1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

Ứng dụng matlab vào mô phỏng truyền dẫn ofdm

52 0 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Ứng dụng MATLAB vào mô phỏng truyền dẫn OFDM
Tác giả Phạm Hữu Tài, Vũ Xuân Hảo
Người hướng dẫn Th.S - Phạm Thị Thảo Khương
Trường học Đại học Đà Nẵng
Chuyên ngành Điện tử - Truyền thông
Thể loại Đồ án tổng hợp
Năm xuất bản 2020
Thành phố Đà Nẵng
Định dạng
Số trang 52
Dung lượng 14,22 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU (8)
  • CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN OFDM (10)
    • 2.1. Khái niệm cơ bản OFDM (10)
    • 2.2 Nguyên lý kỹ thuật OFDM (10)
      • 2.2.1 Tính trực giao (Orthogonal) của tín hiệu OFDM (15)
      • 2.2.2 Trực giao trong miền tần số của tín hiệu OFDM (15)
      • 2.2.3 Biến đổi Fourier (17)
      • 2.2.4 Điều chế PSK (biến đổi pha) (17)
    • 2.3 Dự án mô phỏng OFDM (18)
  • CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH (21)
    • 3.1 Tổng quan mô phỏng OFDM (21)
    • 3.2 Cấu hình và thông số hệ thống (23)
    • 3.3 Đầu vào và đầu ra (25)
      • 3.3.1 Hình ảnh đầu vào (25)
      • 3.3.2 Hình ảnh đầu ra (26)
    • 3.4 Truyền tín hiệu OFDM (27)
      • 3.4.1 Máy phát OFDM (27)
      • 3.4.2 Bộ điều chế OFDM (28)
    • 3.5 Kênh truyền (31)
    • 3.6 Bộ thu OFDM (31)
      • 3.6.1 Máy dò khung (0)
      • 3.6.2 Trạng thái giải điều chế (32)
      • 3.6.3 Bộ giải mã OFDM (33)
    • 3.7 Tính toán lỗi (35)
    • 3.8 Mục hiển thị plots xử lý (0)
  • CHƯƠNG 4: KIỂM TRA KẾT QUẢ (0)
    • 4.1 Kết quả mô phỏng (0)
    • 4.2 Trường hợp ảnh hưởng Noise nhiều (47)
    • 4.3 Nhận xét (49)

Nội dung

Trong khoảng thời gian bảo vệ, mỗi symbol OFDM được mởrộng theo chu kỳ để tránh nhiễu giữa các sóng mang ICI.Về bản chất, OFDM là một trường hợp đặc biệt của phương thức phát đa sóngmang

GIỚI THIỆU

OFDM được phát minh từ những năm 1950, nhưng do việc điều chế dữ liệu các sóng mang một cách chính xác, việc tách các sóng phụ quá phức tạp và thiếu các thiết bị phục vụ cho việc thực hiện kỹ thuật nên hệ thống chưa phát triển vào thời điểm đó. Tuy nhiên sau 20 năm được phát minh, kỹ thuật OFDM đã được ứng dụng rộng rãi nhờ vào sự phát triển của phép biến đổi Fourier nhanh FFT và IFFT Cũng giống như kỹ thuật CDM, kỹ thuật OFDM được ứng dụng đầu tiên trong lĩnh vực quân sự. Đến những năm 1980, kỹ thuật OFDM được nghiên cứu nhằm ứng dụng trong modem tốc độ cao và trong truyền thông di động Và những năm 1990, OFDM được ứng dụng trong truyền dẫn thông tin băng rộng như HDSL, ADSL, VHDSL sau đó OFDM được ứng dụng rộng rãi trong phát thanh số DAB(Digital Audio Broadcasting) và truyền hình số DVB(Digital Video Broadcasting) Trong những năm gần đây, OFDM đã được sử dụng trong các hệ thống không dây như IEEE 802.11n (Wi-Fi) và IEEE 802.16e (WiMAX), hiện tại được nghiên cứu ứng dụng trong chuẩn di động 3.75G và 4G, 5G.

Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) là một phương pháp điều chế cho phép truyền dữ liệu tốc độ cao trong các kênh truyền chất lượng thấp OFDM đã được sử dụng trong phát thanh truyền hình số, đường dây thuê bao số không đối xứng, mạng cục bộ không dây Với các ưu điểm của mình, OFDM đã và đang tiếp tục nghiên cứu trong các lĩnh vực khác như truyền thông Kỹ thuật này phân chia dải tần cho phép thành rất nhiều dải tần con với các sóng mang khác nhau, mỗi sóng mang này được điều chế để truyền một dòng dữ liệu tốc độ thấp Tập hợp các dòng dữ liệu tốc độ thấp này chính là dòng dữ liệu tốc độ cao cần truyền tải Các sóng mang trong kỹ thuật điều chế đa sóng mang là họ sóng mang trực giao Điều này cho phép ghép chồng phổ giữa các sóng mang do đó sử dụng giải thông một cách có hiệu quả Ngoài ra sử dụng sóng mang trực giao còn mang lại nhiều lợi thế kỹ thuật khác, do đó các hệ thống điều chế đa sóng mang đều sử dụng sóng mang đa trực giao và gọi chung là ghép kênh theo tần số trực giao OFDM.

 Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu của dự án này là thể hiện tính khả thi của hệ thống OFDM và kiểm tra xem hiệu suất của nó được thay đổi như thế nào bằng cách thay đổi một số thông số chính trong OFDM Mục tiêu này được đáp ứng bằng cách phát triển chương trìnhMATLAB để mô phỏng hệ thống OFDM cơ bản Từ quá trình phát triển này, có thể nghiên cứu cấu trúc của một hệ thống OFDM với chương trình MATLAB hoàn thành, các đặc tính của hệ thống OFDM có thể được khám phá.

TỔNG QUAN OFDM

Khái niệm cơ bản OFDM

OFDM (hay còn gọi là Ghép kênh theo tần số trực giao) là một sơ đồ truyền thông kỹ thuật số đa sóng Nó kết hợp một số lượng lớn các kênh truyền tải tốc độ dữ liệu thấp để xây dựng một hệ thống kênh truyền tốc độ dữ liệu cao tổng hợp.

Nguyên lý kỹ thuật OFDM

Kỹ thuật ghép kênh theo tần số trực giao OFDM MC là cơ sở của OFDM, điểm khác biệt đó là OFDM sử dụng tập các sóng mang trực giao nhau Tính trực giao có nghĩa là các tín hiệu được điều chế sẽ hoàn toàn độc lập với nhau Tính trực giao với nhau đạt được do các sóng mang được đặt chính xác tại các vị trí “null” của các phổ tín hiệu đã điều chế, điều này cho phép phổ của các tín hiệu có thể chồng lấn lên nhau tức là hoàn toàn không cần dải bảo vệ, nên tiết kiệm băng thông đáng kể so với FDM truyền thống

Hình 2 Băng thông sử dụng hiệu quả trong OFDM

(a)Phổ của FDM (b) Phổ của OFDM OFDM phân toàn bộ băng tần thành nhiều kênh băng hẹp, mỗi kênh có một sóng mang riêng biệt Các sóng mang này trực giao với các sóng mang khác có nghĩa là có một số nguyên lần lặp trên một chu kỳ ký tự Vì vậy, phổ của mỗi sóng mang

Sv: Phạm Hữu Tài bằng “không” tại tần số trung tâm của tần số sóng mang khác trong hệ thống Kết quả là không có nhiễu giữa các sóng mang phụ.

