BÀI tập môn học đa TRUY NHẬP vô TUYẾN đề tài bài tập về nhà số 7 SIM MA 06 + 07

BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG =====** *^== BÀI TẬP MƠN HỌC ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN ĐỀ TÀI: Bài tập nhà số SIMMA 06 + 07 SINH VIÊN: HÀ LONG QUYỀN MÃ SV : B18DCVT341 LỚP : D18VT05-B GIẢNG VIÊN: THẦY NGUYỄN VIẾT ĐẢM HỌC KÌ NĂM HỌC: 2020-2021 HÀ NỘI - 12/2021 Hà Long Quyền - B18DCVT341 Mục Lục SIM_MA_06 A Tín hiệu phổ tần tín hiệu OFDM .4 B Điều chế giải điều chế tín hiệu OFDM sở khơng gian tín hiệu : .4 C Minh họa tín hiệu phổ tín hiệu OFDM băng tần gốc .7 E Mơ hình hóa hệ thống truyền dẫn OFDM sở thực IFFT/FFT chèn/khử CP 14 F Chèn CP/Khử CP 22 SIM_MA_07 .30 A Mơ hình hóa mơ hệ thống truyền dẫn OFDM Matlab 30 B Mơ hình hóa mơ hệ thống truyền dẫn BPSK-OFDM dùng mã hóa kênh kênh A WGN 35 SIM_MA_06 Trực quan hóa nguyên lý hoạt động hệ thống truyền dẫn OFDM sở thực FFT/FFT chèn/khử CP ❖ Mục tiêu: ✓ Làm sáng q trình xây dựng mơ hình ngun lý hoạt động hệ thống truyền dân OFDM sở xử lý IFFT/FFT chèn/khử CP ✓ Trực quan hóa ngun lý hoạt động sở mơ tả mơ tín hiệu điển hình Matlab ❖ Nội dung ✓ Khái niệm bản: • Tín hiệu phổ tần tín hiệu băng tần sở • Tín hiệu phổ tần tín hiệu thơng dải/điều chế dịch phổ tần tín hiệu • Truyền dân đơn sóng mang/đa sóng mang, MCM/FDM • FDM OFDM ✓ Xây dựng trình bày nguyên lý hoạt động điều chế/giải điều chế OFDM sở khơng gian tín hiệu • Mơ hình hóa q trình truyền thơng tín hiệu sở khơng gian tín hiệu • Mơ hình hóa q trình điều chế/giải điều chế tín hiệu OFDM sở khơng gian tín hiệu: Ngun lý hoạt động q trình điều chế/giải điều chế • Tín hiệu hệ thống miền thời gian • Tín hiệu hệ thống miền tần số • Thực điều chế/giải điều chế tín hiệu OFDM thuật tốn IFFT/FFT • Matlab hóa mơ hệ thống OFDM sở thuật toán IFFT/FFT ✓ Các tham số đặc trưng tín hiệu OFDM • Tham số tín hiệu OFDM miền thời gian • Tham số tín hiệu OFDM miền tần số • Lựa chọn tham số OFDM sở tham số kênh vơ tuyến ✓ Truyền dân tín hiệu OFDM • Truyền dân tín hiệu OFDM băng tần sở; • Matlab hóa để tính tốn biểu diễn tín hiệu OFDM băng tần sở; • Truyền dân tín hiệu OFDM băng tần vơ tuyến; • Matlab hóa để tính tốn biểu diễn tín hiệu OFDM băng tần vơ tuyến ✓ Trực quan hóa ngun lý hoạt động sở mô tả mô tín hiệu đặc trưng sơ đồ (mơ hình) Matlab A Tín hiệu phổ tần tín hiệu OFDM - Tín hiệu miền thời gian dạng xung có chu kì T Tín hiệu phổ tần miền tần số tuân theo hàm Sinc2 B Điều chế giải điều chế tín hiệu OFDM sở khơng gian tín hiệu : Hà Long Quyền - B18DCVT341 - Luồng liệu đầu vào xũk; X1,k; x2,k; XN-1'k qua khối xử lí số liệu S/P tách thành luồng liệu điều chế độc lập : xiik ^ĩ(í) với i = 0,1,2, N — - Sau luồng tổng hợp lại tạo nên tín hiệu s(t) trước gửi lên kênh truyền pha ding Hà Long Quyền - B18DCVT341 N-1 sk(t)= Ỵỉu.ept' i=0 + ' Hà Long Quyền - B18DCVT341 -> Tín hiệu OFDM có chu kì gấp N lần tín hiệu băng gốc nên