báo cáo bài tập lớn môn thông tin vô tuyến cân bằng kênh bằng phương pháp zff và mmse

     !" #" $ %"&'(    $)*+,-./01%2%3'+ *+045)67  .7879 -:0; <4%<;=>   !"#$%%&'(%% ? )*+)* , / .@ABC..DC.:)EF*GHC.*C 7IJ+.575.KL.1%-MA@+I:H)C. .D-,>$FN$F111.OPQ.@..RFC.*C 7IAST7M:)E*,UVW2.,)X.Y.:.:Z H[*5AD\<*8C.14E[EI:WF*5]^_5X. Y.)C..D-F,-I`:QRA,U)PaW^VQ HC.*C7I1 b WT7*GKL.HcVd.P+.De.C. *C7IFZ.ASLA95V5W:-Hf5gcVd. P+Vd.:,^.:):hii*5!!j1!YAkHV5W:575E +*9PaWcVd.P+FYE5b:,^.:):hii*5!!*5 *GHZ.1 5W:-HZ.PC.)Pl_.[F*fIZ. Pk.`7.).[:mAEE5DV5W:Hf1nAc7F Z.]Q^`7.)F%2%3'+ASoVQF.Q..Q*5 .Z:Ap.@.K1 _.V5.Q.H`75.q,DKm V)AEZ.PQ1Z.Z`7CBPl*5C. )e1 0 1234/5267*829:23;<2= %0 =>#2#?@A@)*-B*=6!65#CDE*F5*829:23;<2= .De.C.*C7IFkDA,UJ)7C. ,@.Vr7.Q*5s7+A,@.79JQ9`e *5@.1k*fIF)VOkDA9`[McVd.P+ *5L81cVd.P+*5L85K)fPC:YBkD [[])TtlT1 > .7+c.c77.Q*5sH7I58+PmD u7Vv79[.AA,@.F*f*W7YAk kHVOcVd.P+5.Q8u;)DVOcVd.*fI GA,UE.wO.5VO]\mkD5eE8v1 8.c7s*553.oDtVJ:k+:QAxVOc Vd.P+J:k16AxkVIAy@.HP+FVOc Vd.P+:Q[PQ3.k.u:*v@.1 %rkVOcVd..De.*C7I '0 !#2GC672=#H/I/J<2;KCL 7VF5D,U.8+PkD1]Q7 DX.AA,@.F.A[OkD-z.c7Q,J.+Pk D,-A[1.C,@.79/*C7IF8]7+PmM uv.c7VJkD:Q]B[@.8P){),-.P) {:)AI5A9PC.E)Pl1|,J.57z5 VIB.55/kDPIV+PC.EPC:YB A,UkD.eVA`1 OL :)FP(f) ;+ C(f) M OLF H(f) Oc Vd.FE(f) C. uv OK7IAr :k N .)De.A^[..F5O*TA9P).Q1k 5AOO.V3.`oD.r*-PQ.@.PkDF*W7FI e3.eAO79_D.)De.57FX5.QPQ. PkDF*Cf.AS53.XQ8,^.Ae1Z57De. TB7*-Q81%5*D+PQ.VQ*DP[D+I1 .58FkD[kGVrQ,J.VJ8Aq.P+ u<    vF  8  P+  c  W  u}~   }vF8A7W:u!:}!}vF 8A.,@\Y.u!&!&vF111,.8 5.7+ck.c7Q,J.-T,U.%F*f*W7`:Q [VOcVd.P+AE.QEQ,J.571bPaWcVd.P+ :yVIAE.Q85•.VOLs:PC.hii*5VOLVf :,^.eE!!1  ?  b  >   €  ?  b  >  ?  b  > ? b • ? • b = kD,-*5PcVd. N0 "*829:23C=B*=23=#OP5QC#6R4/5+#SRDT 6D,U..HP+5./+*57Ay@.F )VOcVd.`PQ)kTHP+*C7I@.F7 [)P)F[:Q[kk.1 IAOBAO.C.,@.HVOcVd.k.V.q K)fT7Du.v*5MDouP.v1 o n)fT7Du.v0.K)f57F:k:) .\AOt7DW:u P vASVI1t57,@.5 tr:c.Q./+x5OtV])ArF .Z:Tf:•U:VOcVd.1C.[kA,U .\A.7tT7D 57F*5VOcVd.k .zk))DeHVOLAEV•P+1t T7DA,UIPIAEVOcVd.[)De:•U: .fe.P+5*DJA9PD]TT1 o n)fMDouP.v0PWA,UC. [kFVO)Lk.HVOcVd.z:)D ‚ _.7AyHP+@.F{A[7Ay)De :•U:1 OcVd.`7DW:PƒAE.Q8O) DKQ1 n)fcVd.P+,@.A,UMDJV3.`^Jx .`uiK7ivJ:k1 U0 "*829:23C=B*=23=#C=V23C=WX23 ^AqPeHDe.*8C.[VOcVd.P+kX.AxJ :k ]uv0kD.eJV3.`^J1 uv0y.U:A):X.].JV3.`^JH)7:)FP+*5 :``„.`H)71 …uv0+U::XHuv1 †  V uv08JV3.`^JJA`*5VOcVd.1  K uv0A):X.HVOcVd. EXHkD*5VOcVd.0 u v u v …u v u v b y t x t f t n t = ⊗ + kDPcVd.0 ‡ u v u v …u v u v u v u v u v u v u v u v eq b eq b eq t x t f t h t n t h t x t g t n t h t d = ⊗ ⊗ + ⊗ = ⊗ + ⊗ .A[.uv5A):X.].y.U:H)7:)FP+F:` `„.