Xem mẫu
- ƯỚC TÍNH THAM SỐ VÀ ĐÁNH
GIÁ HIỆU NĂNG
- Tổng quan:
• Các tham số hiệu năng của hệ thống thông tin
• Ước tính các tham số hiệu năng
• Thực hiện mô phỏng hệ thống viễn thông
- Các tham số hiệu năng của hệ thống thông tin
• Tỷ số tín hiệu trên nhiễu trung bình
• Xác suất dừng
• Dung lượng dừng của kênh truyền
• Xác suất lỗi bit
- Các tham số hiệu năng của hệ thống thông tin
• Tỷ số tín hiệu trên nhiễu trung bình
• Tỷ số tín hiệu trên nhiễu trung bình viết đầy đủ là tỷ số công suất tín hiệu trên công suất
nhiễu trung bình là một tham số hiệu năng cơ bản của hệ thống thông tin vô tuyến
• Đặc biệt hữu dụng khi hệ thống sử dụng kỹ thuật phân tập.
• Tỷ số tín hiệu trên nhiễu trung bình được định nghĩa như sau:
với P là công suất của máy phát, là độ lợi kênh truyền trung bình và N 0 là công
suất nhiễu tại máy thu.
- Các tham số hiệu năng của hệ thống thông tin
• Xác suất dừng
• Xác suất dừng là tham số hiệu năng quan trọng cho phép đánh giá hiệu năng của hệ
thống thông tin mà không cần biết loại điều chế sử dụng.
• Xác suất dừng được định nghĩa là xác suất đối với lý thuyết và tỷ lệ đối với mô phỏng
mà dung lượng chuẩn hóa của kênh truyền nhỏ hơn tốc độ dịch vụ mong muốn (hay yêu
cầu) cho trước R , cụ thể:
với là hàm phân bố xác suất tích lũy của tỷ số tín hiệu trên nhiễu và
là ngưỡng dừng.
- Các tham số hiệu năng của hệ thống thông tin
• Xác suất dừng
• Hệ thống một anten phát và một anten thu (Single Input Single Ouput - SISO) hoạt động
ở kênh truyền fading Rayleigh có xác suất dừng như sau:
- Các tham số hiệu năng của hệ thống thông tin
• Dung lượng dừng của kênh truyền
• Dung lượng Shannon của kênh truyền là tham số chính của một hệ thống, cho biết tốc độ
lý thuyết truyền thông tin tối đa của hệ thống mà không lỗi.
• Ở kênh truyền nhiễu trắng, dung lượng Shannon có công thức sau:
với B là băng thông kênh truyền có đơn vị là Hz, thường B =1 để tính dung lượng
chuẩn trên 1 Hz băng thông.
- Các tham số hiệu năng của hệ thống thông tin
• Dung lượng dừng của kênh truyền
• Ở kênh truyền fading Rayleigh, dung lượng Shannon trung bình có thể tính theo công
thức:
với và
- Các tham số hiệu năng của hệ thống thông tin
• Xác suất lỗi bit
• Xác suất lỗi bit là tham số hiệu năng quan trọng của hệ thống thông tin, liên quan trực
tiếp đến chất lượng dịch vụ của hệ thống.
• Xác suất lỗi bit của điều chế BPSK ở kênh truyền nhiễu trắng là:
• Xác suất lỗi bit trung bình của điều chế BPSK ở kênh truyền fading Rayleigh được tính
như sau:
- Các tham số hiệu năng của hệ thống thông tin
• Xác suất lỗi bit
• Tỷ lệ lỗi bit trung bình của hệ thống ở kênh truyền fading Rayleigh có thể viết tổng
quát như sau:
với và là các hệ số điều chế, phụ thuộc vào kiểu điều chế và mức điều chế.
