Đang tải... (xem toàn văn)
Hiện nay, nhu cầu các ứng dụng băng rộng trong mạng truyền thông không dây đang gia tăng mạnh mẽ. Các hệ thống thông tin tương lai yêu cầu phải có dung lượng cao hơn, tin cậy hơn, tốc độ dữ liệu cao hơn, sử dụng băng thông hiệu quả hơn, khả năng kháng nhiễu cao và chất lượng tốt hơn, trong khi băng thông cho phép lại không được mở rộng. Mạng WLAN cũng đứng trước thách thức đó. Yêu cầu đó đã thúc đẩy nghiên cứu về hệ thống MIMO (MultipleInput MultipleOutput) sử dụng nhiều anten ở cả phía đầu phát và đầu thu. Những nghiên cứu gần đây cho thấy MIMO có thể tăng tốc độ dữ liệu, giảm BER, phạm vi phủ sóng mà không cần tăng công suất hay băng thông hệ thống
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN -*** - TIỂU LUẬN MÔ PHỎNG MẠNG Đề tài: Trình bày lý thuyết viết chương trình mơ cơng nghệ MIMO 2x2 mạng Wlan sử sụng matlab Giảng viên: Diêm Cơng Hồng Sinh viên: Nguyễn Văn Hiếu Mã sinh viên: 1721050231 Lớp: DCCTMM62C HÀ NỘI – 2021 LỜI MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG VÔ TUYẾN VÀ WIRELESS LAN 1.1.Giới thiệu 1.2.Xu hướng truyền thông 1.3 Lịch sử WLAN .5 1.4 Các mơ hình hệ thống không dây 1.4.1 Hệ thống SISO 1.4.2 Hệ thống MISO 1.4.3 Hệ thống SIMO 1.4.4 Hệ thống MIMO 1.5 Một số ưu điểm mạng WLAN 1.6 Một số Nhược điểm WLAN 1.7 Hiện tượng Multipath-fading Chương 2: Kỹ thuật OFDM 2.1 Giới thiệu 2.2 Nguyên lý hoạt động OFDM .10 2.2.1 Tính trực giao 10 2.2.2 Nguyên lý OFDM 11 2.2.3 Nguyên lý kỹ thuật 11 2.2.4 Ưu nhược điểm hệ thống OFDM 12 Chương 3: Hệ thống MImo 2x2 13 3.2 Khái niệm 13 3.3.Mơ hình hệ thống MIMO 2x2 .14 3.4 Dung kênh MIMO 2x2 15 3.5 Một số kỹ thuật hệ thống MIMO 2x2 .16 3.5.1 Kỹ thuật beamforming đa luồng 16 3.5.2 Ghép kênh không gian .16 3.5.3 Kỹ thuật phân tập(không gian, thời gian) 17 3.6 Các mơ hình đặc trưng MIMO 19 3.6.1 Mơ hình STBC STC 19 3.6.2 Mơ hình V-BLAST SDM .21 Chương 4: CÔNG NGHỆ MIMO 2x2 TRONG MẠNG WIRELESS LAN 23 4.1 Giới thiệu .23 4.3 MIMO 2x2 sử dụng Wlan 25 4.3.1 Hiệu suất MIMO 2x2 26 4.3.2 Anten MIMO 2x2 26 Chương 5: Mô 27 5.2 LOẠI BỎ NHIỄU LIÊN TIẾP CHO HỆ THỐNG MIMO 2X2 OFDM: VBLAST MIMO OFDM 29 5.3 lược đồ alamouti SFC (MT = 2, MR = 2) kênh Fading Rayleigh 31 5.4.lược đồ alamouti STC (MT = 2, MR = 2) kênh Fading Rayleigh 35 LỜI MỞ ĐẦU *Lý chọn đề tài Hiện nay, nhu cầu ứng dụng băng rộng mạng truyền thông không dây gia tăng mạnh mẽ Các hệ thống thông tin tương lai yêu cầu phải có dung lượng cao hơn, tin cậy hơn, tốc độ liệu cao hơn, sử dụng băng thông hiệu hơn, khả kháng nhiễu cao chất lượng tốt hơn, băng thông cho phép lại không mở rộng Mạng WLAN đứng trước thách thức Yêu cầu thúc đẩy nghiên cứu hệ thống MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) sử dụng nhiều anten phía đầu phát đầu thu Những nghiên cứu gần cho thấy