`H)7F*5VOcVd. u v …u v u v eq g t f t h t = ⊗ !xP)[0 u v u v eq n n h t c t nT δ = − ∑ *-  5DeVOLHVOcVd.1 eA`HVOcVd.5kDVA`]uv1$Q\ V uv1 ;A[AE ‡ u v u vt x t d = f u v …u v u v u v eq g t f t h t t δ = ⊗ = .9`eFVEX+A,U*IB50 u v …u v ? eq H f F f − = ,^.f+od.FVOcVd.MT5VOLAQH P+1;P+7AykT@.FVOcVd.k. A,UIPI:,^.f+A,UlS1 ˆ • OcVd.k.C.,@.0 P0oe@.@B[1 ‰ <? 0VO81 Š P 0Oc[EA9oA,UuL.ev1 }:*}.0OeLk.1 OcVd.k.[TZ,+A,U.L5VOL..1 OeLkX.+YW:W.)r)L.e1;eeLA,U A9PEVJkDt P FkD57A,UVd.))k DHVOcVd.*-kD7 P uC.,@.L7 P ] P v1O cVd.kX.M*5 P AEW:W)L.eAEeE5 :k1 m7IcVd.P+F5:kC.Y.T55 .VfVf:,^.t!u!Kv._kD. e*5kDVOcVd.1#5!A,UVErVd.‹uPv…uPvŒ1 ;[7+`kD)ukD.evF:k:)z:)At • 7DW:1;:)Dt7DW:FVO)LkX.k)*5 eE5:kVd.)A9oL.e:•U:1 $`Ac7FAS:)EVOeLkX.PC.`\Y.t T7DF.L5VOeL•1 4EfE+*9VOeLkX.F\Y.C.Y**5 W14r.wkD*5VOcVd.7 P ,0 7 P ‹7 P  7 P<?  7 P<b 111 7 P< Œ  kDHVOcVd.kX.0 ‡  N nk k n k n y d ω − = = ∑ %L.e0 Š P ‹Š P  Š ?P  Š bP 111 Š P Œ  kDHVOcVd.*fI[E*IB50 ‡ T T k k k k k y y d ω ω = = kDt0 ‡ ‡ k k k e d x k k d d = − = − 70 T T k k k k k k k e x y x y ω ω = − = − f:,^.b*I[0 b b Ž Ž b T T T k k k k k k k k k e x y y x y ω ω ω = + − T7Pƒ*L.b*I0 ? [...]... sẽ chỉ nghiên cứu kỹ thuật cân bằng tuyến tính, mà cụ thể là 2 phương pháp ZFF và MMSE B Phương pháp cân bằng kênh ZFF và MMSE 12 1 Bộ cân bằng kênh ZF • Giới thiệu Bộ cân bằng kênh ZF (Zero Forcing Equalizer) là dạng cân bằng kênh tuyến tính sử dụng trong hệ thống viễn thông để chuyển đổi đáp ứng của kênh truyền Dạng cân bằng này được đề xuất bởi Robert Lucky Bộ cân bằng kênh ZF hay còn gọi là bộ lọc... ra bộ cân bằng thì kỹ thuật cân bằng kênh đó gọi là cân bằng phi tuyến Ngược lại ta gọi kỹ thuật đó là cân bằng tuyến tính 11 Phân loại các bộ cân bằng Bảng so sánh 2 kỹ thuật cân bằng kênh Cân bằng tuyến tính Cân bằng phi tuyến • Tín hiệu ra bộ cân bằng không quay trở lại đầu vào (không hồi tiếp) • Đơn giản, dễ thực hiện • Tăng nhiễu • Có hồi tiếp • Khá phức tạp • Nhiễu ít hơn so với cân bằng tuyến. .. xk và yk là cố định thì MSE có thể viết thành: 2 MeanSquareError ≡ ξ = E  xk  + ω T Rω − 2 p T ω   Tối thiểu hóa MSE ta sẽ được giá trị ωk tối ưu 5 Các kỹ thuật cân bằng kênh: Có thể chia kỹ thuật cân bằng kênh thành 2 nhóm chính, đó là cân bằng tuyến tính và cân bằng phi tuyến 2 nhóm này được xác định từ cách sử dụng đầu ra của bộ cân bằng thích nghi cho tín hiệu phản hồi Tín hiệu sau cân bằng. .. ra của bộ lọc phải lớn • Kết quả mô phỏng sử dụng phương pháp ZFF trên matlab: 16 2 Bộ lọc MMSE • Giới thiệu Là bộ cân bằng kênh tuyến tính Mục đích là tối thiểu hóa sự khác biệt giữa dữ liệu chuỗi huấn luyện và tín hiệu ở đầu ra bộ cân