Bài sim ma06 trực quan hóa nguyên lý hoạt động hệ thống truyền dẫn ofdm trên cơ sở thực hiện ifftfft và chènkhử cp

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA VIỄN THÔNG - - BÀI THỰC HÀNH BỘ MÔN: ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN Giảng viên: Nguyễn Viết Đảm Hà Nội, tháng 11 năm 2021 Bài Sim-MA06: TRỰC QUAN HÓA NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN OFDM TRÊN CƠ SỞ THỰC HIỆN IFFT/FFT VÀ CHÈN/KHỬ CP ❖ Nội dung: 10 Đoàn Thị Linh Chi-B18DCVT044 - Chạy với N=5 V=3: - Khử CP matlab: - Chạy với N=5 V=3: 33 Đồn Thị Linh Chi-B18DCVT044 • Giải thích câu lệnh matlab Chèn CP: Câu lệnh function [CP_insert] = MA_06_CP_insert(N,V) O_I = zeros(V,N); O_V_N_V = zeros(V,N-V); I_V = eye(V); for i=1:V (*) O_I(i,:) = [O_V_N_V(i,:) I_V(i,:)] ;(1) End (2) I_N = eye(N); CP_insert = [O_I;I_N]; Giải thích Tạo function MA_06_CP_insert với đầu vào N & V Đầu CP_insert Khai báo O_I mảng toàn gồm V hàng x N cột Khai báo 0_V_N_V mảng toàn gồm V hàng N-V cột Khai báo I_V ma trận đơn vị kích thước VxV -(*) Bắt đầu vòng for cho i chạy từ 1:V -(1) O_I hàng thứ i tất cột = [O_V_N_V(i,:) I_V(i,:)] -(2) Kết thúc vòng for (*) Khai báo I_N ma trận đơn vị NxN Gán CP_insert = [O_I;I_N] • Giải thích câu lệnh matlab Khử CP: Câu lệnh function [CP_Remve] = MA_06_CP_Remove(N,V) CP_Remve = zeros(N,N+V); O_V I_N = zeros(N,V); = eye(N); for i =1:N (*) CP_Remve(i,:) = [O_V(i,:) I_N(i,:)];(1) End (3) Giải thích Tạo function MA_06_CP_Remove với đầu vào N & V Đầu CP_Remove Khai báo CP_Remve mảng toàn gốm N hàng x N+V cột Khai báo O_V = mảng toàn gồm N hàng x V cột Khai báo I_N ma trận đơn vị kích thước NxN (*) Bắt đầu vòng for cho i chạy từ 1:N -(1) CP_Remve(i,:) (hàng thứ i tất cột ) = [O_V(i,:) I_N(i,:)]; -(2) Kết thúc vòng for (*) 34 Đồn Thị Linh Chi-B18DCVT044 Bài Sim-MA07: MƠ HÌNH HĨA VÀ MƠ PHỎNG HIỆU NĂNG BER CHO HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN BPSKOFDM DÙNG MÃ KÊNH TRONG MÔI TRƯỜNG KÊNH AWGN ❖ Mục tiêu ✓ Mơ hình hóa trực quan hóa nguyên lý hoạt động hệ thống BPSKOFDM dùng mã kênh môi trường kênh AWGN ✓ Matlab hóa mơ hệ thống BPSK-OFDM dùng mã kênh môi trường kênh AWGN để: làm sáng tỏ nguyên lý hoạt động phân tích đánh giá hiệu ❖ Nội dung ✓ Xây dựng trình bày nguyên lý hoạt động trình điều chế/giải điều chế OFDM sở khơng gian tín hiệu ✓ Xây dựng mơ hình ngun lý hoạt động hệ thống BPSK-OFDM dùng mã kênh môi trường kênh AWGN ✓ Tiến trình mơ phỏng: Lưu đồ mơ thực mô hệ thống BPSK-OFDM dùng mã kênh mơi trường kênh AWGN ✓ Matlab hóa mơ hiệu BER hệ thống BPSK-OFDM dùng mã kênh môi trường kênh AWGN ▪ Thiết lập kịch mô phỏng: Định nghĩa tham số thiết trị tập tham số đầu vào cho chương trình mơ ▪ Matlab hóa mơ hình mơ hệ thống BPSK-OFDM dùng mã kênh môi trường kênh AWGN ▪ Thiết lập bước mô thực mô theo kịch mô ✓ Thực mô Matlab để: sáng tỏ nguyên lý hoạt động khảo sát đánh giá