Nguyên lý cơ bản của OFDM là chia nhỏ một luồng dữ liệu tốc độ cao trước khi phát thành nhiều luồng dữ liệu tốc độ thấp hơn và phát mỗi luồng dữ liệu đó trên một sóng mang con khác nhau Các sóng mang này là trực giao với nhau, điều này được thực hiện bằng cách chọn độ giãn tần số một cách hợp lý Vì khoảng thời gian symbol tăng lên làm cho các sóng mang con song song tốc độ thấp hơn, cho nên lượng nhiễu gây ra do độ trải trễ đa đường được giảm xuống Nhiễu xuyên ký tự ISI được hạn chế hầu như hoàn toàn do việc đưa vào một khoảng thời gian bảo vệ trong mỗi symbol OFDM Trong khoảng thời gian bảo vệ, mỗi symbol OFDM được mở rộng theo chu kỳ để tránh nhiễu giữa các sóng mang ICI.

Về bản chất, OFDM là một trường hợp đặc biệt của phương thức phát đa sóng mang theo nguyên lý chia dòng dữ liệu tốc độ cao thành tốc độ thấp hơn và phát đồng thời trên một số sóng mang được phân bố một cách trực giao Nhờ thực hiện biến đổi chuỗi dữ liệu từ nối tiếp sang song song nên thời gian symbol tăng lên Do đó, sự phân tán theo thời gian gây bởi trải rộng trễ do truyền dẫn đa đường (multipath) giảm xuống.

Trong OFDM, dữ liệu trên mỗi sóng mang chồng lên dữ liệu trên các sóng mang lân cận Sự chồng chập này là nguyên nhân làm tăng hiệu quả sử dụng phổ trong OFDM Trong một số điều kiện cụ thể, có thể tăng dung lượng đáng kể cho hệ thống OFDM bằng cách làm thích nghi tốc độ dữ liệu

Trên mỗi sóng mang tùy theo tỷ số tín hiệu trên tạp âm SNR của sóng mang đó.Giữa kỹ thuật điều chế đa sóng mang không chồng phổ và kỹ thuật điều chế đa sóng mang chồng phổ có sự khác nhau Trong kỹ thuật đa sóng mang chồng phổ, ta có thể tiết kiệm được khoảng 50% băng thông (hình 2) Để đạt được hiệu quả đó,trong kỹ thuật đa sóng mang chồng phổ cần triệt để giảm xuyên nhiễu giữa các sóng mang Điều này có nghĩa là các sóng này cần trực giao với nhau Sự trực giao giữa các sóng mang là mối quan hệ toán học một cách chính xác giữa các tần số của các với các trạm khác Với cách truyền OFDM, những tín hiệu thông tin từ nhiều trạm được kết hợp trong một dòng dữ liệu ghép kênh đơn Sau đó dữ liệu này được truyền khi sử dụng khối OFDM được tạo ra từ nhiều sóng mang Tất cả các sóng mang thứ cấp trong tín hiệu OFDM được đồng bộ thời gian và tần số với nhau, cho phép kiểm soát can nhiễu giữa những sóng mang Các sóng mang này chồng lấp nhau trong miền tần số, nhưng không gây can nhiễu giữa các sóng mang (ICI) do bản chất trực giao của điều chế Với FDM những tín hiệu truyền cần có khoảng bảo vệ tần số lớn giữa những kênh để ngăn ngừa can nhiễu Điều này làm giảm hiệu quả phổ tuy nhiên với OFDM sự trực giao những sóng mang làm giảm đáng kể khoảng bảo vệ cải thiện hiệu quả phổ.

Hình 5 Sắp xếp tần số của hệ thống OFDM

Hình 6 Symbol OFDM với 4 sóng mang con

Trong công nghệ FDM truyền thống, các sóng mang được lọc ra riêng biệt để bảo đảm không có sự chồng phổ, do đó không có hiện tượng giao thoa ký tự ISI giữa những sóng mang nhưng phổ lại chưa được sử dụng với hiệu quả cao nhất Với kỹ thuật OFDM, nếu khoảng cách sóng mang được chọn sao cho những sóng mang trực giao trong chu kỳ ký tự thì những tín hiệu được khôi phục mà không giao thoa hay chồng phổ.

Phổ của một sóng mang a Phổ của một kênh con

Phổ của 5 sóng mang b Phổ của 5 sóng mang OFDM f

Hình 7 Phổ của sóng mang con OFDM

2.2.1 Tính trực giao (Orthogonal) của tín hiệu OFDM

Các tín hiệu là trực giao nhau nếu chúng độc lập tuyến tính với nhau Trực giao là một đặc tính giúp cho các tín hiệu đa thông tin (multiple information signal) được truyền một cách hoàn hảo trên cùng một kênh truyền thông thường và được tách ra mà không gây nhiễu xuyên kênh Việc mất tính trực giao giữa các sóng mang sẽ tạo ra sự chồng lắp giữa các tín hiệu mang tin và làm suy giảm chất lượng tín hiệu và làm cho đầu thu khó khôi phục lại được hoàn toàn thông tin ban đầu.

Trong OFDM, các sóng mang con được chồng lặp với nhau những tín hiệu vẫn có thể được khôi phục mà không có xuyên nhiễu giữa các sóng mang kế cận bởi vì giữa sóng mang con có tính trực giao.

2.2.2 Trực giao trong miền tần số của tín hiệu OFDM

Một cách khác để xem xét tính trực giao của tín hiệu OFDM là xem phổ của nó. Phổ của tín hiệu OFDM chính là tích chập của các xung dirac(trực tiếp) tại các tần số sóng mang với phổ của xung hình chữ nhật (bằng 1 trong khoảng thời gian symbol, bằng 0 tại các vị trí khác) Phổ biên độ của xung hình chữ nhật là sinc( fT) Hình dạng của hình sinc có một búp chính hẹp và nhiều búp phụ có biên độ suy hao chậm với các tần số xa trung tâm Mỗi sóng mang con có một đỉnh tại tần số trung tâm và bằng không tại tất cả các tần số là bội số của 1/T.

Tính trực giao là kết quả của việc đỉnh của mỗi sóng mang con tương ứng với các giá trị không của tất cả các sóng mang con khác Khi tín hiệu này được tách bằng cách sử dụng biến đổi Fourier rời rạc (DFT), phổ của chúng không liên tục như hình 8_(a), mà là những mẫu rời rạc Phổ của tín hiệu lấy mẫu tại các giá trị “0‟ trong hình vẽ Nếu DFT được đồng bộ theo thời gian, các mẫu tần số chồng lắp giữa các sóng mang con không ảnh hưởng tới bộ thu Giá trị đỉnh đo được tương ứng với giá trị “null mang rực giao giữa các sóng con

(a) :Mô tả phổ của mỗi sóng mang con và mẫu tần số rời rạc được nhìn thấy của bộ thu

(b) :Mô tả đáp ứng tổng cộng của 5 sóng mang con đường tô đậm.