bằng Bộ cân bằng MMSE yêu cầu hàm tự tương quan và tương quan chéo để đánh giá việc truyền dẫn tín hiệu đã biết qua kênh truyền • Đặc trưng bộ lọc 17 y(t) T T T c-N+1... ISI xuống mức 0 Điều này có ý nghĩa khi nhiễu ISI lớn so với tạp âm • Đặc trưng bộ lọc Sơ đồ bộ cân bằng kênh Khi không có bộ cân bằng kênh ta có:y(t)=x(t)*h(t) Trong miền tần số: Y(jω)=X(jω)H(jω) 13 Nếu có bộ cân bằng kênh: y(t)=x(t)*h(t)*g(t) Trong miền tần số: Y(jω)=X(jω).H(jω).G(jω) Bộ cân bằng kênh lý tưởng :h(t)*g(t)=(t) Trong miền tần số: G(j)H(j)=1  G(j)=1/ H(j) Hay bộ lọc ZF còn gọi là... kênh truyền • Đặc trưng bộ lọc 17 y(t) T T T c-N+1 c0 T cN c-N z(t) d(t) (chuẩn) e(t) Xét bộ lọc dùng MMSE, trong đó d(t) là tín hiệu chuẩn do bên thu và bên phát quy ước với nhau y(t) là chuỗi đầu vào bộ cân bằng z(t) là chuỗi đầu ra bộ cân bằng e(t) là chuỗi lỗi Mục đích của phương pháp MMSE là tối thiểu hóa biểu thức: e = E{[z(t)-d(t)]2 } =Min Trong đó: z (t ) = N ∑ c y (t − nT ) n =− N n 18... như ZFF ta có phương trình ma trận cho trường hợp MMSE:  Ryy [0]  …   Ryy [ NT ]   …  Ryy [2 NT ]  r → Ryy c = Ryd … Ryy [-2 NT ]  c− N   Ryd [− NT ]    … … M  M    … Ryy [- NT ]   c0  =  Ryd [0]      … … M  M   … Ryy [0]   cN   Ryd [ NT ]      → r −1 ⇒ c = Ryy Ryd 19 • Bên cạnh cân bằng kênh, MMSE còn hạn chế nhiễu • MMSE không cho phép tạp âm vô hạn... 1    0  M    0  0    15 Thực tế, cân bằng kênh ZF không hoạt động trong đa số các ứng dụng vì: • Do C(z)=1/H(z), bộ lọc đảo sẽ khuyêch đại tạp âm rất lớn.Do đó bộ lọc này ít được sử dụng trong các hệ thống cần SNR cao • Dù cho đáp ứng xung của kênh truyền có chiều dài hữu hạn thì đáp ứng xung của bộ cân bằng có chiều dài vô hạn • Trong vài trường hợp tín hiệu nhận được nhỏ, để bù đắp... NT ]      → r −1 ⇒ c = Ryy Ryd 19 • Bên cạnh cân bằng kênh, MMSE còn hạn chế nhiễu • MMSE không cho phép tạp âm vô hạn như ZF với kênh có phổ không • Khi nhiễu không đáng kể=> N0 tiến đến 0: MMSE và ZF là giống nhau • Kết quả mô phỏng phương pháp cân bằng MMSE trên matlab: 20 Tài liệu tham khảo • Wireless Communications Principles and Practice T.S Rappaport • J Proakis, “Digital Communications”,... 2 E[ xk yk ]ωk k Nếu xk và yk là độc lập, phương trình trên có thể đơn giản hóa hơn nữa, tuy nhiên ta không thể làm vậy vì thông thường vector tín hiệu vào x k có tương quan với tín hiệu ra mong muốn yk của bộ cân bằng Vì thế, ta sử dụng vector tương quan p để chỉ ra mối tương quan giữa chúng p = E[ xk yk ] = E[ xk yk xk yk −1 T xk yk − 2 xk yk − N ] Ma trận tương quan đầu vào R được định nghĩa là