hiệu BER 35 Đoàn Thị Linh Chi-B18DCVT044 36 Đoàn Thị Linh Chi-B18DCVT044 37 Đoàn Thị Linh Chi-B18DCVT044 38 Đoàn Thị Linh Chi-B18DCVT044 39 Đoàn Thị Linh Chi-B18DCVT044 40 Đoàn Thị Linh Chi-B18DCVT044 MA_06_IFFT_FFT_AWGN - Tham số đầu vào: FFTsize = 1000; CPsize = 25; snr_in_dB = 10; noisePower = 10^(-snr_in_dB/10); Câu lệnh Giải thích Clc ; Clear ; Xóa cửa sổ lệnh Xóa mục khỏi khơng gian làm việc, giải phóng nhớ hệ thống Close all ; FFTsize = 1000; CPsize = 25; snr_in_dB = 10; noisePower = 10^(-snr_in_dB/10); data = 0.5*(sign(rand(1,FFTsize)-0.5)+1); (1) data = 2*data-1;(2) Xóa tất hình định -Khai báo FFTsize = 1000; - Khái báo CP size = 25; - Khai báo giá trị SNR_dB =10; -Gán noise power = 10^(-snr_in_dB/10) -(1) Sử dụng hàm rand để tạo chuỗi liệu đầu vào xử lí đưa dạng - (2) Đưa chuỗi đơn cực lưỡng cực Thực IFFT chuỗi liệu đầu vào gán vào data_IFFT Thực chèn CP chuỗi liệu sau IFFT data_IFFT = ifft(data); data_IFFT_CP = [data_IFFT(FFTsizeCPsize+1:FFTsize) data_IFFT]; tmp = randn(1,FFTsize+CPsize); (1) RV_Gausian = tmp*noisePower; (2) RxSymbols = data_IFFT_CP + RV_Gausian; (3) -(1) Tạo thành phần tạp âm random theo phân bố gauss - (2) Nhân với công suất tạp âm - (3) Dữ liệu đầu qua kênh liệu đầu vào + tạp âm - Thực khử CP data_CPR = RxSymbols(CPsize+1:FFTsize+CPsize); data_FFT = fft(data_CPR); data_des1 = zeros(1, length(data)); for i = 1:length(data_FFT) (*) if data_FFT(i) >= (1) data_des1(i) = 1;(2) else(3) Xử lí FFT -Khởi tạo mảng giá trị đầu sau định (*) Bắt đầu vong for cho i chạy từ 1>length(data_FFT) -(1) Bắt đầu vòng đk : Nếu data_FFT(i)>=0 định đầu =1; else đầu 41 Đoàn Thị Linh Chi-B18DCVT044 - Kết thúc data_des1(i) = -1;(4) end(5) end(6) error_vector1 = data~=data_des1; num_error1 = sum(error_vector1) BER1 = num_error1/FFTsize data_des2 = sign(real(data_FFT)); error_vector2 = data~=data_des2; num_error2 = sum(error_vector2); BER2 = num_error2/FFTsize BER_op = sum(sign(real(data_FFT))~=data)/FFTsize - So sánh bit đầu vào bit sau định Tính tổng số bit lỗi Tỉ lệ lỗi bit BER1 Lấy dấu phần thực data_FFT So sánh bit đầu vào bit sau định Tính tổng số bit lỗi Tỉ lệ lỗi bit BER2 Công thức tính BER_op - Kết mơ phỏng: 42 Đồn Thị Linh Chi-B18DCVT044 MƠ HÌNH HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN BPSK-OFDM SỬ DỤNG MÃ KÊNH TRONG BĂNG TẦN GỐC TRONG MÔI TRƯỜNG KÊNH AWGN 43 Đoàn Thị Linh Chi-B18DCVT044 SIM_MA_07_BPSK_OFDM_AWGN_ChannelCode - Tham số đầu vào: Câu lệnh Giải thích Clc ; Clear ; Xóa cửa sổ lệnh Xóa mục khỏi khơng gian làm việc, giải phóng nhớ hệ thống Close all ; SNR = [0:1:9]; FFTsize = 512; CPsize = 20; numRun = 10^3; (3) % Note NumBits = FFTsize*numRun; mode_Sim = 2; % for No channel code (OFDM without channel coding); % for channel coding (OFDM with channel coding) Codding_Type = 1; % Code Generation Matrix Xóa tất hình định Khai báo tham số đầu vào q trình mơ -(3) Tham