Hình 8 Đáp ứng tần số của các sóng mang con

Biến đổi fourier nhanh (FFT) và nghịch đảo (IFFT) đóng một vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng xử lý tín hiệu số Chúng đã được áp dụng trong một loạt các lĩnh vực và ứng dụng như đường dây thuê bao kỹ thuật số không đối xứng ( ADSL), phát sóng âm thanh kỹ thuật số(DAB), phát sóng video kỹ thuật số(DVB) và hệ thống ghép kênh phân chia tần số trực giao(OFDM).

FFT Phép biến đổi một hàm số hoặc một tín hiệu theo miền thời gian sang miền tần số Chẳng hạn như một bản nhạc có thể được phân tích dựa trên tần số của nó.

IFFT hoạt động ngược lại với FFT( từ miền tần số sang miền thời gian).

2.2.4 Điều chế PSK (biến đổi pha):

PSK là phương thức điều chế pha của tín hiệu sóng mang cao tần, biến đổi theo tín hiệu băng gốc.

Tín hiệu PSK có dạng sóng dao động tần số f, mỗi bit đặc trưng bởi góc pha khác nhau của tín hiệu.

Ví dụ: pha = 90° cho bit 0 và pha = -90° cho bit 1

Sơ đồ điều chế QPSK

Dự án mô phỏng OFDM

Sơ lược về mô phỏng

Trong truyền thông kỹ thuật số, thông tin được thể hiện dưới dạng bit Dữ liệu OFDM được tạo bằng cách lấy các ký hiệu trong không gian phổ sử dụng M-PSK, Sau đó chuyển đổi phổ sang miền thời gian bằng cách lấy Biến đổi Fourier rời rạc ngược (IFFT).

Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) có hiệu quả và chi phí tiêu chuẩn để thực hiện, nên nó thường được sử dụng trong OFDM Khi dữ liệu OFDM được điều chế theo tín hiệu thời gian, tất cả các sóng mang truyền song song để chiếm hoàn toàn băng thông tần số có sẵn Trong quá trình điều chế, các ký hiệu OFDM thường được chia thành các khung, do đó dữ liệu sẽ được điều chế theo từng khung để tín hiệu thu được đồng bộ với máy thu.

Thông số và đặc tính của OFDM

Thời gian biểu tượng dài làm giảm xác suất có nhiễu liên ký hiệu, nhưng không thể loại bỏ nó Để làm cho ISI gần như bị loại bỏ, một phần mở rộng theo chu kỳ (hoặc tiền tố theo chu kỳ) được thêm vào từng thời kỳ biểu tượng Một bản sao chính xác của một phần của chu kỳ, thường là 25% của chu kỳ, được lấy từ cuối được thêm vào phía trước Điều này cho phép bộ giải điều chế để nắm bắt thời kỳ biểu tượng với độ không đảm bảo lên đến độ dài của phần mở rộng theo chu kỳ và vẫn có được thông tin chính xác cho toàn bộ thời gian ký hiệu.

Hình 10 Dung sai mở rộng theo chu kỳ

Hình 11 Hiệu quả mở rộng theo chu kỳ

Như được hiển thị trong Hình 11, thời gian bảo vệ, tên gọi khác của phần mở rộng theo chu kỳ, là mức độ không chắc chắn cho phép người nhận nắm bắt điểm bắt đầu của một giai đoạn ký hiệu, sao cho kết quả của FFT vẫn có thông tin chính xác.Trong Hình 10, so sánh giữa thời gian ký hiệu được phát hiện chính xác và phát hiện trễ cho thấy hiệu quả của việc mở rộng theo chu kỳ

Số lượng sóng mang trong một hệ thống OFDM không chỉ bị giới hạn bởi băng thông phổ có sẵn mà còn bởi kích thước IFFT (mối quan hệ được mô tả bởi: số lượng carriers ≤ − 2), được xác định bởi độ phức tạp của hệ thống Hệ thống

OFDM càng phức tạp (cũng tốn kém hơn) thì kích thước IFFT càng cao; do đó, số lượng sóng mang cao hơn có thể được sử dụng và dữ liệu cao hơn tốc độ truyền đạt được.

Sự lựa chọn điều chế M-PSK thay đổi tốc độ dữ liệu và Tỷ lệ lỗi bit (BER) Thứ tự cao hơn của PSK dẫn đến kích thước biểu tượng lớn hơn, do đó số lượng biểu tượng cần truyền đi ít hơn và tốc độ dữ liệu cao hơn đạt được Nhưng điều này dẫn đến BER cao hơn vì phạm vi 0-360 độ sẽ được chia thành nhiều tiểu vùng hơn và

 Chương trình mô phỏng OFDM được viết trên MATLAB Vì MATLAB có tích hợp sẵn IFFT, có chức năng Inverse Fast Biến đổi Fourier, IFFT được chọn để phát triển mô phỏng này Sáu m-file được viết để phát triển chương trình MATLAB mô phỏng OFDM này.

 Ba tệp lưu trữ dữ liệu MATLAB (err_calc.mat, ofdm_parameter.mat và receive.mat) được tạo trong quá trình mô phỏng err_calc.mat là để lưu trữ dữ liệu băng cơ sở trước khi truyền và được truy xuất vào cuối mô phỏng cho mục đích tính toán lỗi.

 Tệp kịch bản chương trình chính main.m là tệp duy nhất cần được chạy, trong khi khác tập tin khác sẽ được gọi một cách phù hợp Một hình ảnh bitmap 256 độ xám được yêu cầu là đầu vào nguồn Kết quả một tệp hình ảnh bitmap khác sẽ được tạo ở cuối.

 File ofdm_parameter.mat là để lưu trữ các tham số được khởi tạo khi bắt đầu mô phỏng và dự trữ chúng cho người nhận sử dụng sau này Trong thực tế, người nhận sẽ luôn có các tham số này; trong mô phỏng này, các tham số này được người dùng định cấu hình ngay từ đầu, do đó chúng được truyền đến người nhận bởi ofdm_parameter.mat như thể được đặt trước trong máy thu.

 File receive.mat lưu tín hiệu thời gian sau khi truyền qua kênh và cho phép người nhận đọc trực tiếp.

 Khi mô phỏng tiến hành thông qua bộ phát và truyền thông OFDM kênh, nó tạm dừng và chờ người dùng kích hoạt để tiếp tục nhận Các lý do sử dụng hai tệp * mat cuối cùng là ngay khi bộ thu OFDM tiến hành, chương trình sẽ xóa tất cả dữ liệu biến được lưu trữ trong không gian làm việc MATLAB Điều này là để mô phỏng tình huống thực tế trong đó máy thu OFDM không có kiến thức về dữ liệu ngoại trừ tín hiệu nhận được ở lối ra của kênh truyền thông Thời gian chạy mô phỏng cho cả máy phát và máy thu được đo và hiển thị trên màn hình lệnh MATLAB dưới dạng đo thô của tốc độ dữ liệu tương đối.

