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

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA VIỄN THÔNG BỘ MÔN ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN  HOMEWORK MA_06_07 Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Viết Đảm 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 nguyên lý hoạt động hệ thống truyền dẫn OFDM sở xử lý IFFT/FFT chèn/khử CP  Trực quan hóa nguyên 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 dẫn 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 vô tuyến  Truyền dẫn tín hiệu OFDM  Truyền dẫn tín hiệu OFDM băng tần sở;  Matlab hóa để tính tốn biểu diễn tín hiệu OFDM băng tần sở;  Truyền dẫn tín hiệu OFDM băng tần vơ tuyến; Bài làm 1.Tín hiệu phổ tần tín hiệu OFDM 2.Điều chế giải điều chế tín hiệu OFDM sở khơng gian tín hiệu Mơ hình hóa hệ thống truyền dẫn OFDM sở thực FFT/IFFT chèn khử CP exp(j*2*pi/4) exp(j*4*pi/4) exp(j*6*pi/4); exp(j*4*pi/4) exp(j*8*pi/4) exp(j*12*pi/4); exp(j*6*pi/4) exp(j*12*pi/4) exp(j*2*3*3*pi/4)]; W_H=1/2*W_H W = [1 1 1; exp(-j*2*pi/4) exp(j*4*pi/4) exp(-j*6*pi/4); Khởi tạo ma trận W - Khởi tạo ma trận W có giá trị bên Hà Long Quyền – B18DCVT341 20 exp(-j*4*pi/4) exp(j*8*pi/4) exp(-j*12*pi/4); exp(-j*6*pi/4) exp(j*12*pi/4) exp(-j*2*3*3*pi/4)]; test = abs(W_H*W) x11 = 1:4 (1) x12 = W_H*x11' (2) x13 = W*x12 (3) test2 = x11~=round(x13') (4) N= 4; (1) W_H_2 = zeros(N); (2) 10 for i =1:N (*) for m= 1:N (**) W_H_2(i,m) = exp(j*2*pi/N*(i-1)*(m-1)); (1) end (2) end (3) 11 W_H_2 = 1/sqrt(N)*W_H_2 (1) W_H_2~=W_H (2) 12 W_2 = zeros(N); - Tính giá trị modul tích W_H * W (1) Khởi tạo chuỗi x11 = 1,2,3,4 - (2) x12 = W_H * x11’(x11 chuyển vị ) -(3) x13 = W*x12 -(4) So sánh x11 x13’ - (1) Khai báo N =4 - (2) Tạo ma trận W_H_2 ma trận tồn có N phần tử (*) Bắt đầu vòng for cho i chạy từ 1:N - (**) Bắt đầu vòng for (*) cho m chạy từ :N -(1) W_H_2(i,m) phần tử vị trí hàng i cột m = exp(j*2*pi/N*(i-1)*(m-1)) -(2) kết thúc (**) -(3) Kết thúc (*) (1) W_H_2 = 1/sqrt(N)*W_H_2 -(2) W_H_2 so sánh W_H Tạo ma trận W_2 ma trận 13 14 15 for m =1:N (*) for i= 1:N (**) W_2(m,i) = exp(j*2*pi/N*(m-1)*(i-1)); (1) end (2) end (3) W_2 = 1/sqrt(N)*W_2 (1) W_2~=W (2) *Tạo toán tử IFFT( ma trận WH) với N=4 Kết : *Tạo tốn tử FFT( ma trận W) tồn có N phần tử (*) Bắt đầu vòng for cho i chạy từ m:N - (**) Bắt đầu vòng for (*) cho i chạy từ :N -(1) W_H_2(m,i) phần tử vị trí hàng m cột i = exp(j*2*pi/N*(m-1)*(i-1)); -(2) kết thúc (**) -(3) Kết thúc (*) -(1) W_2 = 1/sqrt(N)*W_2 - So sánh W_2 W MA_18_Nguyễn Thị Hằng _B18DCVT133 *Kết *Chèn CP, với N=4 V=2 Kết : MA_18_Nguyễn Thị Hằng _B18DCVT133 *Khử CP Kết : *OFDM_principle MA_18_Nguyễn Thị Hằng _B18DCVT133 MA_18_Nguyễn Thị Hằng _B18DCVT133 Kết : MA_18_Nguyễn Thị Hằng _B18DCVT133 Sim_MA07 Mơ hình hóa mơ hiệu BER cho hệ thống truyền dẫn BPSKOFDM dùng mã kênh mơi 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 MA_18_Nguyễn Thị Hằng _B18DCVT133 1.Mơ mơ hệ thống truyền dẫn OFDM băng tần sở mơi trường kênh AWGN  Tín hiệu thu sau qua kênh nhiễu trắng cộng AWGN :  Sau qua tách sóng định bit phát ban đầu: (với u ngưỡng định) *Tiến trình mơ truyền dẫn OFDM môi trường kênh AWGN Các bước thực : Bước 1: Thiết lập tham số mô Bước 2:Điều chế BPSK Bước 3:Điều chế OFDM IFFF MA_18_Nguyễn Thị Hằng _B18DCVT133 Bước 4:Chèn CP Bước 5: Tạo kênh AWGN liệu kênh AWGN Bước 6: Khử CP Bước 7: Giải điều chế