HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG
KHOA VIỄN THƠNG I

BÀI TẬP LỚN
MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG
Giảng viên: Nguyễn Thị Thu Hằng
Nhóm lớp học: 05

Hà Nội – 2022


MỤC LỤC
I. Nhiệm vụ 1....................................................................................................................................................4
1. Phương pháp chuyển đổi thành chuỗi nhị phân......................................................................................4
2. Code MATLAB........................................................................................................................................4
a. Hàm chuyendoi: hàm chuyển đổi ảnh thành dạng nhị phân và khôi phục lại ảnh gốc từ dạng nhị
phân đó.....................................................................................................................................................4
b. Hàm mở file ảnh từ tệp và xử lý ảnh...................................................................................................4
c. Hàm show ảnh......................................................................................................................................4
d. Hàm xác định các thơng số của ảnh.....................................................................................................4
3. Hình ảnh gốc và sau khi khôi phục..........................................................................................................5
4. Các thông số của ảnh...............................................................................................................................5
II. Nhiệm vụ 2...................................................................................................................................................6
1. Mô tả hệ thống và các tham số của hệ thống...........................................................................................6
a. Sơ đồ khối của hệ thống.......................................................................................................................6
b. Các tham số của hệ thống....................................................................................................................6
2. Kết quả mô phỏng....................................................................................................................................7
2.1 Đồ thị thể hiện tín hiệu đầu vào.........................................................................................................7
2.2 Tín hiệu sau khi đi vào khối điều chế 64-PSK..................................................................................8
2.3 Tín hiệu sau khi đi qua khối AWGN...............................................................................................11
2.4 Tín hiệu sau khi qua khối giải điều chế 64-PSK.............................................................................14

2.5 Tỉ số lỗi bit - BER............................................................................................................................16
2.6 Ảnh khôi phục..................................................................................................................................17
III. Code MATLAB........................................................................................................................................18
1. Nhập các tham số đầu vào......................................................................................................................18
2. Hàm tính mật độ phổ cơng suất.............................................................................................................18
3. Xử lý tín hiệu đầu vào của điều chế.......................................................................................................19
4. Vẽ dạng sóng và dạng phổ của tín hiệu đầu vào...................................................................................19
5. Điều chế 64-PSK....................................................................................................................................20
a. Q trình điều chế..............................................................................................................................20
b. Vẽ dạng sóng sau khi đi qua khối điều chế 64-PSK.........................................................................20
c. Vẽ biểu đồ chịm sao..........................................................................................................................21
d. Vẽ biểu đồ mắt...................................................................................................................................21
e. Vẽ phổ của tín hiệu.............................................................................................................................21
2


6. Tín hiệu truyền qua kênh AWGN..........................................................................................................21
a. Q trình truyền..................................................................................................................................21
b. Vẽ dạng sóng của tín hiệu..................................................................................................................22
c. Vẽ biểu đồ chịm sao..........................................................................................................................22
d. Vẽ biểu đồ mắt...................................................................................................................................22
e. Vẽ phổ của tín hiệu.............................................................................................................................23
7. Khối giải điều chế 64-PSK....................................................................................................................23
a. Quá trình giải điều chế.......................................................................................................................23
b. Vẽ dạng sóng tín hiệu.........................................................................................................................23
c. Vẽ biểu đồ chịm sao..........................................................................................................................24
d. Vẽ biểu đồ mắt...................................................................................................................................24
e. Vẽ phổ của tín hiệu.............................................................................................................................24
8. Tính BER bằng phương pháp Monte Carlo...........................................................................................24
a. Tính BER............................................................................................................................................24

b. Vẽ BER...............................................................................................................................................25

3


I. Nhiệm vụ 1
1. Phương pháp chuyển đổi thành chuỗi nhị phân
Để chuyển đổi ảnh số được lưu thành chuỗi nhị phân ta dùng hàm de2bi để chuyển từ
decimal sang nhị phân và ta cũng dùng hàm này để chuyển từ nhị phân về decimal.
2. Code MATLAB
a. Hàm chuyendoi: hàm chuyển đổi ảnh thành dạng nhị phân và khôi phục lại ảnh gốc từ
dạng nhị phân đó.