MIMO tăng tốc độ liệu, giảm BER, phạm vi phủ sóng mà khơng cần tăng cơng suất hay băng thông hệ thống Sự thông tin tốc độ cao Wlan môi trường hứa hẹn cho triển khai cơng nghệ MIMO Bên cạnh đó, kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing thực chuyển kênh truyền băng rộng fading lựa chọn tần số thành nhiều kênh truyền phẳng băng hẹp triệt nhiễu xuyên ký tự ISI nhờ thêm vào khoảng bảo vệ đoạn bắt đầu symbol Trên thực tế, OFDM chứng tỏ ưu điểm hệ thơng vơ tuyến, đặc biệt mạng WLAN OFDM trở thành tảng cho tiêu chuẩn mạng WLAN 802.11a, 802.11g Với tiềm to lớn MIMO OFDM, việc kết hợp hệ thống MIMO với kỹ thuật OFDM giải pháp hứa hẹn cho hệ thống thông tin khơng dây băng rộng tương lai Vì vậy, việc nghiên cứu công nghệ MIMO hệ thống WLAN để tận dụng ưu điểm chúng điều cần thiết Đó kết hợp tuyệt vời MIMO OFDM để tạo chuẩn 802.11n WLAN Hiện MIMO chia làm loại SU-MIMO MU-MINO MU-MIMO công nghệ nhiều người dùng, nhiều đầu vào nhiều đầu ra, phổ biến SUMIMO.Vì em chọn đề tài “NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ MIMO 2x2 TRONG MẠNG WLAN” *Mục đích nghiên cứu Đề tài tiến hành nghiên cứu kỹ thuật MIMO 2x2 nâng cao dung lượng chất lượng hệ thống thơng tin, kỹ thuật OFDM Qua xây dựng hệ thống MIMO 2x2 kết hợp với OFDM WLAN để nâng cao chất lượng dung lượng hệ thống * Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu : - Kỹ thuật OFDM - Hệ thống MIMO 2x2 - Mạng WLAN 802.11 Phạm vi nghiên cứu : - Kỹ thuật MIMO mạng Wireless LAN *Phương pháp nghiên cứu - Về lý thuyết: Thu thập tài liệu để nghiên cứu công nghệ MIMO 2x2, kỹ thuật OFDM kết hợp MIMO với OFDM hệ thống wireless LAN - Về thực nghiệm: Xây dựng chương trình mơ MIMO áp dụng MIMO cho mạng wireless LAN * Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ứng dụng kỹ thuật OFDM MIMO để nâng cao chất lượng dung lượng hệ thống truyền thông - Hỗ trợ cho việc xây dựng hệ thống wireless LAN chất lượng dung lượng cao trước xu hướng gia tăng mạnh mẽ dịch vụ băng rộng CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG VÔ TUYẾN VÀ WIRELESS LAN 1.1.Giới thiệu Ngày nay, thấy diện mạng không dây nhiều nơi tịa nhà, cơng ty, bệnh viện, trường học hay trí quán cà phê Cùng với phát triển mạng có dây truyền thống, mạng khơng dây có bước phát triển nhanh chóng nhằm đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin truyền thông người cách tốt Khi mà mạng không dây ngày quan tâm, đầu tư nghiên cứu phát triển ngày nhiều mơ hình, kiến trúc mạng đề xuất nhà khoa học, hội nghị Các mơ hình, kiến trúc mạng đưa nhằm làm cho mạng khơng dây dần khỏi phụ thuộc hồn toàn vào mạng sở hạ tầng Một mơ hình mạng đề xuất mạng Ad Hoc thường viết tắt MANET Việc mạng khơng dây phụ thuộc vào sở hạ tầng điều thuận lợi lại có vấn đề khác đặt tốc độ truyền thơng khơng