độ rộng phổ tín hiệu ODFM nhỏ N lần so với tín hiệu gốc -> Chứa nhiều thành phần phổ băng tần cho trước D Mô tả phổ OFDM băng tần gốc Matlab > Khai báo khởi tạo tham số đầu vào Hà Long Quyền - B18DCVT341 10 Hà Long Quyền - B18DCVT341 26 XI [W_H] [W] Hà Long Quyền - B18DCVT341 ■> Nhận xét : Kết đầu vào đầu giống nên q trình xử lí xác TH2: Xử lí bước theo biến đổi ma trận mathlab ❖ Dùng hàm ifft mathlab để xử lí IFFT % step 1: IFFT process data IFFT = sqrt(N)*ifft(XI, N); ❖ Dùng kĩ thuật biến đổi ma trận mathlab xử lí q trình chèn CP % step 2: add CP data_IFFT=data_IFFT' ; data_IFFT_CP = [data_IFFT(N-V+l:N) data_IFFT]; ❖ Dùng kĩ thuật biến đổi ma trận mathlab xử lí trình khử CP % step 3: remove CP data_IFFT_CP= data_IFFT_CP'; dataCPR = data_IFFT_CP(V+l:N+V); Dùng hàm fft mathlab xử lí trình FFT % step 4: IFFT process data_FFT = (1/sqrt(N))*fft(data_CPR,N) ; -> Kết đầu : XI = data_FFT = 1.0000 2.0000 3.0000 4.0000 5.0000 6.0000 7.0000 8.000 -> Nhận xét : Kết đầu trình hồn tồn giống Qua ta thấy việc sử dụng mathlab để xử lí q trình biến đổi OFDM ( IFFT/FFT chèn/khử CP ) giúp trở nên đơn giản hóa mà kết xác 271 Hà Long Quyền - B18DCVT341 28 Hà Long Quyền - B18DCVT341 29 Hà Long Quyền - B18DCVT341 30 Hà Long Quyền - B18DCVT341 Mô hình hóa mơ phồng hệ thống truyền dẫn OFDM CO’ Matlab Ị % Bước 3: Điêu chế OFDM bồi 1FFT MA_06_IFFT_FFT_AWGN Matlab hóa mơ hình hệ thống OFDM bân TxSamples = sqrt(FFTsize)*ifft(inputSymbols); % Bước 4: Chen lập CP tham số mơ phóng 1: Thiết % Bước 8: Tách sóng quết định cứng Tx_ofdm SNR == [TxSamples(numSymbols-CPsize+1 mumSymbols) EstSymbols = Y; TxSamples]; FFTsize = 16 EstSymbols = sign(real(EstSymbols)) + CPsize = 4; i*sign(imag(EstSymbols)); errCount = 0; % Birớc 11: Hiến thị két mô phúng % Bước 5: Tạo kênh AWGN liệu qua kênh AWGN EstSymbolsdispCDu = EstSymbols; % Bước 2: Điều chế Q-PSK lieu dau vao 1FFT =') tmp = randn(2,numSymbols+CPsize); numSymbols =FFTsize; %note EstSymbols = EstSymbols/sqrt(2); disp(data); complexNoise = (tmp(l,:) + i*tmp(2,:))/sqrt(2); tmpl = round(rand(2,numSymbols)); % Bước 9: So sánh kiếm tra lỗisau vàquyet đếmdinh lồi = ’) dispCDu lieu dau noisePower = 10A(-SNR'10); = tmp2 tmpl*2-Ị; disp(EstSymbols); I = fmd((inputSymbols-EstSymbols) = 0); RxSymbols = Tx_ofdm + sqrt(noisePower)*complexNoise; data - (tmp2(l,:) +j*tmp2(2,:))/sqrt(2); disp('K.iem tra su khac vao/ra he thong') % Bước 10: Đêm lỗi inputSymbols disp(data~=EstSymbols); % Bước 6: KhửCP= data; errCount = errCount + (numSymbols-length(I)); disp('So ky hieu loi =') F.stSymhols = RxSymbols(CPsize+l :numSymbols+CPsize); SER = errCount / (numSymbols); dispt sum(dala'—EslSyuibols)), % Bước 7: Giài điều chế OFDM FFT disp('SER =') Y - fft(EstSymbols,FFTsize); % dau cua FFT disp(sum(data~=EstSymbols)/FFTsize); 33 Hà Long Quyền - B18DCVT341 ❖ Thực mô mathlab > Thiết lập tham số mô FFTsize CPsize snr_in_dB noisePower = = = = 512; 20; 10; 10A(~snr_in_dB/10); > Điều chế BPSK > Xử lí IFFT/FFT chèn/khử CP * Phía phát • Xử lí IFFT • Chèn CP % step 2: add CP data_IFFT_CP = [data_IFFT(FFTsize-CPsize+l:FFTsize) data_IFFT]; • Mơ kênh A WGN % step 3: AWGN channel tmp RV_Gausian RxSymbols = = = randn(1,FFTsize+CPsize); tmp*noisePower; data_IFFT_CP + RV_Gausian; * Phía thu • Khử CP • Xử Lí FFT > Quyết định đầu thực so sánh lôi • Quyết định đầu : 32 Hà Long Quyền - B18DCVT341 data_desl = zeros(l, length(data)); for i = 1:length(data_FFT) if data_FFT(i) >= data_desl(i) - 1; else data_desl(i) - -1; end end Thực so sánh lỗi -> Kết mô phỏng: num_errorl 133 BER1 = Ũ.2598 -> Nhận xét: Thực mơ 512 bit có 133 bit bị lỗi sau định phía thu > Đoạn mã chương trình 35] Hà Long Quyền - B18DCVT341 36] Hà Long Quyền - B18DCVT341 B Mơ hình hóa mơ hệ thống truyền dẫn BPSK-OFDM dùng mã hóa kênh kênh AWGN Máy phát OFDM Tạo liệu điều che BPSK MA 06 FFT_FFT_AWGN ❖ Thực mô mathlab > Khởi tạo tham số đầu vào : SHR = [0:1:9]; = 512; = 20; FFTsĩze CPsize numRun NumBits Note = 10A3; % = FFTsize*numRun; > Xác định hệ số ma trận mã hóa kênh theo mã hóa xoắn mode_sim = 2; Codding_Type =1; % for No channel code (OFDM without channel coding); % for channel coding (OFDM with channel coding) % Code Generation Matrix if mode_sim ==2 if Codding_Tỵpe == M = 1; G = [1 1;1 1]; elseif Codding_Type == kữ = G = ĩ; kũ = 2; G =[0010100 l;0 000000 1;1 0000001]; [1 11 0 1;1 1 0] ; else end end 35"l Hà Long Quyền - B18DCVT341 38 % IFFT (OFDM Modulation) TxSamples numSymbols % Insert CP Tx_ofdm % AHGN channel numSymbols_2 tmp noisePower RxSỵmbols Hà Long Quyền - B18DCVT341 % Check for Error if mode_sim==2 I = find((data-EstSyinbols) == 0); I = find((data2-EstSymbols) == 0); else end % Countered Errors errCount end SẸR(n,:) = errCount + (FFTsize-length(I)); = errCount / (FFTsize*numRun); end -> Nhận xét: Kết mô hệ thống BPSK OFDM kênh AWGN - SNR lớn tỉ lệ lôi giảm - > với thực tế ♦ So sánh có mã hóa kênh khơng mã hóa kênh : 37 Hà Long Quyền - B18DCVT341 -> Nhận xét: + Ở giá trị SNR tỉ lệ lỗi có mã hóa kênh nhỏ khơng mã hóa - Tốc độ giảm lơi SNR tăng cao mã hóa kênh lớn khơng mã hóa -> Hệ thống tối ưu mã hóa kênh > Giải thích đoạn mã chương trình 38 Hà Long Quyền - B18DCVT341 39 Hà Long Quyền - B18DCVT341 ... miền thời gian • Tham số tín hiệu OFDM miền tần số • Lựa chọn tham số OFDM sở tham số kênh vô tuyến ✓ Truy? ??n dân tín hiệu OFDM • Truy? ??n dân tín hiệu OFDM băng tần sở; • Matlab hóa để tính tốn... 0.5000 + -0.0000 + -0.5000 0.0000 - O.OOO Oi 0.500 0Ì O.OOO Oi 0.500 0Ì w= 0.5000 0.5000 0.5000 0.5000 + + + + O.OOOOi O.OOOOi O.OOOOi O.OOOOi 0.5000 + O.OOOOi 0.5000 + O.OOOOi 0.5000 + 0.0000... B18DCVT341 w_2 = + + + + 0.5000 0.5000 0.5000 0.5000 O.OOOO i O.OOOO i O.OOOO i O.OOOO i + 0.5000 0.0000 -0.5000 -0.0000 + O.OOOO i 0.5000 Ì O.OOOO i 0.5000 Ì 0.5000 + -0.5000 0.5000 + -0.5000 - O.OOOO