b. Hàm mở file ảnh từ tệp và xử lý ảnh

c. Hàm show ảnh

d. Hàm xác định các thơng số của ảnh

3. Hình ảnh gốc và sau khi khôi phục

4


Ảnh gốc và ảnh sau khi khôi phục

4. Các thông số của ảnh
 Kích thước ảnh: 6469632 bit
 Chiều cao ảnh: 432
 Chiều rộng ảnh: 624

 Dung lượng của ảnh: 146395
 Định dạng của ảnh: ‘jpg’
 Độ dài chuỗi bit được chuyển đổi: 6469632

5


II. Nhiệm vụ 2
1. Mô tả hệ thống và các tham số của hệ thống
(Mã sinh viên B19DCVT116 => mô tả hệ thống 64-PSK)
a. Sơ đồ khối của hệ thống

b. Các tham số của hệ thống
 M = 64 : Số mức điều chế.
 Rb = 6 Mb/s : Tốc độ dữ liệu
 T_bit = 1/Rb : Chu kỳ bit.
 samp_bit = 1 : Số mẫu/bit.
 Rs = Rb/log2(M) :Tốc độ kí hiệu.
 Ts = 1/Rs : Chu kỳ kí hiệu.
 Es = 10^(-6) : Năng lượng kí hiệu.
 Phase = 0 : pha của tín hiệu phát.
 Nsym = L/log2(M) : Số kí hiệu.
 L = dai : Độ dài chuỗi bit.
 t = 0:T_bit:L*T_bit-1 : Thời gian mô phỏng cho chuỗi kí hiệu trước khhi điều chế.
 t2 = 0:(length(y)*Ts)/(Nsym-1):length(y)*Ts : Thời gian mơ phỏng cho chuỗi kí
hiệu sau điều chế.

6



2. Kết quả mơ phỏng
2.1 Đồ thị thể hiện tín hiệu đầu vào
a. Chuỗi dữ liệu đầu vào

Hình 2.1 Chuỗi bit đầu vào

b. Phổ tín hiệu đầu vào

Hình 2.2 Phổ của chuỗi tín
hiệu đầu vào

c. Dạng của sóng mang

7


Hình 2.3 Dạng của sóng
mang

- Dạng sóng mang là dạng hình sin.
2.2 Tín hiệu sau khi đi vào khối điều chế 64-PSK
Khi đi vào khối điều chế, chuỗi bản tin ban đầu được tách ra làm hai phần đó là phần
thực và phần ảo (In-phase và Quadrature)
a. Dạng sóng tín hiệu

Hình 2.4 Dạng sóng tín hiệu
sau khi qua khối điều chế

b. Chuỗi dữ liệu sau khi đi qua khối điều chế
* Dữ liệu phần thực ( In-phase)

8


Hình 2.5: Chuỗi dữ liệu In-phase sau khi đi qua khối điều chế
* Dữ liệu phần ảo (Quadrature)

Hình 2.6: Chuỗi dữ liệu Quadrature sau khi đi qua khối điều chế
c. Biểu đồ chịm sao

Hình 2.7 Biểu đồ chịm sao
sau khi đi qua khối điều chế

d. Biểu đồ mắt
* Dữ liệu In-phase

9


Hình 2.8 Biểu đồ mắt của dữ
liệu I sau khi đi qua khối điều
chế

* Dữ liệu Quadrature

Hình 2.9 Biểu đồ mắt của dữ
liệu Q sau khi đi qua khối
điều chế

e. Phổ của tín hiệu
* Dữ liệu In-phase


Hình 2.10 Biểu đồ phổ của dữ
liệu I sau điều chế

* Dữ liệu Quadature

10


Hình 2.11: Biểu đồ phổ của
dữ liệu Q sau điều chế

2.3 Tín hiệu sau khi đi qua khối AWGN
a. Dạng sóng tín hiệu
* Tín hiệu In-phase

Hình 2.12: Dạng xung dữ liệu
I sau khi truyền qua AWGN

* Tín hiệu Quadrature

Hình 2.12: Dạng xung dữ liệu
Q sau khi truyền qua AWGN

* Nhận xét: Sau khi nhân với sóng mang ta thấy dạng xung mang hình dạng sin của sóng
mang đã cho và khi đi qua kênh AWGN tín hiệu cộng với nhiễu nên dạng sóng khơng
được đẹp giống như hình trên.

