Chuong5( fileminimizer)

Chương 5: Kết CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ Chương trình bày kết thử nghiệm hệ thống MIMO-OFDM Do giới hạn thiết bị phần cứng, khơng có Board đủ mạnh thành phần RF để thử nghiệm nên tồn kết có sử dụng Scope Matlab để quan sát, nhiên, kết đáp ứng hầu hết yêu cầu giống thiết bị thật Để tiện việc khảo sát khả hoạt động khối, đề tài khảo sát kết ngẫu nhiên hố, mã hố kênh, q trình xử lý liệu bên phát, trình xử lý liệu bên thu… Các liệu ngõ thường có thời gian trễ so với liệu vào Tuy khối cụ thể mà thời gian trễ khác Để tiện việc kiểm tra, liệu ngõ vào gắn thêm trễ cho đồng với liệu ngõ Đồng thời, đề tài trình bày thơng số tài ngun hệ thống sau biên dịch 5.1 Bộ điều khiển Trong điều khiển đưa dạng tín hiệu, tín hiệu đồng bộ, nhằm giúp hệ thống hoạt động tốt, tín hiệu dẫn, nhằm phục vụ điều khiễn riêng cho nhiệm vụ 5.1.1 Tín hiệu động Trong Hình 5.1 đại diện dạng tín hiệu đồng bộ, đó:  Tín hiệu (a): báo hiệu bắt đầu symbol liệu  Tín hiệu (b): báo hiệu kết thúc symbol liệu  Tín hiệu (c): xác định tính hợp lệ liệu trước qua mã hoá kênh, tổng liệu hợp lệ 354/640 kích thước symbol  Tín hiệu (d): xác định tính hợp lệ liệu sau qua mã hoá kênh, tổng liệu hợp lệ 360/640 kích thước symbol  Tín hiệu (e): sử dụng để báo hiệu liệu dùng để chèn Cyclic Prefix 79 Chương 5: Kết Hình 5.1: Kết liệu khối điều khiển: Tín hiệu đồng 5.1.2 Tín hiệu dẫn Hình 5.2: Kết liệu khối điều khiển: Tín hiệu dẫn ghép pilot zero Trong Hình 5.2, tín hiệu dẫn cho việc ghép pilot zero, vị trí có biên độ là vị trí chèn thêm giá trị vào liệu, vị trí có biên độ 80 Chương 5: Kết vị trí chèn thêm giá trị pilot liệu, giá trị khác tín hiệu điều khiển cho MUX (như nói chương 4) để xuất liệu tránh trường hợp chèn đè lên liệu tồn gây liệu Trong Hình 5.3, tín hiệu thị đồ thị (a) phục vụ cho việc loại bỏ pilot zero, hình (b) (c) để xác định vị trí pilot giá trị liệu nhận để phục vụ công tác ước lượng kênh Hình 5.3: Kết liệu khối điều khiển: Tín hiệu dẫn tách pilot zero 5.2 Khối ngẫu nhiên hố Hình 6.1: kết liệu sau qua khối ngẫu nhiên hoá 81 Chương 5: Kết Như biết, nhiệm vụ khối Ngẫu nhiên hố nhằm giúp tín hiệu tránh xuất q nhiều bit nhiều khiến việc phân bố công suất điều chế số không đồng đều, khó đồng Tại Hình 6.1 trên, liệu trước qua khối ngẫu nhiên hoá, ta thấy tần suất bit bit xuất liên tục nhiều, nhiên sâu qua khối ngẫu nhiên hoá, tần suất giảm lại đáng kể, hình bên 6.1 Khối mã hoá kênh Dữ liệu vào khối mã hoá kênh luồng đơn (bit 0/1) hình (a), sau qua khối mã hố nhân chập với tỉ lệ mã ½, liệu ngõ luồng kép hình (b) (c), luồng kép tiếp tục qua khối đan xen khối, liệu hình (c) (d) liệu cuối sau xử lý Hình 6.2: Kết liệu khối mã hố kênh Hình 6.3, cho ta thấy hiệu khối đan xen, hình liệu trước qua khối đan xen, lỗi chùm xuất với số lượng lớn, với lỗi chùm này, khối giải mã nhân chập làm việc không hiệu quả, nhiên, liệu sau qua khối đan xen (hình dưới) ta thấy lỗi chùm chuyển thành lỗi rời rạc nhằm tăng khả sửa lỗi cho hệ thống 82 Chương 5: Kết Hình 6.3: Hiệu khối đan xen khối 6.2 Khối điều chế giải điều chế số Hình 6.4: Kết liệu khối điều chế số 16QAM (a) Dữ liệu ngõ vào (4 bit) (b) liệu sau điều chế 16QAM (trục I Q) 6.3 Khối phân tập an-ten Hình 6.5 (a) liệu ngõ vào với thời gian đơn vị liệu gọi T, hình (b) (c) liệu sau phân tập cho an-ten an-ten với thời gian cho đơn vị liệu 2T 83 Chương 5: Kết Hình 6.5: Kết liệu khối phân tập an-ten 6.4 Ghép symbol OFDM Hình 6.6: Kết liệu khối ghép Symbol OFDM Hình 6.6 cho ta thấy kết khối chèn 45 zero 31 pilot vào liệu Dữ liệu ngõ khối Ghép symbol OFDM tiếp tục cho qua khối IFFT Hình 6.7 khối chèn khoản bảo vệ hình 5.11 84 Chương 5: Kết Hình 6.7: Kết liệu sau qua khối IFFT Hình 6.8: Kết liệu xử lý thêm khoảng bảo vệ 6.5 Khối tạo nhiễu: Trong hình bên dưới, hình thứ thứ nhiễu AWGN, hình thứ tín hiệu sau cộng nhiễu 85 Chương 5: Kết Hình 6.9: Kết liệu cộng nhiễu AWGN 6.6 Khối ước lượng kênh Dựa vào liệu từ vị trí pilot (b), hệ ước lượng kênh tính hệ số kênh truyền (c) thời điểm xác định (Hình 6.10) Hình 6.10: Kết khối ước lượng kênh 86 Chương 5: Kết 6.7 Khối giải mã MMSE Dựa vào hệ số kênh truyền nhận được, khối MMSE Decoder khơi phục lại liệu ban đầu, khối có tích hợp sẵn giải phân tập, nên ngõ liệu luồng (Hình 6.11) Hình 6.11: Kết khối giải mã MMSE 6.8 Tỉ lệ lỗi hệ thống với nhiễu AWGN: Hình 6.12: Tỉ lệ lỗi hệ thống so với mô Matlab 87 Chương 5: Kết Nhìn vào kết Hình 6.12 đề tài chứng minh kết thực ngơn ngữ phần cứng hồn tồn phù hợp với kết thực mơ hình mơ Matlab Simulink (chương 3) Hệ thống MIMO-OFDM SDM mà đề tài thực hiện, có sử dụng Channel Coding khơng cịn lỗi nhiễu AWGN có SNR 20 dB 6.9 Tài nguyên phần cứng hệ thống Sau sử dụng chương trìng Synplify hang Synopsys để tổng hợp, tài nguyên phần cứng mà hệ thống MIMO-OFDM SDM sử dụng Bảng 6.1 Tổng tài nguyên chiếm dụng sử dụng Board Statix IV (EP4S100G5F 45C2ES1) không vượt khả Board, vậy, hệ thống hoàn tồn thực thực tế có board phù hợp Bảng 6.1: Tài nguyên phần cứng hệ thống MIMO-OFDM SDM board Statix V Tên khối ALUTs Register Tối đa: 424960 Controller 334 319 (0%) Data TX Randomizer Channel Coding Modulation De-MUX Symbol OFDM 80 14 1152 58 9928 Channel 360 OFDM Data Estimation SDM Decoder De-Modulation Channel De-Coder De-Randomizer Tổng cộng 9916 3678 48087 32 8132 14 81791 ALMs Tối đa: 212480 Điều khiển 213 (0%) Phía phát 158 (0%) 81 (0%) 42 (0%) 24 (0%) 1122 (0%) 768 (0%) 44 (0%) 51 (0%) 256 (0%) 132 (0%) 12898 (3%) 9523 (4%) Kênh truyền 291 (0%) 326 (0%) Phía thu 12576 (2%) 9406 (4%) 7312 (1%) 5918(2%) 258 (0%) 25372 (11%) 44 (0%) 39 (0%) 4356 (1%) 4645 (2%) 42 (0%) 24 (0%) 39718 (9,31%) 56522 (26,6%) 88 Memory Tối đa: 1280 (M9Ks) DS block Tối đa: 128 11 (0%) 0 80 (6%) 0 57 (4%) 0 0 (7.03%) (2,34%) 49 (3%) 12 (0%) 0 125 (9%) 334 (26,09%) (7.03%) (1,56%) 20 (15.63%) 0 43 (33,59%)