BÁO cáo THÍ NGHIỆM môn học THÔNG TIN số

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG

----

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
MƠN HỌC: THƠNG TIN SỐ

Mã học phần

: ET3250

Sinh viên

: Phạm Hồng Hùng

MSSV

: 20182558

Lớp

: Điện tử 03 – K63

Nhóm thí nghiệm

: T05

Hà Nội, 2021

BÀI 6. KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ QPSK
-

Code:

len = 50000;
% Do dai dong bit mo phong
SNR_db = 0;
% SNR co don vi Decibel
SNR = 10^(SNR_db/10);
% Doi SNR tu Decibel sang lan
bsignal = randi([0 1],1,len);
% Tao dong bit ngau nhien
do dai len
% Thuc hien dieu che QPSK
for i=1:2:len
if bsignal(i)==0 & bsignal(i+1)==0
% 00
qpsk_signal((i+1)/2) = exp(j*3*pi/4);
elseif bsignal(i)==0 & bsignal(i+1)==1
% 01
qpsk_signal((i+1)/2) = exp(j*5*pi/4);
elseif bsignal(i)==1 & bsignal(i+1)==1
% 11
qpsk_signal((i+1)/2) = exp(j*7*pi/4);
elseif bsignal(i)==1 & bsignal(i+1)==0
% 10
qpsk_signal((i+1)/2) = exp(j*pi/4);
end
end

Es = std(qpsk_signal)^2;
% Nang luong ky hieu
N0 = Es/SNR;
% Cong suat tap am
% Tao nhieu Gauss
noise = sqrt(N0/2)*(randn(1,length(qpsk_signal))
+j*randn(1,length(qpsk_signal)));
qpsk_awgn = qpsk_signal + noise; % Cho tin hieu dieu che
di qua kenh AWGN
plot(qpsk_awgn,'.');
% Ve bieu do chom sao
tin hieu co nhieu
title('Do thi chom sao 4-QPSK');
xlabel('I');
ylabel('Q');
hold on;
plot(qpsk_signal,'r*');
% Ve bieu do chom sao
tin hieu khong nhieu
plot(exp(j*[0:0.01:2*pi]),'r--');


-

Kết quả:

+) Trường hợp SNR = 0
Do thi chom sao 4-QPSK

4

3
2

Q

1
0
-1
-2
-3
-4
-4

-3

-2

-1

0

I

1

2

3

4

+) Trường hợp SNR = 3dB
Do thi chom sao 4-QPSK

3

2

Q

1

0

-1

-2

-3
-3

-2

-1

0

I

1

2

3


+) Trường hợp SNR = 6dB
Do thi chom sao 4-QPSK

2.5
2
1.5
1

Q

0.5
0
-0.5
-1
-1.5
-2
-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

I

- Câu hỏi:
1. Điềun chế tín hiệu để làm gì? Tại sao phải điều chế số? Nêu vai trò và chức năng
của khối điều chế trong thông tin số?
 Điều chế tín hiệu để đưa thơng tin cần truyền đi xa hơn. Khối điều chế có vai
trị quan trọng, có nhiệm vụ làm trung gian trong q trình xử lý tín hiệu để
truyền đi.
2. Mô tả kết quả mô phỏng? Giải thích?
 KQ mơ phỏng tín hiệu thu được dạng chum sao. Do đây là 4QPSK nên sẽ có 4
điểm lệch nhau 90 độ
3. Trong điều chế PSK, khi nào phía thu sẽ giải mã sai?
4. Năng lương ký hiệu Es và năng lượng bit Eb trong trường hợp trên là bao nhiêu?
Tại sao?
 Es = 3dB vì theo CT Es = N.SQR

BÀI SỐ 7. XÁC SUẤT LỖI BIT TRONG ĐIỀU CHẾ QPSK
-

Code:

len = 50000;
% Do dai dong bit mo phong
SNR_db = 0:2:8;
% Tao vector SNR_db = 0 2 4 6
8
SNR = 10.^(SNR_db/10);
% Doi SNR tu Decibel sang lan
bsignal = randi([0 1],1,len);
% Tao dong bit ngau nhien
do dai len
% Thuc hien dieu che QPSK
for i=1:2:len
if bsignal(i)==0 & bsignal(i+1)==0
% 00
qpsk_signal((i+1)/2) = exp(j*3*pi/4);
elseif bsignal(i)==0 & bsignal(i+1)==1
% 01
qpsk_signal((i+1)/2) = exp(j*5*pi/4);
elseif bsignal(i)==1 & bsignal(i+1)==1
% 11
qpsk_signal((i+1)/2) = exp(j*7*pi/4);
elseif bsignal(i)==1 & bsignal(i+1)==0
% 10
qpsk_signal((i+1)/2) = exp(j*pi/4);
end

end
% Tim BER mo phong
for i=1:length(SNR_db)
r_signal = awgn(qpsk_signal,SNR_db(i)); % Dieu che
QPSK di qua nhieu AWGN
for j=1:2:len
% Giai dieu che tin hieu QPSK co
nhieu
if real(r_signal((j+1)/2))>=0
if imag(r_signal((j+1)/2))>=0
% Goc phan tu
I
r_bsignal(j) = 1;
r_bsignal(j+1) = 0;
else
% Goc phan tu
IV
r_bsignal(j) = 1;
r_bsignal(j+1) = 1;
end
else
if imag(r_signal((j+1)/2))>=0
% Goc phan tu
II
r_bsignal(j) = 0;
r_bsignal(j+1) = 0;


else

III

end

% Goc phan tu
r_bsignal(j) = 0;
r_bsignal(j+1) = 1;

end
end
[n,BER(i)] = biterr(r_bsignal,bsignal);

end
Pb = 1/2*erfc(1/sqrt(2).*sqrt(SNR));
% Xac suat loi
bit
plot(SNR_db,Pb,'ro--');
% Ve do thi Pb ly
thuyet
title('Do thi ty le bit loi ly thuyet va mo phong');
xlabel('SNR_d_B');
ylabel('BER');
hold on;
plot(SNR_db,BER);
% Ve do thi BER
mo phong
legend('Ly thuyet','Mo phong');
hold off;
-

Kết quả:


Do thi ty le bit loi ly thuyet va mo phong

0.16

Ly thuyet
Mo phong

0.14
0.12

BER

0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

SNRdB

Pb lý thuyết: [0.1575 0.1018 0.0560 0.0233 0.0059]
BER mô phỏng: [0.1609 0.1034 0.0549 0.0241 0.0056]
- Câu hỏi:
1. So sánh điều chế BPSK và QPSK?
 Xác suất lỗi bit là tương đương nhau nhưng QPSK có tỷ lệ lỗi thấp hơn
 QPSK là điều chế phụ trực giao mã hóa 2 bit thành 1
 BPSK là điều chế pha nhị phân, điều chế tín hiệu số 0, 1 lệch pha 180 độ
2. Nêu một số hệ thống trong thực tế sử dụng kỹ thuật điều chế số QPSK?
 Hệ thống OFDM
 Hệ thống truyền tin dưới nước


BÀI 8. MÔ PHỎNG ĐIỀU CHẾ M-QAM QUA KÊNH NHIỄU GAUSS
-

Code:

n_sym = 50000; % So ky tu dieu che

M = [16 64 256]; % So symbol ky hieu
SNR_db = 0:25; % Tao vector SNR = 0 - 25 Decibel
BER = zeros(length(M),length(SNR_db)); % BER de luu ti le loi bit
EbN0 = SNR_db;
Pe = BER;
for k = 1:size(M,2) % size(M,2) la so cot cua M
s_stream = randi([0 M(k)-1],1,n_sym); % Tao dong bieu tuong do dain_sym
s_mod = qammod(s_stream,M(k),'GRAY'); % Dieu che M-QAM
for r = 1:size(SNR_db,2) % Vong lap tinh BER
s_mod_awgn = awgn(s_mod,SNR_db(r),'measured'); % Tin hieu qua nhieu
s_demod = qamdemod(s_mod_awgn,M(k),'GRAY'); % Giai dieu che M-QAM
[num, ratio] = biterr(s_stream,s_demod); % Tinh ti le loi bit
BER(k,r) = ratio; % Luu ti le loi bit vao BER
EbN0(r) = 10^(SNR_db(r)/20);
Pe(k,r) = berawgn (EbN0(r),'qam',M(k));
end
end
semilogy(SNR_db,BER(1,:),'bo-'); % Ve do thi BER ung voi M = 16
hold on;
plot(EbN0,Pe(1,:),'g-'); % Ve do thi Pe ung voi M = 16
semilogy(SNR_db,BER(2,:),'rs-'); % Ve do thi BER ung voi M = 64
plot(EbN0,Pe(2,:),'c-'); % Ve do thi Pe ung voi M = 64
semilogy(SNR_db,BER(3,:),'m*-'); % Ve do thi BER ung voi M = 256
plot(EbN0,Pe(3,:),'k-'); % Ve do thi Pe ung voi M = 256
grid on;
title('Do thi the hien ty le loi bit M-QAM');
xlabel('SNR_d_B');
ylabel('BER');
legend('BER 16-QAM','Pe 16-QAM','BER 64-QAM','Pe 64-QAM','BER 256-QAM','Pe
256-QAM' );

hold off;


-

Kết quả:
Do thi the hien ty le loi bit M-QAM

100

10-2

BER

10-4

10-6

BER 16-QAM
Pe 16-QAM
BER 64-QAM
Pe 64-QAM
BER 256-QAM
Pe 256-QAM

10-8

10-10

10-12

0

5

10

15

20

25

SNRdB

SNR =
16-QAM

BER

0dB

5dB

10dB

15dB

20dB

25dB

0.2879

0.1642

0.0586

0.0047

5.0000e-06

0

0.3603

0.2614

0.1528

0.0645

0.0086

2.3333e-05

0.3959

0.3245

0.2365

0.1417

0.0658

0.0125

Pe
64-QAM

BER
Pe

256QAM

BER
Pe

- Câu hỏi:
1. Khi số mức điều chế M tang thì BER thay đổi như thế nào? Giải thích?
 M tang thì BER cững tang. Vì số mức điều chế tang thì BER cũng tang
2. Số mức điều chế M tang lên cao thì sẽ có ưu nhược điểm gì? M có thế tăng lên rất
lớn khơng? Vì sao?
 M tang lên cao thì truyền được nhiều bit hơn nhưng công suất và tỷ lệ lỗi bit
cũng tang
 M không thể tăng lên rất lớn vì khi đó sẽ tốn chi phí để tăng công suất phát