 Phụ lục B hiển thị thông tin đầy đủ về một thử nghiệm mô phỏng OFDM trong khi Phụ lục C chứa tất cả các mã nguồn MATLAB cho dự án này với các nhận xét chi tiết để giải thích.

THIẾT KẾ MÔ HÌNH

Tổng quan mô phỏng OFDM

Hình 12 Sơ đồ khối của hệ thống OFDM cơ bản

 sơ đồ khối của một hệ thống OFDM chung.

Dữ liệu nguồn cho mô phỏng này được lấy từ tệp hình ảnh bitmap màu xám 8 bit

(256 mức xám) (* bmp) dựa trên sự lựa chọn của người dùng Dữ liệu hình ảnh sau đó sẽ được chuyển đổi thành kích thước ký hiệu (bit / ký hiệu) được xác định bởi sự lựa chọn M-PSK từ bốn biến thể được cung cấp bởi mô phỏng này Dữ liệu được chuyển đổi sau đó sẽ được phân tách thành nhiều khung bằng máy phát OFDM Bộ điều chế OFDM điều chỉnh khung dữ liệu theo từng khung Trước khi thoát khỏi bộ phát, các khung tín hiệu thời gian đã điều chế được xếp chồng lên nhau cùng với các bộ bảo vệ khung được chèn vào giữa cũng như một cặp tiêu đề giống hệt nhau được thêm vào đầu và cuối của luồng dữ liệu.

Kênh truyền thông được mô hình hóa bằng cách thêm hiệu ứng cắt nhiễu và biên độ trắng Gaussian.

Máy thu phát hiện điểm bắt đầu và kết thúc của mỗi khung hình trong tín hiệu nhận được bằng máy dò đường bao Mỗi khung tín hiệu thời gian được phát hiện sau đó được giải điều chế thành dữ liệu hữu ích Dữ liệu được điều chế sau đó được chuyển đổi trở lại dữ liệu kích thước từ 8 bit được sử dụng để tạo tệp hình ảnh đầu ra của mô phỏng. Tính toán lỗi được thực hiện vào cuối chương trình Lô đại diện được hiển thị trong suốt quá trình thực hiện mô phỏng này.

Các mặt trước của ADC, DAC và RF (Khuếch đại, chuyển đổi / đảo ngược RF,v.v.) không được mô phỏng trong dự án này Chương trình mô phỏng MATLAB này bao gồm sáu tệp OFDM_SIM.m sẽ được chạy trong khi các tệp m khác sẽ được gọi tương ứng.

Cấu hình và thông số hệ thống

Khi_bắt_đầu_chương_trình_MATLAB_mô_phỏng_này,_một_tệp_scriptofdm_para meter.m được gọi, khởi tạo tất cả các tham số OFDM cần thiết và biến chương trình để bắt đầu mô phỏng Một số biến được nhập bởi người dùng Phần còn lại là cố định hoặc xuất phát từ biến người dùng và biến cố định.

 Các biến đầu vào bao gồm:

1) Tệp đầu vào - tệp bitmap màu xám 8 bit (256 mức xám) (* bmp);

2) Kích thước IFFT - một số nguyên có lũy thừa bằng hai;

3) Số lượng sóng mang - không lớn hơn [(kích thước IFFT) / 2) - 2];

4) Phương pháp điều chế kỹ thuật số - BPSK, QPSK, 16-PSK hoặc 256-PSK;

5) Công suất đỉnh tín hiệu cắt theo dB;

6) Tỷ số tín hiệu trên tạp âm tính theo dB.

Số lượng sóng mang cần không nhiều hơn [(kích thước IFFT) / 2 ) - 2], vì có nhiều sóng mang liên hợp như các sóng mang và một thùng IFFT được dành riêng cho tín hiệu

####################################### # tên tệp dữ liệu nguồn: abc

"abc" không tồn tại trong thư mục hiện tại tên tệp dữ liệu nguồn: cat.bmp

Tệp đầu ra sẽ là: cat_OFDM.bmp

Kích thước IFFT phải có ít nhất 8 và sức mạnh bằng 2

KHÔNG được lớn hơn ("kích thước IFFT" / 2-2)

Số lượng hãng: 500 Điều chế (1 = BPSK, 2 = QPSK, 4 = 16PSK, 8 = 256PSK): 3

Chỉ có thể chọn 1, 2, 4 hoặc 8 Điều chế (1 = BPSK, 2 = QPSK, 4 = 16PSK, 8 = 256PSK): 4

Cắt biên độ được giới thiệu bởi kênh truyền thông (tính bằng dB): 6

Bảng 1 kiểm tra nhập liệu

Thùng IFFT là dành cho điểm đối xứng tại Nyquist tần số sóng mang riêng thùng IFFT và chất mang liên hợp.

Hình 13 Các sóng mang OFDM được phân bố cho các thùng IFFT

Đầu vào và đầu ra

Chương trình đọc dữ liệu từ một tệp hình ảnh đầu vào và thu được ma trận h – w. Trong đó h là chiều cao của hình ảnh và w là chiều rộng (tính bằng pixel) Ma trận này là sắp xếp lại thành một luồng dữ liệu nối tiếp Vì hình ảnh đầu vào là một thang độ xám

8 bit Bitmap, kích thước từ của nó luôn là 8 bit / từ Dữ liệu nguồn sau đó sẽ được chuyển đổi thành kích thước ký hiệu tương ứng với thứ tự PSK được người dùng chọn. File ofdm_base_convert.m thực hiện chuyển đổi này Nó chuyển đổi 8 bit / từ gốc luồng dữ liệu đến một ma trận nhị phân với mỗi cột biểu thị một ký hiệu trong kích thước ký hiệu của thứ tự PSK được chọn Ma trận nhị phân này sau đó sẽ được chuyển đổi thành luồng dữ liệu với kích thước ký hiệu như vậy, là băng cơ sở để vào bộ phát OFDM.Chú ý: Hình ảnh đầu vào với mức gray 255 để đưa hình ảnh vào chương trình này cần phải xử lý nó với hàm (rgb2gray trong MATLAB) ` kích thước 8 bit / ký hiệu trước khi chuyển đổi cơ sở để cho mỗi chuyển đổi ký hiệu có đủ bit Nếu bộ thu OFDM không phát hiện tất cả các khung dữ liệu tại các vị trí chính xác, dữ liệu được giải điều chế có thể không có cùng độ dài với luồng dữ liệu được truyền [2, 4, 0, 7] có thể là luồng dữ liệu nhận được thay vì [2, 4, 0, 7, 11] Trong trường hợp này, thì “11” có thể bị mất và chỉ [2, 4, 0, 7] sẽ được chuyển đổi để tạo hình ảnh đầu ra.

3.3.2 Hình ảnh đầu ra Đôi khi, kết quả của bộ thu OFDM cũng có thể là luồng dữ liệu dài hơn luồng dữ liệu truyền ban đầu do một số xử lý không chính xác gây ra và bởi nhiễu kênh Trong trường hợp đó, dữ liệu nhận được luồng được cắt theo chiều dài của luồng dữ liệu gốc để phù hợp với kích thước của ảnh gốc.