b. Biểu đồ chòm sao


11


Hình 2.13: Biểu đồ chịm sao
sau khi truyền AWGN

* Nhận xét: Sau khi truyền qua kênh AWGN, các mẫu trên bị ảnh hưởng bởi nhiễu nên
có hình dạng méo như hình trên.
c. Biểu đồ mắt
* Dữ liệu In-phase

Hình 2.13: Biểu đồ mắt I sau
khi truyền qua AWGN

* Dữ liệu Quadrature

12


Hình 2.14: Biểu đồ mắt Q sau
khi truyền qua AWGN

d. Phổ của tín hiệu
* Phổ của tín hiệu In-phase

Hình 2.15: Biểu đồ phổ dữ liệu I khi đi qua
kênh AWGN

* Phổ của tín hiệu Quadrature


Hình 2.15: Biểu đồ phổ dữ liệu Q khi đi
qua kênh AWGN
13


2.4 Tín hiệu sau khi qua khối giải điều chế 64-PSK
a. Chuỗi bit đầu ra

Hình 2.16: Chuỗi tín hiệu sau khi giải điều
chế
* Nhận xét: Ta thấy chuỗi bit sau khi giải điều chế không giống với chuỗi ban đầu do
ảnh hưởng của nhiễu.
b. Biểu đồ chịm sao

Hình 2.17: Biểu đồ chòm sao sau giải điều
chế
* Nhận xét: Sau khi giải điều chế, hai thành phần In-phase và Quadrature kết hợp lại
thành 1 phần và đó là chiều In-phase (chiều thực).

c. Biểu đồ mắt
14


Hình 2.18: Biểu đồ
mắt sau khi giải
điều chế

d. Phổ tín hiệu

Hình 2.19: Phổ của

tín hiệu sau khi
giải điều chế

*Nhận xét: Phổ của tín hiệu sau khi điều chế có phần nhịe và phình to hơn so với phổ
ban đầu của tín hiệu do ảnh hưởng của nhiễu.

15


2.5 Tỉ số lỗi bit - BER

Hình 2.20: Đồ thị
tỉ số lỗi bit theo lý
thuyết và mô
phỏng

* Nhận xét: Tỉ số lỗi bit theo kết quả mô phỏng cao hơn nhiều so với trên lý thuyết do
sai số hệ thống.
2.6 Ảnh khơi phục

SNR = 5db

SNR = 8db
Hình 2.21: Ảnh khơi phục

16

SNR = 12db



* Nhận xét:
Với SNR càng cao thì BER càng thấp nên ảnh sẽ rõ hơn, độ màu sắc chính xác hơn, gần
với ảnh gốc hơn.

III. Code MATLAB
1. Nhập các tham số đầu vào

2. Hàm tính mật độ phổ cơng suất

17


3. Xử lý tín hiệu đầu vào của điều chế

4. Vẽ dạng sóng và dạng phổ của tín hiệu đầu vào

18


5. Điều chế 64-PSK
a. Quá trình điều chế

b. Vẽ dạng sóng sau khi đi qua khối điều chế 64-PSK

19


c. Vẽ biểu đồ chòm sao

d. Vẽ biểu đồ mắt


e. Vẽ phổ của tín hiệu

6. Tín hiệu truyền qua kênh AWGN
a. Quá trình truyền

20


b. Vẽ dạng sóng của tín hiệu

c. Vẽ biểu đồ chòm sao

d. Vẽ biểu đồ mắt

21


e. Vẽ phổ của tín hiệu

7. Khối giải điều chế 64-PSK
a. Q trình giải điều chế

b. Vẽ dạng sóng tín hiệu

c. Vẽ biểu đồ chòm sao

22



d. Vẽ biểu đồ mắt

e. Vẽ phổ của tín hiệu

8. Tính BER bằng phương pháp Monte Carlo
a. Tính BER

23


b. Vẽ BER

24