

[1].The Mathworks Inc., Matlab User’s Guide – Communications Toolbox, 2003.

[2].Nguyễn Hữu Tình - Lê Tấn Hùng - Phạm Thị Ngọc Yến - Nguyễn Thị Lan Hương, Cơ sở Matlab&ứng dụng, NXB KH và Kỹ thuật, 1999.

[3]. (External Link)

Thực hành

Để có thể thực tập tốt bài thí nghiệm, sinh viên cần có kiến thức về Xử lý số tín hiệu (Digital Signal Processing), Truyền dữ liệu (Data transmittion) và Cơ sở Viễn thông. Do đó, bài thí nghiệm này không bắt buộc đối với sinh viên chuyên ngành Tin học (nếu có) và sinh viên Điện tử hướng ĐKTĐ. Trong trường hợp đó, sinh viên có thể chọn bài 5 hoặc bài 7 để thực tập.

Xây dựng mô hình hệ thống thông tin nói chung là một việc rất lớn, với nhiều vấn đề cần giải quyết. Do đó trong phạm vi bài thí nghiệm này chúng ta chỉ có thể khảo sát một số khâu trong tổng thể của một hệ thống truyền thông.

Hệ thống thông tin liên tục (analog communications)

Trong phần này chúng ta sẽ tìm hiểu các phương pháp điều chế và giải điều chế tín hiệu liên tục (Analog Modulation and Demodulation).

Điều chế biên độ sóng mang bị nén hai băng cạnh (Double-Sideband Suppressed Carrier Amplitude Modulation – DSB-SC): Phương pháp điều chế này dựa theo công thức sau:

y(t) = m(t)cos(2fct+c)

Trong đó: m(t) là tín hiệu hạ tần (thông tin) dùng để điều chế sóng mang tần số cao c(t) = cos(2fct+c) để thu được tín hiệu điều chế y(t).

***SORRY, THIS MEDIA TYPE IS NOT SUPPORTED.***

Hình 4.2 – Nguyên tắc điều chế biên độ

Ta có thể thực hiện phương pháp điều chế này trong Matlab như sau (sinh viên nên ghi trong file .m để thuận tiện cho việc sử dụng lại ở các câu sau):

>>Fc=10;% tần số sóng mang [Hz]

>>Fs=60;% tần số lấy mẫu để mô phỏng

>>Fm=1; % tần số tín hiệu hạ tần

>>t=[0:1/Fs:3];% time window

>>c=cos(2*pi*Fc*t);% tín hiệu sóng mang

>>m=sin(2*pi*Fm*t);% tin hiệu hạ tần 1Hz

>>subplot(311), plot(t,m)% vẽ tín hiệu hạ tần

>>subplot(312), plot(t,c)% vẽ sóng mang

>>y=m.*c;% điều chế

>>subplot(312), plot(t,y)% vẽ tín hiệu điều chế

>>z=abs(fft(y));% phổ tín hiệu điều chế

>>z=z(1:length(z)/2+1);% lấy 1/2

>>frq=[0:length(z)-1]*Fs/length(z)/2;% frequency window

>>figure% new figure

>>plot(frq,z);% vẽ phổ

 Sinh viên hãy quan sát phổ tín hiệu điều chế, và hãy so sánh với tần số sóng mang.

 Thử dùng hàm amod của Communications toolbox thực hiện công việc trên.

>>help amod

>>Y=amod(m, Fc, Fs, 'amdsb-sc');% điều chế

>>subplot(313),plot(t,Y)

Hình 4.3 – Tín hiệu điều chế biên độ

 Tương tự như trên, sinh viên hãy thực hiện điều chế biên độ sóng mang bị nén đơn băng cạnh (Single-Sideband Suppressed Carrier Amplitude Modu-lation – SSB-SC). So sánh với phương pháp điều chế biên độ DSB-SC.

