Xem mẫu
- CHƯƠNG 5 : CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH - NHẬN XÉT
CHƯƠNG 5: CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ PHÂN
TÍCH - NHẬN XÉT
I. GIỚI THIỆU CHƯƠNG TRÌNH :
Chương trình mô phỏng các phương pháp tách sóng của hệ thống CDMA với các
mộ hình : đồng bộ và bất đồng bộ với các phương pháp tách sóng kinh điển , tách
sóng đa user tuyến tính , tách sóng phi tuyến ,tách sóng tối ưu.
Các hính ảnh dươc xử lý và đoc dưới dạng chuỗ bit nhị phân 0,1 chia đều cho các
user, được trải phổ mả Gold và truyền trên kênh truyền chịu nhiểu nền phân bố
Gauss., nhiễu Mai .
Giao diện chương trình cho phép nhập các thộng số sau :
Phương pháp tách sóng :cho phép chọn các phương pháp tách sóng như là tách
sóng giải tương quan, tách sóng SIC, tách sóng MMSE, tách sóng PIC kinh điển
….
Bậc chuỗi M : có thể nhập đa thức sinh tạo mã Gold từ cặp chuỗi m ưu chuộng,
cho phép nhập bậc 3,5,7.
SVTH : NGUYỄN QUỐC TRỌNG 85
- CHƯƠNG 5 : CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH - NHẬN XÉT
Số user : nhập số user cần truyền trên kênh truyền ,nhưng cũng tùy vào dung
lượng hệ thống cho phép .Ví dụ như phương pháp tách sóng tối ưu thì nên nhập
số user nhỏ như là 3 :ngoài tính toán tạo chuỗi trải phổ, tương quan chéo, cộng
nhiễu nền, thì bộ tách sóng tối ưu mỗi bit nhận từ K user được tính toán từ 2k
trường hợp để tối ưu hàm khả năng, mỗ user lại truyền vài nghìn bit, thế số phép
tính toán và vòng lặp lớn ,có thể gây đứng máy .
Số bit truyền : nhập số bit ngẫu nhiên cần truyền .
II. MÔ HÌNH ĐỒNG BỘ :
1. Bộ tách sóng tuyến tính :
1.1 Bộ tách sóng giải tương quan:
Mỗi user truyền 1000 bit ngâu nhiên có 10 user tổng cộng có 10000 bit
được truyền đi chiều dài trải phổ 21.
Đường màu xanh biểu diễn tỉ lệ lỗi bit trong kênh single user ,chịu bị ảnh
hưởng của nhiễu Gauss.
Đường màu đỏ biễu diễn tỉ lệ lỗi bit của bộ tách sóng kinh điển , chiụ bị
ảnh hưởng của nhiểu Gauss và nhiễu Mai. Do dó nó nằm trên đường kênh
single user.
SVTH : NGUYỄN QUỐC TRỌNG 86
- CHƯƠNG 5 : CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH - NHẬN XÉT
Đường màu hồng biễu diễn tỷ lệ lỗi bit của bộ tách sóng giải tương quan.
Đã giảm được nhiễu Mai ,nhưng lại tăng ít nhiễu nền .
Dưới đây là hình ảnh mô phỏng kênh truyền dưới dạng hình ảnh. Hình ảnh
được chương trình đọc dưới dạng chuỗi bit 0,1 sau đó được truyền đi với K
user. Sau đó tại đầu thu ,thiết kế các bộ tách sóng kinh điển và giải tương
quan theo như lý thuyết và hiện ảnh đã được lọc, các thông số : bit truyền,
tỉ lệ lỗi bit BER…Ta thấy bộ tách sóng giải tương quan đa làm giảm lỗi bit
hơn 4 lần so với tách sóng kinh điển.
1.2 Bộ tách sóng phương sai tối thiểu MMSE :
Bộ tách sóng MMSE bộ tách sóng kết hợp triệt nhiễu Mai và nhiểu nền .
Kết mô phỏng cho ta thấy bộ tách sóng MMSE giảm tỉ lệ lỗi bit tăng theo
số user
SVTH : NGUYỄN QUỐC TRỌNG 87
- CHƯƠNG 5 : CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH - NHẬN XÉT
2. Bộ tách sóng phi tuyến :
2.1 Bộ triệt nhiễu nối tiếp SIC:
Giải điều chế cho một user ,tái tạo phần nhiễu đa truy cập user đó và loại bỏ phần
nhiễu này ra khỏi sóng thu được, dạng sóng này được dùng để tách sóng cho user kế
SVTH : NGUYỄN QUỐC TRỌNG 88
- CHƯƠNG 5 : CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH - NHẬN XÉT
tiếp .Quá trình này được lặp lại cho tất cả user .
Kết quả cho thấy được bộ triệt nhiễu nối tiếp SIC giảm tỉ lệ lỗi bit gần 3
lần so với bộ tách sóng kinh điển.
