Tài liệu Báo cáo mô phỏng bpsk và cdma sử dụng matlab

Nhóm thực hiêện: Huỳnh Trí Mẫn Huỳnh Thái Anh Tuấn Trần Công Hiếu BÁO CÁO MÔ PHỎNG BPSK VÀ CDMA SỬ DỤNG MATLAB 1. Mô phỏng BPSK Hình vẽ 1.1 mô tả một sơ đồ mô phỏng đơn giản trên kênh AWGN( có nhiễu trắng và nhiễu Gausses ) sử dụng điều chế BPSK. Hình 1.1: Sơ đồ mô phỏng truyền dẫn BPSK Tại máy phát dữ liệu phát bk ∈ {0, 1} được tạo ra từ một nguồn gián đoạn không không nhớ (DMS:Discrete Memoryless Source). Trong Matlab chuỗi dữ liệu phát bk có thể được tạo nhờ sử dụng hàm có sẵn rand hoặc randn như sau: bk = rand(1, N) > 0.5 hoặc bk = randn(1, N) > 0 Trong đó N là số mẫu cần tạo. Chuỗi dữ liệu bk sau đó được điều chế BPSK. Phép điều chế BPSK ở đây có thể coi tương đương với phép ánh xạ  S k  √ E s nếu b k 0 −√ Es nếu b k 1 tạo nên chuỗi dấu phát  S k ∈  √ E S ,−√ E S   Trong trường hợp  S k ∈ 1 ,−1 điều chế BPSK thì ES =Eb= 1 nên Do đó phép ánh xạ bk → sk trong điều chế BPSK có được thực hiện bằng Matlab như sau: Sk = 1 - 2 ∈ bk Các dấu phát Sk truyền qua kênh truyền và chịu ảnh hưởng của tạp âm AWGN. Do ảnh hưởng của AWGN, tín hiệu thu yk là xếp chồng (cộng) của các dấu phát S k và các dấu tạp âm nk, tức là: yk = sk + nk (1.2) trong đó nk là các dấu tạp âm AWGN phức có dạng nk = nI,k + jnQ,k (1.3) trong đó nI,k và nQ,k tương ứng là thành phần đồng pha và vuông pha của tạp âm. Do phương sai của các thành phần σn 2I = σn 2Q = σn 2 = N0/2, trong đó N0/2 là mật độ phổ công suất tạp âm. Như vậy, phương sai của tạp âm nk trở thành 2σ2n = N0. Để tạo được tạp âm nk với phương sai 2σn 2 chúng ta có thể sử dụng hàm randn có sẵn trong Matlab để tạo ra chuỗi các dấu tạp âm có phân bố chuẩn chính tắc, rồi nhân với độ lêch chuẩn của tạp âm σn như sau: nk = sigma ∈ (randn(1, N) + j ∈ randn(1, Ns)) (1.4) Để tạo ra tạp âm có năng lượng thỏa mãn tỉ số ( Eb/N0)req cho trước chúng ta đặt độ lệch chuẩn Tức là sigma=sqrt(Eb/(2∗EbNo)) nk=sigma∗(randn(1,N)+j∗randn(1,Ns)) Tại máy thu, do tín hiệu điều chế BPSK chỉ chứa thành phần đồng pha (phần thực), nên để tách tín hiệu phátsk từ tín hiệu thu đượcyk,máythu thực hiện tách lấy phần thực trước, sau đó thực hiện tách tín hiệu sử dụng phương pháp tách sóng Likelihood Detection). hợp lẽ tối ưu (MLD:Maximum Cụ thể, máy thu thực hiện phép so sánh và quyết định sau if yk≥0→ˆ sk=+1 (1.6) elseif yk<0→ˆ sk=−1 (1.7) Phép so sánh này được thực hiện trong Matlab nhờ sử dụng hàm sign(yk). Tínhiệutáchđượcˆ sk sau đó được so sánh với tín hiệu phátsk để tính toán phẩm chất lỗi bít BER của hệ thống. Một ví dụ mẫu chương trình mô phỏng truyền BPSK được trình bày ở chương trình MATLAB bai_1.m Chương trình thực hiện mô phỏng với N= 10 6 dấu BPSK{+1,−1}. Kếtquả BER thu được từ chương trình mô phỏng được so sánh với giá trị lý thuyết [1] Kết quả mô phỏng Hình 1.2 : kết quả mô phỏng BER trong BPSK bai_1.m EbNodB=0:10; EbNo=10.^(EbNodB./10); sigLen=5*10^6; % Tao tin hieu BPSK {+1,-1} s=1-2*(rand(1,sigLen)>=0.5); % Tinh toan nang luong bit tin hieu Eb Eb=norm(s)^2/sigLen; % Mat do pho AWGN No=Eb./EbNo; % Vong lap tinh toan BER theo Eb/No for k=1:length(EbNo) % Tao AWGN n=sqrt(No(k)./2).*(randn(1,sigLen)+j*randn(1,sigLen)); % Tin hieu thu y=s+n; % Tach tin hieu shat=sign(real(y)); error=s-shat; noError=length(find(error~=0)); BER(k)=noError/sigLen; end % BER ly thuyet cua truyen dan BPSK qua kenh AWGN BERtheory=1/2*erfc(sqrt(EbNo)); %Vedothi semilogy(EbNodB,BER,'*',EbNodB,BERtheory) xlabel('Eb/No') ylabel('BER') legend('By simulation','By theory') title('BER cua BPSK qua kenh AWGN') grid 2.Mô phỏng CDMA Hình 2.1 mô tả mộ sơ đổ hệ thống CDMA dùng chuổi PN Hình 2.1 Sơ đồ mô phỏng CDMA dùng chuổi giả ngẩu nhiên PN