Giải điều chế biên độ: Có nhiều phương pháp giải điều chế biên độ. Ở đây ta xét phương pháp giải điều chế đồng bộ (Synchronous Demodulation), áp dụng cho phương pháp điều chế biên độ với sóng mang bị nén SC (Suppressed Carrier) và phương pháp điều chế biên độ với sóng mang được truyền TC (Transmission Carrier), theo mô hình sau:

***SORRY, THIS MEDIA TYPE IS NOT SUPPORTED.***

Hình 4.4 – Nguyên tắc giải điều chế biên độ

Thực hiện giải điều chế như sau (phải đảm bảo rằng tín hiệu điều chế y còn trong WorkSpace của Matlab):

>>y_mix=y.*c;                              % trộn tín hiệu điều chế với sóng mang

>>[num,den]=butter(3, (Fc/2)/(Fs/2));  % low-pass filter tần số cắt Fc/2

>>m_r=filter(num,den,y_mix);              % cho tín hiệu đã trộn qua bộ lọc

>>close all%

>>plot(t,m)% vẽ tín hiệu hạ tần ban đầu

>>hold on%

>>plot(t,m_r,'r')% vẽ tín hiệu hạ tần vừa hồi phục

 Giải thích vì sao ta dùng bộ lọc thông thấp với tần số cắt Fc/2.

 Sinh viên hãy quan sát và so sánh sự khác biệt giữa tín hiệu giải điều chế và tín hiệu hạ tần ban đầu. Giải thích.

 Thử dùng hàm ademod của Communications toolbox để giải điều chế:

>>help ademod

>>M_R=ademod(y,Fc,Fs,'amdsb-sc');% giải điều chế

>>plot(t,M_R,'g')

Hệ thống thông tin rời rạc (digital communications)

Trong phần này, chúng ta sẽ thực hiện mô hình một hệ thống truyền thông rời rạc như sơ đồ sau:

***SORRY, THIS MEDIA TYPE IS NOT SUPPORTED.***

Hình 4.5 – Mô hình một hệ thống truyền tin rời rạc

Sinh viên cần đọc phần help của từng lệnh hiểu và biết cách sử dụng.

Tạo tín hiệu nguồn:

>>clear

>>close all

>>K=11;% chiều dài từ tin (message length)

>>msg=randint(K*2,1);% tạo tín hiệu nguồn (digital message)

>>subplot(411),stem(msg,’.’)% vẽ tín hiệu nguồn

>>ylabel(‘digital message’)

Mã hóa BCH:

>>N=15;%chiều dài từ mã (codeword length)

>>code = encode(msg,N,K,'bch');%mã hóa BCH

>>subplot(412), stem(code,’.’)

>>ylabel(‘BCH’)

Điều chế QASK: Sử dụng bộ điều chế số M-QASK với M=16 (sinh viên cần xem lại lý thuyết về bộ điều chế này)

>>M=16;% multiple number

>>Fd=1;% tốc độ nguồn tin

>>Fc=10;% tần số sóng mang

>>Fs=30;% tần số lấy mẫu

>>modu = dmod(code,Fc,Fd,Fs,'qask',M);% điều chế M-QASK

>>subplot(413),plot(modu)% vẽ tín hiệu điều chế

>>ylabel(‘QASK’)

Kênh truyền có nhiễu: Tín hiệu sau khi điều chế được truyền trên kênh truyền có nhiễu trắng Gaussian công suất 0.1W.

>>std_value=0.1;% cong suat nhieu

>>modu_noise = modu+randn(length(modu),1)std_value; % add noise

Giải điều chế QASK:

>>demo = ddemod(modu_noise,Fc,Fd,Fs,'qask', M);% giải điều chế

Giải mã BCH:

>>msg_r = decode(demo,N,K,'bch');% tín hiệu thu

>>subplot(414), stem(msg_r,’.’)% vẽ tín hiệu số thu được

>>ylabel(‘received message’)

Hình 4.6 – So sánh tín hiệu truyền/nhận

Xác định lỗi:

>>rate=biterr(msg,msg_r,M)

Sinh viên hãy dùng hàm channel của Communications toolbox để mô hình hóa kênh truyền ở bước . Lặp lại các quá trình giải điều chế và giải mã, so sánh kết quả (lưu ý: băng thông của kênh truyền phải đủ lớn).