SVTH : NGUYỄN QUỐC TRỌNG 89
- CHƯƠNG 5 : CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH - NHẬN XÉT
2.2 Bộ triệt nhiễu song song nhiều tầng PIC:
2.2.1 PIC kinh điển :
SVTH : NGUYỄN QUỐC TRỌNG 90
- CHƯƠNG 5 : CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH - NHẬN XÉT
2.2.2 PIC giải tương quan :
SVTH : NGUYỄN QUỐC TRỌNG 91
- CHƯƠNG 5 : CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH - NHẬN XÉT
2.2.3 Bộ triệt nhiễu song song tuyến tính LPIC :
Kết quả cho thấy PIC tuyến tính không tốt như bộ tách sóng PIC kinh điển và
PIC giải tương quan vì bộ tách sóng PIC tuyến tính không quan tâm đến biên
độ .
SVTH : NGUYỄN QUỐC TRỌNG 92
- CHƯƠNG 5 : CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH - NHẬN XÉT
3. Bộ tách sóng tối ưu :
Do phép toán mỗi lần lặp là 2k ( k là số user) ,vì thế thời gian chạy xử lý lâu ( có thể
đúng máy ) vì thế để xử lý dễ dàng ta chọn số user giảm ,bậc chỗi m cũng giảm (
tương quan chéo chuỗi tốt ) . Kết quả là ảnh xủ lý đươc tốt.
SVTH : NGUYỄN QUỐC TRỌNG 93
- CHƯƠNG 5 : CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH - NHẬN XÉT
III. MÔ HÌNH BẤT ĐỒNG BỘ:
Mô hình bất đồng bộ các user sẽ truyền đi với thời gian lệch cùa các user là 1
chu ky bit, mỗi user được phát đi từng frame chiều dài 2M+1 theo như trình
bày lý thuyết, dữ liệu truyền đi theo từng frame vì thế thời gian chay mô phỏng
lâu hơn so vói truyền đồng bộ.
Do xử lý hình ảnh trong mô hình bất đồng bộ chậm ( từ 3 phút trở lên ) , để
thuận tiện sử dụng chương trình nên có các nút nhấn sau:
- Mô phỏng kênh truyền : chức năng mô phỏng trưc tiếp kênh truyền .
- Lưu kết quả mô phỏng : chức năng dùng để lưu các thông số ,ảnh đã xử lý
dưới dạng file *.mat.
- Phóng ảnh :chức năng phóng to ảnh trước và sau khi truyền qua bộ tách sóng.
- Kết quả mô phỏng : dùng để xuất các thông số, ảnh đã xử lý trước đó.
1.Bộ tách sóng tuyến tính :
1.1 Bộ thu giải tương quan ( bất đồng bộ ):
Đồ thị này cho thấy bộ tách sóng giải tương quan không hoạt động tốt
khi tỉ số tín hiệu trên nhiểu thấp.
SVTH : NGUYỄN QUỐC TRỌNG 94
- CHƯƠNG 5 : CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH - NHẬN XÉT
1.2 Bộ tách sóng phương sai tối thiểu ( MMSE ) :
Kết quả ta thấy bộ tách sóng MMSE cải thiện được phần nào nhược điểm
của mộ tách sóng giải tương quan ở tỉ số tín hiệu trên nhiễu thấp .
SVTH : NGUYỄN QUỐC TRỌNG 95
- CHƯƠNG 5 : CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH - NHẬN XÉT
2. Bộ tách sóng phi tuyến :
2.1 Bộ tách sóng triệt nhiễu nối tiếp ( SIC ) :
SVTH : NGUYỄN QUỐC TRỌNG 96
- CHƯƠNG 5 : CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH - NHẬN XÉT
2.2 Bộ tách sóng song song nhiều tầng ( PIC ) :
2.2.1 Bộ tách sóng PIC kinh điển :
SVTH : NGUYỄN QUỐC TRỌNG 97
- CHƯƠNG 5 : CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH - NHẬN XÉT
2.2.2 Bộ tách sóng PIC giải tương quan :
SVTH : NGUYỄN QUỐC TRỌNG 98
- CHƯƠNG 5 : CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH - NHẬN XÉT
2.2.3 Bộ tách sóng PIC tuyến tính :
SVTH : NGUYỄN QUỐC TRỌNG 99
- CHƯƠNG 5 : CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH - NHẬN XÉT
Các kết quả bộ tách sóng song song nhiều tầng thì bộ tách song PIC tuyến tính
không tốt so với tách sóng song song kinh điển và giải tương quan..
3. Bộ tách sóng tối ưu :
SVTH : NGUYỄN QUỐC TRỌNG 100
- CHƯƠNG 5 : CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH - NHẬN XÉT
Ta chọn bậc chuỗi M =3 vì tương quan chẩn hóa chuỗi trải phổ lớn ,vì vậy triệt
được nhiễu Mai tương đối tốt ,nhưng so với bộ tách sóng tối ưu đồng bộ thì
bộ tách sóng bất đồng bộ có nhiễu Mai lớn hơn.
SVTH : NGUYỄN QUỐC TRỌNG 101
nguon tai.lieu . vn