Ngược lại, dữ liệu nhận được nhiều khả năng sẽ có độ dài nhỏ hơn bản gốc Trong những trường hợp này, chương trình sẽ xem xét số lượng hàng bị thiếu đầy đủ là số lượng để cắt h chiều cao của ảnh gốc.

 Một số điều trị được xử lý cho hàng bị thiếu một phần nếu nó tồn tại.

Khi xảy ra một hoặc nhiều hàng bị thiếu, chương trình hiển thị thông báo cảnh báo cho người dùng biết rằng hình ảnh đầu ra có kích thước nhỏ hơn hình ảnh gốc Đối với hàng dữ liệu pixel nhận được bị thiếu một phần, chương trình sẽ điền vào một số pixel để làm cho nó có cùng độ dài với tất cả các hàng khác.

Mỗi pixel được đệm này sẽ có cùng mức độ xám như pixel ngay phía trên nó trong ảnh (một hàng ít hơn, cùng một cột) Điều này sẽ làm cho hàng pixel bị thiếu một phần gần như liền mạch.

Truyền tín hiệu OFDM

Cốt lõi của bộ phát OFDM là bộ điều biến, điều biến khung luồng dữ liệu đầu vào theo từng khung Dữ liệu được chia thành các khung dựa trên biến symb_per_frame, nghĩa là số lượng ký hiệu trên mỗi khung trên mỗi sóng mang Nó được xác định bởi: symb_per_frame = ceil (2 ^ 13 / Carrier_count ) Điều này hạn chế tổng số các biểu tượng trên mỗi( symb_per_frame * carrier_count ) trong khoảng thời gian [2 ^ 13, 2 *

(2 ^13-1)], hoặc [8192, 16.382] Tuy nhiên, số lượng carriers thường sẽ không nhiều hơn 1000 trong mô phỏng này, do đó, tổng số lượng biểu tượng trên mỗi khung hình thường dưới 10.000 Đây là số lượng biểu tượng hợp lý về mặt thực nghiệm mà một khung nên giữ cho chương trình MATLAB này chạy hiệu quả.

Do đó symb_per_frame được xác định bởi phương trình hiển thị ở trên Nếu tổng số ký hiệu trong luồng dữ liệu được truyền nhỏ hơn tổng số ký hiệu trên mỗi khung, dữ liệu sẽ không được chia thành các khung và sẽ được điều chỉnh cùng một lúc.

Thậm chí nếu luồng dữ liệu không đủ dài để chia thành nhiều khung, hai khung các bộ bảo vệ có tất cả các giá trị 0 và trong một khoảng thời gian một ký hiệu vẫn được thêm vào cả hai đầu của tín hiệu thời gian đã điều chế Điều này là để hỗ trợ người nhận xác định vị trí bắt đầu của phần đáng kể của tín hiệu thời gian.

Cho tín hiệu được điều chế với nhiều khung, bộ bảo vệ khung được chèn vào giữa hai khung liền kề cũng như cả hai đầu của tín hiệu thời gian xếp tầng Cuối cùng, một cặp tiêu đề được đệm vào cả hai đầu của loạt khung được bảo vệ Các tiêu đề được chia tỷ lệ theo mức RMS của tín hiệu thời gian đã điều chế.

Tổng số dữ liệu truyền không phải là bội số của số sóng mang Để chuyển đổi luồng dữ liệu đầu vào từ nối tiếp sang song song Bộ điều biến thực hiện đệm một số số không vào cuối luồng dữ liệu để luồng dữ liệu khớp với ma trận 2 chiều Giả sử một khung dữ liệu có 11,530 ký hiệu và được truyền bởi 400 sóng mang với sức chứa 30 kí hiệu / song mang 470 số không được đệm ở cuối theo thứ tự để luồng dữ liệu hình thành ma trận 30*400, như được hiển thị sóng mang trong khi mỗi hàng đại điện cho một khoảng thời gian ký hiệu trên tất cả các sóng mang.

Trong hình 14 mỗi cột trong ma trận 2 chiều biểu thị một sóng mang trong khi mỗi hàng đại diện cho một khoảng thời gian ký hiệu trên tất cả các sóng mang.

Hình 14 Ma trận chứa dữ liệu

 Điều chế dịch pha DPSK

Trước khi mã hóa vi sai có thể được vận hành trên mỗi sóng mang (cột của ma trận), thêm một hàng dữ liệu tham chiếu phải được thêm và đầu ma trận Các bộ điều biến tạo ra dãy số ngẫu nhiên đồng nhất trong một khoảng được xác đinh bởi kích thước ký hiệu (thứ tự PSK được chọn) và vá nó trên định của ma trận Hình 15 cho thấy một ma trận kết quả 31* 400.

Hình 15 Ma trận differential Đối với mỗi cột, bắt đầu từ hàng thứ hai (ký hiệu dữ liệu thực tế đầu tiên), giá trị được thay đổi thành phần còn lại của tổng của hàng trước đó Một minh họa dưới đây cho thấy cách thao tác này được thực hiện cho QPSK (kích thước ký hiệu = 2^2 = 4).

Với [2] được thêm làm tham chiếu trở thành

Sau đó được phân biệt thành

Mỗi biểu tượng trong ma trận khác biệt được dịch sang giá trị pha tương ứng của nó từ 0 đến 360 độ.

Bộ điều biến tạo ra một ma trận DPSK chứa đầy các số phức có các pha là các pha được dịch và cường độ là tất cả các pha Những số phức này là sau đó chuyển thành dạng hình chữ nhật để xử lý tiếp

 IFFT: spectral space to time signal

Hình 16 cho thấy ma trận được mở rộng đến 31, kích thước IFFT (ví dụ: kích thước IFFT = 1024) và trở thành ma trận IFFT 31 x 1024.

Hình 16 Ma trận tiền IFFT

Mỗi cột của ma trận DPSK đại diện cho một sóng mang, các giá trị của chúng được lưu trữ vào các cột của ma trận IFFT tại các vị trí mà các sóng mang tương ứng của chúng sẽ nằm Các giá trị liên hợp của chúng được lưu trữ vào các cột tương ứng với vị trí của các sóng mang liên hợp Tất cả các cột khác trong ma trận IFFT được đặt thành không Để thu được ma trận tín hiệu thời gian truyền, biến đổi Fourier (FFT) của ma trận này được thực hiện Chỉ phần thực của kết quả FFT là hữu ích, vì vậy phần ảo được loại bỏ.

 Chèn bảo vệ thời gian định kỳ

Một bản sao chính xác của 25% cuối cùng của mỗi phần thời gian ký hiệu (hàng của ma trận) được chèn vào bắt đầu Như được hiển thị trong Hình 17

Hình 17 Ma trận điều chế

Ma trận là tiếp tục mở rộng đến chiều rộng 1280 Đây là bộ bảo vệ thời gian định kỳ giúp máy thu đồng bộ hóa khi giải điều chế từng chu kỳ ký hiệu của tín hiệu thu

Sv: Phạm Hữu Tài được Ma trận bây giờ trở thành một ma trận điều chế Bằng cách chuyển đổi nó thành một dạng nối tiếp, tín hiệu thời gian được điều chế cho một khung dữ liệu được tạo ra.