số numRun thể số lần lấy mẫu kênh AWGN if mode_Sim ==2 if Codding_Type == k0 = 1; G = [1 1;1 1]; elseif Codding_Type == k0 = 1; G = [1 1 0 1;1 1 0]; else k0 = 2; G = [0 1 0 1;0 0 0 0 1;1 0 0 0 1]; 44 - Xác định mode mơ loại mã hóa mơ - Sử dụng mã hóa xoắn để mã hóa kênh - Mỗi loại codding_type ma trận mã hóa xoắn khác Đồn Thị Linh Chi-B18DCVT044 end end for n = 1:length(SNR), -Tạo vịng for thực mơ n chạy từ đến chiều dài SNR -(1) Khởi tạo số lượng lỗi ban đầu - Vòng for cho k chạy từ đến numRun - lệnh tiếp thực điều chế liệu BPSK errCount = 0; (1) for k = 1:numRun % Generated BPSK data numSymbols = FFTsize; data = 0.5*(sign(rand(1,numSymbols)0.5)+1); data2 = 2*data-1; if mode_Sim ==2 % Convolution code Encoder -Xác định mode_Sim để mã hóa xoắn chuỗi inputSymbols = liệu FWC_COV_Encoder(G,k0,data); - Sau chuyển sang dạng lưỡng cực inputSymbols = 2*inputSymbols-1; else inputSymbols = 2*data-1; end TxSamples = - Thực chèn CP sqrt(length(inputSymbols))*ifft(inputSymbols,len gth(inputSymbols)); numSymbols = length(inputSymbols); % Insert CP Tx_ofdm = [TxSamples(numSymbolsCPsize+1:numSymbols) TxSamples]; numSymbols_2 = length(inputSymbols); -Mô kênh AWGN với nhiêuc ngẫu tmp = nhiên phân bố GAUSS randn(1,numSymbols_2+CPsize); noisePower = 10^(-SNR(n)/10); RxSymbols = Tx_ofdm + sqrt(noisePower)*tmp; EstSymbols_1 = -Khử CP RxSymbols(CPsize+1:numSymbols_2+CPsize); Y = -Xử lí FFT fft(EstSymbols_1,length(EstSymbols_1)); EstSymbols_1 = Y; Chuỗi bit sau xử lí FFT định EstSymbols_1 = đầu sign(real(EstSymbols_1)); - Nếu > đầu for i = 1:length(EstSymbols_1) - Ngược lại đầu if EstSymbols_1(i)>0 45 Đoàn Thị Linh Chi-B18DCVT044 Decis(i)= 1; else Decis(i)= 0; end end if mode_Sim==2 % Convolution code Decoder EstSymbols = FWC_COV_Dencoder(G,k0,Decis); else EstSymbols = EstSymbols_1; end errCount = errCount + (FFTsize-length(I)); end BER(n,:) = errCount / (FFTsize*numRun); - Xác định mode giải mã hóa kênh Tính lỗi đưa tỉ lệ lỗi BER giá trị SNR KẾT QUẢ CHẠY MÔ PHỎNG: NHẬN XÉT: SNR lớn tỉ lệ lỗi BER giảm 46 Đoàn Thị Linh Chi-B18DCVT044 NHẬN XÉT: - Với giá trị SNR tỉ lệ lỗi BER có mã hóa kênh nhỏ khơng mã hóa kênh - Khi SNR tăng tỉ lệ lỗi BER giảm kênh AWGN khơng mã hóa kênh 47 .. .Bài Sim-MA06: TRỰC QUAN HÓA NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN OFDM TRÊN CƠ SỞ THỰC HIỆN IFFT/FFT VÀ CHÈN/KHỬ CP ❖ Nội dung: 10 11 12 13 SIM_MA_06_PSD _OFDM: Mô tả phổ OFDM băng... Chi-B18DCVT044 Bài Sim-MA07: MƠ HÌNH HĨA VÀ MƠ PHỎNG HIỆU NĂNG BER CHO HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN BPSKOFDM DÙNG MÃ KÊNH TRONG MÔI TRƯỜNG KÊNH AWGN ❖ Mục tiêu ✓ Mơ hình hóa trực quan hóa nguyên lý hoạt động hệ thống. .. ❖ Nội dung ✓ Xây dựng trình bày nguyên lý hoạt động trình điều chế/giải điều chế OFDM sở khơng gian tín hiệu ✓ Xây dựng mơ hình ngun lý hoạt động hệ thống BPSK -OFDM dùng mã kênh môi trường kênh