cao, mơ hình mạng khơng ổn định mạng có dây truyền thống nút mạng hay di chuyển, lượng cung cấp cho nút mạng thường chủ yếu pin Do đó, với vấn đề bảo mật mạng khơng dây vấn đề định tuyến mạng vô tuyến Ad Hoc vấn đề vơ quan trọng Nó định lớn đến hiệu hoạt động toàn hệ thống mạng 1.2.Xu hướng truyền thông Hiện kênh thông tin sử dụng nhiều, để người dùng tiếp cận nhiều thông tin, giao tiếp với việc sử dụng ăng-ten để phát thu nhận tín hiệu kết nối khơng dây thơng dụng Từ việc thu phát giúp thiết bị điện tử từ máy tính, điện thoại, laptop tiếp nhận sử dụng sóng wifi dễ dàng hơn, khai thác hết công suất Router Wifi MIMO phần công nghệ giao tiếp không dây tùy vào số lượng ăng-ten thu phát nên cho tốc độ kết nối tương ứng Điều thể công nghê MIMO quan trọng cho việc phát triển truyền thông 1.3 Lịch sử WLAN Công nghệ WLAN lần xuất vào cuối năm 1990, nhà sản xuất giới thiệu sản phẩm hoạt động băng tần 900Mhz Những giải pháp (không thống nhà sản xuất) cung cấp tốc độ truyền liệu 1Mbps, thấp nhiều so với tốc độ 10Mbps hầu hết mạng sử dụng đường dây thời Năm 1992 nhà sản xuất bắt đầu bán sản phẩm WLAN sử dụng băng tần 2,4Ghz Mặc dầu sản phẩm có tốc độ truyền liệu cao chúng giải pháp riêng nhà sản xuất không công bố rộng rãi Sự cần thiết cho việc hoạt động thống thiết bị dãy tần số khác dẫn đến số tổ chức bắt đầu phát triển chuẩn mạng không dây chung Năm 1997 Viện công nghệ Điện Điện Tử (IEEE) phê chuẩn đời chuẩn 802.11, biết với tên gọi WIFI cho mạng WLAN Chuẩn 802.11 hỗ trợ ba phương pháp truyền tín hiệu, có bao gồm phương pháp truyền tín hiệu vơ tuyến tần số 2,4Ghz Năm 1999, IEEE thông qua hai bổ sung cho chuẩn 802.11 chuẩn 802.11a 802.11b (định nghĩa phương pháp truyền tín hiệu) Và thiết bị WLAN dựa chuẩn 802.11b nhanh chóng trở thành cơng nghệ khơng dây vượt trội Các thiết bị WLAN 802.11b truyền phát tần số 2,4Ghz, cung cấp tốc độ truyền liệu lên tới 11Mbps IEEE 802.11b tạo nhằm cung cấp đặc điểm tính hiệu dụng gồm thơng lượng (throughput) bảo mật (security) để so sánh với mạng có dây Năm 2003, chuẩn 802.11g IEEE cơng bố thêm cải tiến mà truyền nhận thông tin hai dải tần 2,4 Ghz Ghz nâng tốc độ truyền liệu lên đến 54Mbps Thêm vào đó, sản phẩm áp dụng 802.11g tương thích ngược với thiết bị chuẩn 802.11b Hiện chuẩn 802.11g đạt đến tốc độ 108Mbps - 300Mbps 1.4Các mơ hình hệ thống khơng dây 1.4.1 Hệ thống SISO Hệ thống SISO hệ thống thông tin không dây truyền thống sử dụng anten phát anten thu Máy phát máy thu có cao tần điều chế/giải điều chế Hệ thống SISO thường dùng phát phát hình, kỹ thuật truyền dẫn vô tuyến cá nhân Wifi hay Bluetooth 1.4.2 Hệ thống MISO Hệ thống sử dụng nhiều anten phát anten thu gọi hệ thống MISO Hệ thống cung cấp phân tập phát thơng qua kỹ thuật Alamouti từ cải thiện chất lượng tín hiệu sử dụng Beamforming