Kênh truyền

Hai thuộc tính của một kênh truyền thông điển hình được mô hình hóa Một biến cắt trong chương trình MATLAB này được đặt bởi người dùng Cắt năng lượng cực đại về cơ bản là thiết lập bất kỳ điểm dữ liệu nào có giá trị khi c ắ t dưới mức công suất cực đại để c ắt dưới mức công suất cực đại Các tỷ lệ đỉnh-RMS của tín hiệu truyền trước và sau kênh được hiển thị để so sánh về hiệu ứng cắt công suất cực đại này Một ví dụ được thể hiện trong Bảng 2.

 Tóm tắt về truyền dẫn OFDM và mô hình kênh:

Tỷ lệ công suất đỉnh đến RMS tại đầu vào của kênh là: 14,893027 dB

Tỷ lệ công suất đỉnh / RMS khi thoát khỏi kênh là: 11,502826 dB

# ******** Dữ liệu OFDM được truyền trong 5,277037 giây ******** #

Bảng 2 Tóm tắt truyền OFDM

Nhiễu kênh được mô hình hóa bằng cách thêm nhiễu Gaussian trắng (AWGN) được xác định

0 of AWGN = variance of the modulated signal

Nó có giá trị trung bình bằng 0 và độ lệch chuẩn bằng căn bậc hai của thương số của phương sai của tín hiệu so với Tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm tuyến tính, giá trị dB cũng được đặt bởi người dùng.

Bộ thu OFDM

tiên, phần được chọn này tương đối lớn hơn để đưa tiêu đề vào tài khoản Phần được chọn của tín hiệu nhận được được lấy mẫu thành tín hiệu rời rạc ngắn hơn với tốc độ lấy mẫu được xác định bởi hệ thống Một tổng di chuyển được lấy qua tín hiệu được lấy mẫu này Chỉ số tối thiểu của tín hiệu được lấy mẫu là xấp xỉ bắt đầu của bộ bảo vệ khung trong khi một khoảng thời gian biểu tượng xa hơn chỉ số này là vị trí gần đúng để bắt đầu khung tín hiệu hữu ích Sau đó, bộ phát hiện khung sẽ thu thập tổng tín hiệu đầu vào từ khoảng 10% của một khoảng thời gian ký hiệu sớm hơn thời gian bắt đầu gần đúng của bộ bảo vệ khung đến khoảng một phần ba thời gian ký hiệu so với bắt đầu gần đúng của khung tín hiệu hữu ích Phần đầu tiên, với độ dài ít hơn một khoảng thời gian ký hiệu của tổng di chuyển này sẽ bị loại bỏ Tối thiểu đầu tiên của tổng di chuyển này là bắt đầu được phát hiện của khung tín hiệu hữu ích.

3.6.2 Trạng thái giải điều chế

Như đã đề cập, tín hiệu OFDM nhận được thường được giải điều chế từng khung hình Bộ thu OFDM cho thấy tiến trình của các khung được giải điều chế.

Tuy nhiên, tổng số khung có thể thay đổi theo phạm vi rộng tùy thuộc vào tổng lượng thông tin được truyền qua hệ thống OFDM Đó là một ý tưởng gọn gàng để giữ số lượng màn hình cho tiến trình này trong một phạm vi hợp lý, để màn hình lệnh MATLAB không bị quá tải bởi các thông báo trạng thái này, cũng như số lượng thông báo hiển thị là ít hữu ích Để đạt được điều này, các khung đầu tiên và cuối cùng được thiết kế để hiển thị chắc chắn, phần còn lại sẽ phải đáp ứng một điều kiện: rem (k, max (sàn (num_frame / 10), 1)) == 0

Trong đó k là biến để chỉ ra khung thứ k đang được điều chế và num_frame là tổng số khung Nó có nghĩa rằng đối với một tổng số khung hình là 20 hoặc hơn, nó chỉ hiển thị n khung -thứ khi n là bội số của số nguyên tròn xuống của một phần mười tổng số khung; và với tổng số khung hình là 19 hoặc ít hơn, nó hiển thị mọi khung hình đang được điều chế Điều này sẽ giữ cho tổng số màn hình trong phạm vi từ 2 đến 19, mặt khác nó chỉ đơn giản hiển thị nhiều tin nhắn bằng tổng số khung.

Giống như bất kỳ điều chế / giải điều chế điển hình nào, giải điều chế OFDM về cơ bản là một quá trình ngược lại của điều chế OFDM Và giống như bộ điều biến của nó, bộ giải mã OFDM giải điều chế khung dữ liệu nhận được theo khung trừ khi dữ liệu được truyền có độ dài nhỏ hơn tổng số ký hiệu được thiết kế trên mỗi khung.

 Loại bỏ bảo vệ thời gian định kỳ

Ví dụ trước được sử dụng trong phần 3.4.2 Bộ điều chế OFDM của bộ điều khiển sẽ tiếp tục được sử dụng để minh họa Hình 18 cho thấy sau khi chuyển đổi một khung tín hiệu thời gian rời rạc từ nối tiếp sang song song, độ dài 25% của một khoảng thời gian ký hiệu sẽ bị loại bỏ khỏi tất cả các hàng Do đó, phần còn lại sau đó là một số tín hiệu rời rạc với độ dài của một khoảng thời gian ký hiệu được xếp song song.

Hình 18 Loại bỏ khung bảo vệ

 FFT: Tín hiệu thời gian đến không gian quang phổ

Biến đổi Fourier nhanh (FFT) của tín hiệu thời gian nhận được thực hiện Điều này dẫn đến phổ của tín hiệu nhận được Như được hiển thị trong Hình 12, các cột trong vị trí của các sóng mang được trích xuất để truy xuất ma trận phức tạp của dữ liệu nhận được.

 Giải mã khóa pha khác biệt (DPSK)

Pha của mọi phần tử trong ma trận phức được chuyển thành phạm vi 0-360 độ và được dịch thành một trong các giá trị trong kích thước ký hiệu Các giá trị dịch tạo thành một ma trận mới Hoạt động khác biệt được thực hiện song song trên ma trận mới này để lấy dữ liệu đã giải điều chế Hoạt động khác biệt này về cơ bản là tính toán sự khác biệt giữa hai lần liên tiếp các ký hiệu trong một cột của ma trận.

Như được hiển thị trong Hình 20, hàng tham chiếu được loại bỏ trong hoạt động này Cuối cùng, một hoạt động song song với hoạt động nối tiếp được thực hiện và luồng dữ liệu được giải điều chế cho khung này được lấy Lưu ý rằng một loạt các số không có thể đã được đệm vào dữ liệu gốc trước khi truyền để làm cho mỗi sóng mang có cùng số ký hiệu dữ liệu Do đó, bộ điều biến có thể phải loại bỏ các số 0 được đệm từ phần cuối của luồng dữ liệu được giải điều chế trước khi có thể thu được phiên bản cuối cùng của dữ liệu nhận được Số lượng số không được đệm được tính bằng cách lấy phần còn lại của tổng số ký hiệu dữ liệu so với số lượng sóng mang.