- Ước tính các tham số hiệu năng
• Giới thiệu về phương pháp Monte Carlo
• Ước tính tỷ số tín hiệu trên nhiễu trung bình
• Ước tính dung lượng hệ thống
• Ước tính xác suất dừng
• Ước tính tỷ lệ lỗi bit/symbol
- Ước tính các tham số hiệu năng
• Giới thiệu về phương pháp Monte Carlo
• Monte Carlo là một phương pháp đánh giá/kiểm chứng tính chất hay đặc điểm hệ thống
khảo sát bằng các biến giả ngẫu nhiên và hàm truyền trên máy tính.
• Phương pháp Monte Carlo cho hệ thống truyền thông thường qua ba bước như sau:
• Bước 1: Khởi tạo ngõ vào bằng các biến giả ngẫu nhiên.
• Bước 2: Đưa tín hiệu ngõ vào vào hàm thể hiện đặc tính của toàn hệ thống
• Bước 3: Đo đạc kết quả đáp ứng ở ngõ ra và lặp lại hai bước trên đến khi kết quả mô
phỏng là tin cậy.
- Ước tính các tham số hiệu năng
• Giới thiệu về phương pháp Monte Carlo
• Đặc điểm của phương pháp Monte Carlo khi ước lượng hiệu năng hệ thống viễn thông:
• Kết quả của phương pháp này càng chính xác (tiệm cận về kết quả đúng) khi số lần
thử hay số lượng bước lặp tăng lên.
• Hiệu quả của phương pháp này tăng khi mức độ phức tạp của hệ thống tăng.
• Phù hợp để ước lượng hiệu năng các hệ thống truyền thông phức tạp, đặc biệt ở lớp
vật lý và có thể chưa biết được hiệu năng chính xác.
• Thời gian mô phỏng phụ thuộc vào mức độ phức tạp và mức độ tính toán của mô
hình mô phỏng.
• Khi số lần thử không đủ thì kết quả mô phỏng sẽ không chính xác, theo định lý giới
hạn trung tâm.
• Có thể sử dụng kết quả mô phỏng để kiểm chứng hay định hướng cho các kết quả
khi dùng phương pháp khác.
- Ước tính các tham số hiệu năng
• Ước tính tỷ số tín hiệu trên nhiễu trung bình
• Tỷ số tín hiệu trên nhiễu trung bình có thể ước lượng bằng cách lấy trung bình của tỷ số
tín hiệu trên nhiễu tức thời trong thời gian mô phỏng hay số lần mô phỏng.
• Gọi N là số lần mô phỏng, ta có:
với là tỷ số tín hiệu trên nhiễu tức thời tại lần thứ n.
- Ước tính các tham số hiệu năng
• Ước tính tỷ số tín hiệu trên nhiễu trung bình
• Ví dụ 6.1: Ước lượng tỷ số tín hiệu trên nhiễu trung bình của hệ thống SISO ở kênh
truyền fading Rayleigh, có công suất phát là P , độ lợi kênh truyền trung bình là và so
sánh với lý thuyết.
- Ước tính các tham số hiệu năng
• Giải: Mã nguồn Matlab
- Ước tính các tham số hiệu năng
• Giải: Kết quả mô phỏng
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu trung bình của hệ thống SISO
trên kênh truyền fading Rayleigh
- Ước tính các tham số hiệu năng
• Ước tính tỷ số tín hiệu trên nhiễu trung bình
• Ví dụ 6.2: Biết rằng tỷ số tín hiệu trên nhiễu trung bình của hệ thống kết hợp lựa chọn
3
(selection combiner) hai kênh là SC = với là tỷ số tín hiệu trên nhiễu trung bình
2
của kênh. Hãy viết chương trình mô phỏng hệ thống và so sánh với kết quả lý thuyết.
- Ước tính các tham số hiệu năng
• Giải: Chương trình Matlab
- Ước tính các tham số hiệu năng
• Giải: Kết quả mô phỏng
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu trung bình của hệ thống SC
hai kênh trên kênh truyền fading Rayleigh
nguon tai.lieu . vn