để tăng hiệu suất phát vùng bao phủ 1.4.3 Hệ thống SIMO Nhằm cải thiện chất lượng hệ thống, phía sử dụng anten, phía cịn lại sử dụng đa anten Hệ thống sử dụng anten phát nhiều anten thu gọi hệ thống SIMO Trong hệ thống máy thu lựa chọn kết hợp tín hiệu từ anten thu nhằm tối đa tỷ số tín hiệu nhiễu thơng qua giải thuật beamforming MMRC (Maximal-Ratio Receive Combining 1.4.4 Hệ thống MIMO Hệ thống MIMO hệ thống sử dụng đa anten nơi phát nơi thu Hệ thống cung cấp phân tập phát nhờ vào đa anten phát, cung cấp phân tập thu nhờ vào đa anten thu nhằm tăng chất lượng hệ thống thực Beamforming nơi phát nơi thu để tăng hiệu suất sử dụng cơng suất, triệt can nhiễu Ngồi dung lượng hệ thống cải thiện đáng kể nhờ vào độ lợi ghép kênh cung cấp kỹ mã hố thuật khơng gian-thời gian V-BLAST 1.5 Một số ưu điểm mạng WLAN Thuận lợi: Khi truy cập mạng khơng cần phải có dây cáp mà cần điểm truy cập mạng (Access Point kết nối với Internet) lên việc tạo mạng khơng dây nhanh chóng đơn giản người sử dụng Nó cho phép người dùng dễ dàng truy xuất tài nguyên từ nơi đâu vùng phủ sóng mạng (một tịa nhà hay văn phịng cơng ty, ) Đặc biệt thiết bị di động nhỏ dễ dàng di chuyển PDA, Laptop có hỗ trợ thu phát vơ tuyến ngày sử dụng nhiều điều vô thuận lợi Khả linh động: Khả linh động mạng không dây thể rõ việc người dùng không cịn bị ràng buộc dây cáp mà truy cập mạng nơi đâu, ví dụ điển hình nói tới qn càfê wifi, nơi người sử dụng truy cập mạng cách miễn phí Tính hiệu cơng việc: Người dùng dễ dàng trì kết nối mạng di chuyển từ nơi đến nơi khác Đối với xã hội ngày việc truy cập mạng di chuyển tiết kiệm nhiều thời gian làm tăng thêm hiệu cho công việc họ Dễ thiết kế triển khai mạng: Khơng giống mạng có dây truyền thống, để thiết lập mạng cần có tính tốn cụ thể cho mơ hình phức tạp với mạng không dây, cần thiết bị tuân theo chuẩn định điểm truy cập, hệ thống mạng hoạt động bình thường Khả mở rộng: Với mạng không dây có thêm nút gia nhập mạng (hịa nhập vào mạng), điều dễ dàng tiện lợi cần bật thu phát không dây thiết bị kết nối Với hệ thống mạng dùng dây cáp ta cần phải gắn thêm cáp cấu hình Tính bền vững: Nếu có thiên tai, hay cố đó, việc mạng có dây bị phá hủy, hoạt động điều hồn tồn bình thường, gần khơng thể tránh Trong điều kiện vậy, mạng không dây hoạt động bình thường thiết lập lại cách nhanh chóng 1.6Một số Nhược điểm WLAN Vấn đề an toàn bảo mật liệu: Do truyền thông mạng không dây truyền thông mơi trường truyền lan phủ sóng việc truy cập tài nguyên mạng trái phép điều khó tránh khỏi Tín hiệu bị suy giảm tác động thiết bị khác :Vì thiết bị sử dụng sóng vơ tuyến để truyền thơng lên việc bị nhiễu, tượng biến đổi cường độ tín hiệu sóng mang (fading), ảnh hưởng mơi trường, thời tiết khơng tránh khỏi Các tượng làm giảm đáng kể hiệu hoạt động mạng