Tính toán lỗi

Như đã đề cập trong phần 3.3 Đầu vào và đầu ra, có thể thiếu một hoặc nhiều hàng pixel đầy đủ ở đầu ra của máy thu Trong những trường hợp như vậy, chương trình này sẽ hiển thị số lượng dữ liệu bị thiếu và tổng số dữ liệu được truyền, cũng như tỷ lệ phần trăm mất dữ liệu, là thương số của cả hai.

 Tỷ lệ lỗi bit (BER)

Dữ liệu được giải điều chế được so sánh với dữ liệu băng cơ sở ban đầu để tìm ra tổng số lỗi Chia tổng số lỗi cho tổng số ký hiệu được giải điều chế, tỷ lệ lỗi bit (BER) được tìm thấy.

Trong quá trình giải điều chế OFDM, trước khi được dịch thành các giá trị ký hiệu, ma trận pha nhận được được lưu trữ để tính toán sai số pha trung bình, được xác định bởi sự khác biệt giữa pha nhận và pha dịch cho ký hiệu tương ứng trước khi truyền.

 Phần trăm lỗi của pixel trong hình ản h nhận được

Tất cả các tính toán lỗi đã nói ở trên đều dựa trên các ký hiệu OFDM Điều có ý nghĩa hơn đối với người dùng cuối của hệ thống truyền thông OFDM là lỗi phần trăm thực tế của pixel trong hình ảnh nhận được Điều này được thực hiện bằng cách so sánh hình ảnh nhận được và pixel hình ảnh gốc theo pixel.

Một bản tóm tắt hiển thị các tính toán lỗi ở trên được hiển thị ở cuối chương trình Trong một ví dụ được hiển thị trong Bảng 3, hình ảnh 800 x 600 được truyền qua

400 sóng mang sử dụng kích thước IFFT là 1024, thông qua kênh có công suất cắt cực đại 5 dB và nhiễu Gaussian trắng 30 dB SNR.

# ****** / TÌM HIỂU Tóm tắt các lỗi ****** / TÌM HIỂU #

Mất dữ liệu trong giao tiếp này = 0,125000% (1200 trên 960000)

Tổng số lỗi = 1174 (trong số 958800)

Tỷ lệ lỗi bit (BER) = 0.122445%

Lỗi pha trung bình = 1.877366 (độ)

Lỗi phần trăm pixel của hình ảnh nhận được = 0,257708%

3.8 Mục hiện thị plots xử lý

Bảy biểu đồ được vẽ trong quá trình mô phỏng OFDM này:

1 Tầm quan trọng của dữ liệu sóng mang OFDM trên các thùng IFFT:

Vì tất cả các cường độ là MỘT, điều mà cốt truyện này thực sự thể hiện là cách thức các tàu sân bay được trải ra trong các thùng IFFT.

2 Các giai đoạn được dịch từ dữ liệu OFDM:

Trong biểu đồ này, thật dễ dàng để thấy rằng dữ liệu gốc có một số mức có thể bằng 2 được nâng lên thành sức mạnh của kích thước ký hiệu Tín hiệu thời gian điều chế cho một khoảng thời gian ký hiệu trên một sóng mang.

3 Tín hiệu thời gian điều chế cho một khoảng thời gian ký hiệu trên một sóng mang:

4 Tín hiệu thời gian đã điều chế cho một khoảng thời gian ký hiệu trên nhiều sóng mang (giới hạn đến sáu);

5 Độ lớn của phổ OFDM nhận được: Điều này được so sánh với biểu đồ đầu tiên

6 Các pha của phổ OFDM nhận được: Điều này được so sánh với biểu đồ thứ hai

7 Phát họa cực của các pha nhận được:

Việc truyền và nhận OFDM thành công sẽ cho thấy việc nhóm các giai đoạn

Trong đó 1,2,3,4 được lấy từ điều chế OFDM và 5,6,7 là từ giải điều chế Không có ô nào trong số này bao gồm gói dữ liệu OFDM hoàn chỉnh Ba ô đầu tiên chỉ biểu thị giai đoạn ký hiệu đầu tiên trong khung dữ liệu đầu tiên, trong khi mục thứ tư biểu thị tối đa sáu chu kỳ ký hiệu đầu tiên trong khung đầu tiên Do phần đầu tiên và phần cuối của dữ liệu nhận / điều chế có xác suất mắc lỗi cao hơn do không đồng bộ hóa, nên một mẫu thời gian ký hiệu được sử dụng bởi các ô thứ năm, thứ sáu và thứ bảy là từ giữa khung cũng xấp xỉ một trong số tất cả các khung dữ liệu Tuy nhiên, vẫn có thể mẫu được lấy cho các ô giải điều chế vẫn còn sai sót trong một số thử nghiệm nhất định của mô phỏng MATLAB này Điều quan trọng cần lưu ý là ngay cả khi các ô thứ năm, thứ sáu và thứ bảy không hiển thị thông tin hợp lý, thì việc truyền và nhận OFDM tổng thể vẫn có thể có hiệu lực vì các ô này chỉ đại diện cho một khoảng thời gian biểu tượng trong số nhiều ô.

Thử nghiệm của mô phỏng OFDM với cấu hình được hiển thị trong Bảng 4.

Thông số Kích thước hình ảnh nguồn Kích thước IFFT

Số lượng sóng mang Phương pháp điều chế Cắt điện cực đại

Tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm

Bảng 4 Thông số mô phỏng

 Số liệu nhận vào: source data filename: i1.jpg( hình ảnh)

Output file will be: i1_OFDM.bmp

Modulation(1=BPSK, 2=QPSK, 4PSK, 8%6PSK): 1( lần lược 1,2,4,8)

Amplitude clipping introduced by communication channel (in dB): 9

Signal-to-Noise Ratio (SNR) in dB: 12

Bảng 5 Số liệu đầu vào

LƯU Ý: Trong chương trình mô phỏng OFDM này sẽ biến đổi hình ảnh gốc sang ảnh gray (255) rồi mới bắt đầu xử lý.

 Kết quả chạy mô phỏng:

Kết quả được lấy từ chương trình mô phỏng OFDM trên MATLAB và giá trị trị của nó đươc ghi một cách trực quan Qua trình mô phỏng được thực hiện nhiều lần đựa trên thông số đầu vào ở Bảng 5. ĐIỀU CHẾ

Bảng 6 Thông kê thông số kỹ thuật

Hình 22 Thời gian chạy chương trình

Hình 24 Pixel error và SNR

 Kết quả ảnh nhận được.

 Chất lượng hình ảnh tốt nhất:

Hình 31 Chất lượng ảnh tốt nhất ( BPSK)

Hình 32 Thời gian truyền nhanh nhất( 256PSK)

4.2 Trường hợp ảnh hưởng Noise nhiều

Tỉ lệ SNR thấp sẽ dẫn đến hình ảnh nhận bị lỗi nhiêu so với ảnh nguồn, một số trường hợp có thể không nhận điện được.

