Giáo trình hướng dẫn kỹ thuật xác định trường phổ của các loại tín hiệu phần 9 doc

của MSK là khi chỉ số điều chế của tín hiệu FSK bằng một nữa (tức là độ di
tần đỉnh – đỉnh h bằng một nữa tốc 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 vò, độ rộng băng sẽ nhỏ hơn với cùng tốc độ bit, đặc
biệt với FM tốc độ bit nhò 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 nhò phân kép, độ
rộng băng sau khi điều chế được bộ lọc cosin tăng giới hạn đến điểm 0 của
tín hiệu nhò 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 dòch 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,  = 0 và Pe ở phưong trình 2.9 giảm xuống
như phương trình 2.8. Hình 1-5 là đồ thò của Pe
MSK kết hợp
mang ký hiệu
BPSK, và hình 3-2 là đồthò minh họa đường cong như mang ký hiệu MSK
kết hợp.
Pe
MSK kết hợp
=
2
1

2
b
cos.
N
C
.
r
W
erfc
2
1








 (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.
Pe
MSK vi sai
=










b
r
W
.
N
C
e
2
1
(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 dòch 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 đòng 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 dòch 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 nhò phân với 5 bit đầu tiên b = [ 1 0 0 1 0 ]. Dữ liệu bit
nhò 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 nhò phân b với tần số sóng mang là 8Khz. Biết tín hiệu phát
sinh từ chuỗi nhò 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))

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 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
x 10
-3
-2
ㄭ2
0 5 10 15 20 25
10
-10
10
-5
10
0
PSD Function
Frequency [kHz]
Power [W]
0 5 10 15 20 25
10
-10

2. Cho một chuỗi bit nhò phân với 5 bit đầu tiên b = [ 0 1 0 1 0 ]. Dữ
liệu bit nhò 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 nhò phân b với tần số sóng mang là 6Khz. Biết tín hiệu phát
sinh từ chuỗi nhò 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))









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);
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
x 10
-3
- 2
- 1
0
1

2
T i m e [ s e c ]
V
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
x 10
-3
- 1
0
1
T i m e [ s e c ]
V
clf
f=[0,10000];
subplot(211),psd(xp,f)
subplot(212),psd(sf,f)

3. Cho một chuỗi bit nhò phân với 5 bit đầu tiên b = [ 1 1 0 0 1 ]. Dữ liệu bit
nhò 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 nhò phân b với tần số sóng mang là 6Khz. Biết tín hiệu phát
sinh từ chuỗi nhò 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))








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)














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