Chất lượng dịch vụ mạng không dây so với mạng có dây :Vì mạng khơng dây có tốc độ chậm (chỉ đạt từ 1- 10Mbit/s), độ trễ cao hơn, tỉ lệ lỗi nhiều (tỉ lệ lỗi 10-4 so với 10-10 mạng sử dụng cáp quang) Tuy vậy, theo số chuẩn mới, số môi trường truyền đặc biệt, việc truyền thông mạng khơng dây đạt tốc độ cao đáng kể, ví dụ chuẩn 802.11n việc truyền thơng đạt tốc độ từ 100-200Mbit/s Phạm vi phủ sóng mạng khơng dây: Các mạng không dây hoạt động phạm vi định Nếu khỏi phạm vi phát sóng mạng kết nối mạng 1.7 Hiện tượng Multipath-fading Multipath-Fading tượng phổ biến truyền thông không dây gây tượng đa đường (Multipath) dẫn tới suy giảm cường độ xoay pha tín hiệu (fading) khơng giống thời điểm hoặc/và tần số khác Tín hiệu RF truyền qua kênh truyền vô tuyến lan tỏa không gian , va chạm vào vật cản phân tán rải rác đường truyền xe cộ, nhà cửa, công viên, sông, núi, biển … gây tượng sau đây: • Phản xạ (reflection): sóng đập vào bề mặt phẳng • Tán xạ (scaterring): sóng đập vào vật có bề mặt khơng phẳng vật có chiều dài so sánh với chiều dài bước sóng • Nhiễu xạ (diffraction): sóng va chạm với vật có kích thước lớn nhiều chiều dài bước sóng Khi sóng va chạm vào vật cản tạo vơ số tín hiệu, số tới máy thu Do này phản xạ, tán xạ, nhiễu xạ vật khác theo đường dài ngắn khác nên: • Thời điểm tới máy thu khác nhau, tức độ trễ pha thành phần khác • Các suy hao khác nhau, tức biên độ thành phần khác Tín hiệu máy thu tổng tất này, tùy thuộc vào biên độ pha sao: • Tín hiệu thu tăng cường hay cộng tích cực (constructive addition) đồng pha • Tín hiệu thu bị triệt tiêu hay cộng tiêu cực (destructive addition) ngược pha Tuỳ theo mức độ multipath-fading ảnh hưởng tới đáp ứng tần số kênh truyền mà ta có kênh truyền chọn lọc tần số (frequency selective fading channel) hay kênh truyền phẳng (frequency nonselective fading channel), kênh truyền biến đổi nhanh (fast fading channel) hay kênh truyền biến đổi chậm (slow fading channel) Tuỳ theo đường bao tín hiệu sau qua kênh truyền có phân bố xác suất theo hàm phân bố Rayleigh hay Rice mà ta có kênh truyền Rayleigh hay Ricean CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT OFDM 2.1 Giới thiệu Mặc dù OFDM phát minh từ năm 1950 Nhưng việc điều chế liệu sóng mang cách xác, việc tách sóng phụ q phức tạp thiếu thiết bị phụ vụ cho việc thực kỹ thuật nên hệ thống chưa phát triển vào thời điểm Tuy nhiên sau 20 năm phát minh, kỹ thuật OFDM ứng dụng rộng rãi nhờ vào phát triển phép biến đổi Fourier nhanh FFT IFFT Cũng giống kỹ thuật CDM, kỹ thuật OFDM ứng dụng lĩnh vực quân 10 Với hai luồng không gian thiết lập, trọng tải liệu chia hai ăng-ten truyền băng tần Để việc ghép kênh khơng gian có hiệu quả, anten phải cách ly tốt cấu hình để cung cấp hệ số tương quan thấp Thơng thường, cách hiệu để đạt độ tương quan thấp hệ thống 2x2 sử dụng phân cực trực giao, ví dụ, sử dụng ăng ten phân cực dọc ăng ten phân cực ngang Tất nhiên nhiều hệ thống UE phân cực hồn tồn trực giao, trường hợp khái niệm Hệ số tương quan bao thư (ECC) có hiệu lực ECC tính đến đặc điểm mẫu xạ 3D phân kỳ để xác định mức độ độc lập hai ăngten với Thực tế cuối tạo thành giới hạn hiệu suất ăng-ten hai ăng-ten phải bao bọc thiết bị lắp đặt khoảng không gian nhỏ 4.3.1 Hiệu suất MIMO 2x2 Trong điều kiện phịng thí nghiệm, mức tăng hiệu suất tối đa theo lý thuyết 100%, tức tăng gấp đôi thông lượng đường xuống, thể khả truyền hai luồng liệu hoàn toàn không tương quan Trong điều kiện thực tế, cách ly tương quan ăng ten khơng hồn hảo, trường hợp đó, hiệu suất 2x2 MIMO xác định môi trường truyền vật lý Ghép kênh không gian yêu cầu đường dẫn truyền độc lập thay cho đường dẫn độc lập với ăng-ten không tương quan cung cấp cách phân tán, phản xạ từ tịa nhà đặc điểm địa hình trạm gốc máy thu cung cấp đường dẫn không bị nhiễu từ đường dẫn Theo đó, mơi trường truyền dẫn với số lượng đường dẫn riêng biệt cao (phân tán cao hơn) cho phép tốc độ liệu đỉnh cao Nhận môi trường phân tán phong phú thường đặt vấn đề đáng kể chất lượng tín hiệu Tổng quan tài liệu xác nhận hiệu suất MIMO 2x2 có tương quan thuận với tỷ lệ tín hiệu nhiễu - mơi trường có độ phân tán cao SNR thấp, chẳng hạn truyền qua thảm thực vật dày đặc, lợi ích MIMO tối thiểu Tuy nhiên, mơi trường có độ phân tán cao SNR cao, chẳng hạn môi trường đô thị thành phố, nơi phản chiếu tòa nhà sẽ, 2x2 MIMO có lợi ích đáng kể 4.3.2 Anten MIMO 2x2 Nhiều nhà sản xuất cung cấp ăng-ten kết hợp thiết kế với hai phần tử MIMO bao bọc radome Cách tiếp cận có ưu điểm đơn giản hóa 27 việc lắp đặt nhiều nhà sản xuất chất lượng tốt kiểm tra ECC Cách ly cổng trình thiết kế sản xuất Nhược điểm rõ ràng việc tách ăng-ten vật lý, thường chìa khóa để giảm tương quan đường truyền, bị giới hạn kích thước radome Khoảng cách vật lý tối thiểu đề xuất hai ăng ten UE hệ thống MIMO 0,5 λ lý tưởng λ CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG 5.1 OFDM với MIMO 2x2 Ví dụ cho thấy cách sử dụng điều chế giải điều chế OFDM mô tỷ lệ lỗi 2x2 MIMO đơn giản Các tham số OFDM dựa tiêu chuẩn 802.11n Tạo cặp điều chế giải điều chế QPSK qpskMod = comm.QPSKModulator; qpskDemod = comm.QPSKDemodulator; Tạo cặp điều chế giải điều chế OFDM với số thí điểm người dùng định, DC rỗng chèn vào, hai ăng-ten phát hai ăng-ten thu Chỉ định số thử nghiệm khác ăng-ten ofdmMod = comm.OFDMModulator ( 'FFTLength' , 128, 'PilotInputPort' , true, 'PilotCarrierIndices' , cat (3, [12; 40; 54; 76; 90; 118], [13; 39 ; 55; 75; 91; 117]), 'InsertDCNull' , true, 'NumTransmitAntennas' , 2); ofdmDemod = comm.OFDMDemodulator (ofdmMod); ofdmDemod.NumReceiveAntennas = 2; Hiển