Tự chọn

Thực hiện điều chế và giải điều chế tần số FM với Fm, Fc, Fs ở câu III.1..

Thực hiện mô hình Digital Communications như hình sau:

Questions & Answers

what is the stm
Brian Reply
is there industrial application of fullrenes. What is the method to prepare fullrene on large scale.?
Rafiq
industrial application...? mmm I think on the medical side as drug carrier, but you should go deeper on your research, I may be wrong
Damian
How we are making nano material?
LITNING Reply
what is a peer
LITNING Reply
What is meant by 'nano scale'?
LITNING Reply
What is STMs full form?
LITNING
scanning tunneling microscope
Sahil
how nano science is used for hydrophobicity
Santosh
Do u think that Graphene and Fullrene fiber can be used to make Air Plane body structure the lightest and strongest. Rafiq
Rafiq
what is differents between GO and RGO?
Mahi
what is simplest way to understand the applications of nano robots used to detect the cancer affected cell of human body.? How this robot is carried to required site of body cell.? what will be the carrier material and how can be detected that correct delivery of drug is done Rafiq
Rafiq
what is Nano technology ?
Bob Reply
write examples of Nano molecule?
Bob
The nanotechnology is as new science, to scale nanometric
brayan
nanotechnology is the study, desing, synthesis, manipulation and application of materials and functional systems through control of matter at nanoscale
Damian
Is there any normative that regulates the use of silver nanoparticles?
Damian Reply
what king of growth are you checking .?
Renato
What fields keep nano created devices from performing or assimulating ? Magnetic fields ? Are do they assimilate ?
Stoney Reply
why we need to study biomolecules, molecular biology in nanotechnology?
Adin Reply
?
Kyle
yes I'm doing my masters in nanotechnology, we are being studying all these domains as well..
Adin
why?
Adin
what school?
Kyle
biomolecules are e building blocks of every organics and inorganic materials.
Joe
anyone know any internet site where one can find nanotechnology papers?
Damian Reply
research.net
kanaga
sciencedirect big data base
Ernesto
Introduction about quantum dots in nanotechnology
Praveena Reply
what does nano mean?
Anassong Reply
nano basically means 10^(-9). nanometer is a unit to measure length.
Bharti
do you think it's worthwhile in the long term to study the effects and possibilities of nanotechnology on viral treatment?
Damian Reply
absolutely yes
Daniel
how to know photocatalytic properties of tio2 nanoparticles...what to do now
Akash Reply
it is a goid question and i want to know the answer as well
Maciej
characteristics of micro business
Abigail
for teaching engĺish at school how nano technology help us
Anassong
How can I make nanorobot?
Lily
Do somebody tell me a best nano engineering book for beginners?
s. Reply
there is no specific books for beginners but there is book called principle of nanotechnology
NANO
how can I make nanorobot?
Lily
what is fullerene does it is used to make bukky balls
Devang Reply
are you nano engineer ?
s.
fullerene is a bucky ball aka Carbon 60 molecule. It was name by the architect Fuller. He design the geodesic dome. it resembles a soccer ball.
Tarell
what is the actual application of fullerenes nowadays?
Damian
That is a great question Damian. best way to answer that question is to Google it. there are hundreds of applications for buck minister fullerenes, from medical to aerospace. you can also find plenty of research papers that will give you great detail on the potential applications of fullerenes.
Tarell
Got questions? Join the online conversation and get instant answers!
Jobilize.com Reply

Get the best Algebra and trigonometry course in your pocket!





Source:  OpenStax, Thí nghiệm cad (computer-aided design). OpenStax CNX. Jul 29, 2009 Download for free at http://cnx.org/content/col10797/1.1
Google Play and the Google Play logo are trademarks of Google Inc.

Notification Switch

Would you like to follow the 'Thí nghiệm cad (computer-aided design)' conversation and receive update notifications?

Ask