Tài liệu CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH, NHẬN XÉT - CDMA pptx

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

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

…

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 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

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

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

2.2 Bộ triệt nhiễu song song nhiều tầng PIC:

2.2.1 PIC kinh điển :

2.2.2 PIC giải tương quan :

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

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

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

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

2 Bộ tách sóng phi tuyến :

2.1 Bộ tách sóng triệt nhiễu nối tiếp ( SIC ) :

2.2 Bộ tách sóng song song nhiều tầng ( PIC ) :

2.2.1 Bộ tách sóng PIC kinh điển :

2.2.2 Bộ tách sóng PIC giải tương quan :

2.2.3 Bộ tách sóng PIC tuyến tính :

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 :

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