Hình 33 Điều chế QPSK với SNR= 3

Có thể cải thiện chất lượng hình ảnh bằng cách giảm noise cũng như tăng SRN Với biến pháp này chúng sẽ giúp cho ra kết quả tốt hơn.

Hình 34 Điều chế 256 PSK với SNR

Từ bảng số liệu (6) và các biểu đồ trên hình 22, 23, 24 cho thấy: ghép kênh

OFDM có thể hoạt động hoàn thành tốt trong nhiều trường hợp:

 Với môi trường chịu tác động bởi nhiễu cao tỷ lệ SNR thấp ta có thể sử dụng phương pháp điều chế BPSK để cho kết quả hoàn thiện nhất.

 Với môi trường chịu ảnh hưỡng nhiễu thấp tỷ lệ SNR cao ta có thể sử dụng các điều chế 16PSK, 256PSK để tốc độ truyền được nhanh.

 Điều chế QPSK sẽ phù hợp cho những trường hợp môi trương truyền dẫn bình thường tỷ lệ SNR ở mức trung bình.

 OFDM là phương pháp ghép kênh hiệu quả, khả năng xử lý tốt các yêu cầu thông thường của truyền dẫn thông

 So với FDM truyền dẫn OFDM hiệu quả hơn trên những phương diện tốc độ xử lý nhanh, tiết kiệm băng thông, tốc độ truyền dẫn cao.

Một hệ thống OFDM được mô phỏng thành công bằng MATLAB trong dự án này Tất cả các thành phần chính của một hệ thống OFDM được mô phỏng Điều này đã chứng minh khái niệm cơ bản và tính khả thi của OFDM, OFDM được mô tả và giải thích kỹ lưỡng trong Chương 3 của báo cáo này Một số thách thức trong việc phát triển chương trình mô phỏng OFDM này là các bước phù hợp cẩn thận trong bộ điều biến và bộ giải mã, theo dõi định dạng dữ liệu và kích thước dữ liệu trong tất cả các quy trình của toàn bộ mô phỏng, thiết kế trình phát hiện khung thích hợp cho máy thu và gỡ lỗi mã MATLAB.

Chương 4 đã trình bày và giải thích một số phân tích về kết quả và đặc điểm của hệ thống mô phỏng OFDM Cần lưu ý rằng đối với một số kết hợp các tham số OFDM, mô phỏng có thể thất bại đối với một số thử nghiệm nhưng có thể thành công đối với các việt lặp lại có cùng tham số Đó là do nhiễu ngẫu nhiên được tạo ra trên mỗi thử nghiệm khác nhau và có thể đã gây ra sự cố cho bộ phát hiện khung trong máy thu OFDM do nhiễu ngẫu nhiên nhất định Công việc trong tương lai là cần thiết để gỡ lỗi vấn đề này và làm cho trình phát hiện khung không có lỗi.

5.2 Nguồn tại liệu kham khảo

1) Understanding an OFDM transmission: h t t p: / / w w w d s p l o g c o m/ 2 0 0 8 / 0 2 /0 3 / u n d e r st a n d i n g - a n - of d m - t r an s m i ss i o n /

2) Minimum frequency spacing for having orthogonal sinusoidals http://www d spl o g.c o m/2007/12/3 1 / m ini m um-frequen c y -spaci n g- f or - hav i ng-or t hogona l -s i n u so i da l s /

3) Tài liệu chính: h tt p s ://www.sli d eshare.net/ Us m anAli4 2 /senjo r -project

KIỂM TRA KẾT QUẢ

Trường hợp ảnh hưởng Noise nhiều

Tỉ lệ SNR thấp sẽ dẫn đến hình ảnh nhận bị lỗi nhiêu so với ảnh nguồn, một số trường hợp có thể không nhận điện được.

Hình 33 Điều chế QPSK với SNR= 3

Có thể cải thiện chất lượng hình ảnh bằng cách giảm noise cũng như tăng SRN Với biến pháp này chúng sẽ giúp cho ra kết quả tốt hơn.

Hình 34 Điều chế 256 PSK với SNR

Nhận xét

Từ bảng số liệu (6) và các biểu đồ trên hình 22, 23, 24 cho thấy: ghép kênh

OFDM có thể hoạt động hoàn thành tốt trong nhiều trường hợp:

 Với môi trường chịu tác động bởi nhiễu cao tỷ lệ SNR thấp ta có thể sử dụng phương pháp điều chế BPSK để cho kết quả hoàn thiện nhất.

 Với môi trường chịu ảnh hưỡng nhiễu thấp tỷ lệ SNR cao ta có thể sử dụng các điều chế 16PSK, 256PSK để tốc độ truyền được nhanh.

 Điều chế QPSK sẽ phù hợp cho những trường hợp môi trương truyền dẫn bình thường tỷ lệ SNR ở mức trung bình.

 OFDM là phương pháp ghép kênh hiệu quả, khả năng xử lý tốt các yêu cầu thông thường của truyền dẫn thông

 So với FDM truyền dẫn OFDM hiệu quả hơn trên những phương diện tốc độ xử lý nhanh, tiết kiệm băng thông, tốc độ truyền dẫn cao.

Một hệ thống OFDM được mô phỏng thành công bằng MATLAB trong dự án này Tất cả các thành phần chính của một hệ thống OFDM được mô phỏng Điều này đã chứng minh khái niệm cơ bản và tính khả thi của OFDM, OFDM được mô tả và giải thích kỹ lưỡng trong Chương 3 của báo cáo này Một số thách thức trong việc phát triển chương trình mô phỏng OFDM này là các bước phù hợp cẩn thận trong bộ điều biến và bộ giải mã, theo dõi định dạng dữ liệu và kích thước dữ liệu trong tất cả các quy trình của toàn bộ mô phỏng, thiết kế trình phát hiện khung thích hợp cho máy thu và gỡ lỗi mã MATLAB.

Chương 4 đã trình bày và giải thích một số phân tích về kết quả và đặc điểm của hệ thống mô phỏng OFDM Cần lưu ý rằng đối với một số kết hợp các tham số OFDM, mô phỏng có thể thất bại đối với một số thử nghiệm nhưng có thể thành công đối với các việt lặp lại có cùng tham số Đó là do nhiễu ngẫu nhiên được tạo ra trên mỗi thử nghiệm khác nhau và có thể đã gây ra sự cố cho bộ phát hiện khung trong máy thu OFDM do nhiễu ngẫu nhiên nhất định Công việc trong tương lai là cần thiết để gỡ lỗi vấn đề này và làm cho trình phát hiện khung không có lỗi.

5.2 Nguồn tại liệu kham khảo

1) Understanding an OFDM transmission: h t t p: / / w w w d s p l o g c o m/ 2 0 0 8 / 0 2 /0 3 / u n d e r st a n d i n g - a n - of d m - t r an s m i ss i o n /

2) Minimum frequency spacing for having orthogonal sinusoidals http://www d spl o g.c o m/2007/12/3 1 / m ini m um-frequen c y -spaci n g- f or - hav i ng-or t hogona l -s i n u so i da l s /

3) Tài liệu chính: h tt p s ://www.sli d eshare.net/ Us m anAli4 2 /senjo r -project

Ngày đăng: 07/03/2024, 09:49

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w