OFDM nhờ FFT Bước 8: Tách sóng định cứng Bước 9: So sánh kiểm tra lỗi đếm lỗi Thực Matlab: Bước 1: Bước 2: MA_18_Nguyễn Thị Hằng _B18DCVT133 Bước 3: Bước 4: Bước 5: Bước 6: Bước 7: Bước 8: MA_18_Nguyễn Thị Hằng _B18DCVT133 Bước 9: Bước 10: Kết :  Với bit vào N=512bit số bit lỗi 124 BER =0,2422 2.Mơ hình hóa mơ hệ thống truyền dẫn Hệ thống truyền thông vô tuyến BPSK-OFDM dùng mã kênh kênh AWGN MA_18_Nguyễn Thị Hằng _B18DCVT133 *chương trình code matlab MA_18_Nguyễn Thị Hằng _B18DCVT133 *Giải thích code Stt Câu lệnh Clc Clear ; Close all ; SNR = [0:1:9]; (1) FFTsize = 512; (2) CPsize = 20; (3) numRun = 10^3; (4) NumBits = FFTsize*numRun; (5) mode_Sim = 2; % for No channel code (OFDM without channel coding); % for channel coding (OFDM with channel coding) Codding_Type = 1; % Code Generation Matrix 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]; Giải thích Xóa cửa sổ lệnh Xóa mục khỏi khơng gian làm việc, giải phóng nhớ hệ thống Xóa tất hình định - Khai báo tham số đầu vào q trình mơ -(4) Tham số numRun thể số lần lấy mẫu kênh AWGN Xác mô loại mã hóa mơ - Sử dụng mã hóa xoắn để mã hóa kênh Mỗi loại Codding _Type dạng ma trận mã hóa xoẵn khác MA_18_Nguyễn Thị Hằng _B18DCVT133 10 11 12 13 else k0 = 2; G = [0 1 0 1;0 0 0 0 1;1 0 0 0 1]; end end for n = 1:length(SNR) (*) 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 inputSymbols = FWC_COV_Encoder(G,k0,data); inputSymbols = 2*inputSymbols-1; else inputSymbols = 2*data-1; end TxSamples = sqrt(length(inputSymbols)) * ifft(inputSymbols,length(inputSymbols)) numSymbols = length(inputSymbols); Tx_ofdm = [TxSamples(numSymbolsCPsize+1:numSymbols) TxSamples]; numSymbols_2 = length(inputSymbols); tmp = randn(1,numSymbols_2+CPsize); noisePower = 10^(-SNR(n)/10); RxSymbols = Tx_ofdm + sqrt(noisePower)*tmp; EstSymbols_1 = RxSymbols(CPsize+1:numSymbols_2+CPsize); EstSymbols_1 = Y; EstSymbols_1 = sign(real(EstSymbols_1)); for i = 1:length(EstSymbols_1) if EstSymbols_1(i)>0 Decis(i)= 1; else Decis(i)= 0; end end - Bắt đầu vòng for(*) thực mô theo giá trị SNR - Các lệnh nằm vòng for (*) - (1) Khởi tạo số lượng lỗi ban đầu =0 -(**) Bắt đầu vòng for k = 1: numRun - Các lệnh thực điều chế liệu BPSK Xác định mode_Sim để mã hóa xoắn chuỗi liệu - Sau chuyển sang dạng lưỡng cực Thực xử lí IFFT - Thực chèn CP Mơ kênh AWGN với nhiễu ngẫu nhiên phân bố Gauss Khử CP - Chuỗi bit sau xử lí FFT định đầu - Nếu > đầu - Ngược lại đầu MA_18_Nguyễn Thị Hằng _B18DCVT133 14 15 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 SER(n,:) = errCount / (FFTsize*numRun); Xác định mode giải mã hóa kênh Tính lỗi đưa tỉ lệ lỗi SER giá trị SNR Nhận xét : +Ở giá trị SNR tỉ lệ lỗi có mã hóa kênh nhỏ khơng mã hóa +Đồ thị lỗi phụ thuộc theo SNR kênh có mã hóa có độ dốc lớn so với kênh khơng mã hóa kênh có mã hóa kênh có độ giảm lỗi cao => Hệ thống tối ưu có mã hóa kênh .. .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 trình xây dựng mơ hình ngun lý hoạt động hệ thống truyền dẫn OFDM sở. .. _B18DCVT133 Sim_ MA07 Mô hình hóa mơ hiệu BER cho hệ thống truyền dẫn BPSKOFDM dùng mã kênh môi trường kênh AWGN *Mục tiêu  Mơ hình hóa trực quan hóa nguyên lý hoạt động hệ thống BPSKOFDM dùng... điều chế OFDM sở khơng gian tín hiệu  Xây dựng mơ hình nguyên lý hoạt động hệ thống BPSK -OFDM dùng mã kênh mơi trường kênh AWGN  Tiến trình mô phỏng: Lưu đồ mô thực mô hệ thống BPSK -OFDM dùng