thị ánh xạ tài nguyên sóng mang phụ hoa tiêu cho ăng ten phát Các đường màu xám hình biểu thị việc chèn sóng mang rỗng để giảm thiểu nhiễu tín hiệu hoa tiêu showResourceMapping (ofdmMod) Kết mơ phỏng: 28 Hình 5.1 Ánh xạ sóng mang anten1 29 Hình 5.1 Ánh xạ sóng mang anten2 Xác định kích thước điều chế OFDM infophương pháp ofdmModDim = info(ofdmMod); numData = ofdmModDim.DataInputSize(1); % Number of data subcarriers numSym = ofdmModDim.DataInputSize(2); % Number of OFDM symbols numTxAnt = ofdmModDim.DataInputSize(3); % Number of transmit antennas Tạo ký hiệu liệu để lấp đầy 100 khung OFDM nframes = 100; data = randi ([0 3], nframes * numData, numSym, numTxAnt); Áp dụng điều chế QPSK cho ký hiệu ngẫu nhiên định hình lại vectơ cột kết để phù hợp với yêu cầu điều chế OFDM modData = qpskMod (data (:)); modData = reshape (modData, nframes * numData, numSym, numTxAnt); Tạo đếm tỷ lệ lỗi 30 errorRate = comm.ErrorRate; Mô hệ thống OFDM 100 khung hình giả sử kênh mờ dần, 2x2, Rayleigh phẳng Loại bỏ ảnh hưởng việc làm mờ nhiều đường cách sử dụng giải pháp đơn giản, bình phương nhỏ giải điều chế dạng sóng OFDM liệu QPSK Tạo thống kê lỗi cách so sánh liệu gốc với liệu giải điều chế for k = 1:nframes % Find row indices for kth OFDM frame indData = (k-1)*ofdmModDim.DataInputSize(1)+1:k*numData; % Generate random OFDM pilot symbols pilotData = complex(rand(ofdmModDim.PilotInputSize), rand(ofdmModDim.PilotInputSize)); % Modulate QPSK symbols using OFDM dataOFDM = ofdmMod(modData(indData,:,:),pilotData); % Create flat, i.i.d., Rayleigh fading channel chGain = complex(randn(2,2),randn(2,2))/sqrt(2); % Random 2x2 channel % Pass OFDM signal through Rayleigh and AWGN channels receivedSignal = awgn(dataOFDM*chGain,30); % Apply least squares solution to remove effects of fading channel rxSigMF = chGain.' \ receivedSignal.'; % Demodulate OFDM data receivedOFDMData = ofdmDemod(rxSigMF.'); % Demodulate QPSK data receivedData = qpskDemod(receivedOFDMData(:)); % Compute error statistics dataTmp = data(indData,:,:); errors = errorRate(dataTmp(:),receivedData); end Hiển thị số liệu thống kê lỗi fprintf ( '\ nTỷ lệ lỗi ký hiệu =% d từ% d lỗi trong% d ký hiệu \ n' , lỗi) Kêt quả: 31 5.2 Loại bỏ nhiễu liên tiếp cho hệ thống MIMO 2X2 OFDM: VBLAST MIMO OFDM % (2X2) VBLAST - MIMO OFDM clear all close all clc num_frames = 10^1; % simulation runs FFT_len = 1024; % length of the FFT/IFFT chan_len = 10; % number of channel taps cp_len = chan_len-1; % length of the cyclic prefix fade_var_1D = 0.5; % 1D fade variance % SNR parameters SNR_dB = 40; % SNR per bit (dB) % AWGN variance per dimension per receive diversity arm noise_var_1D = 2*fade_var_1D*chan_len*2*2*2/(2*10^(0.1*SNR_dB)*FFT_len*2*2); C_Ber = 0; % bit errors in each frame tic() for frame_cnt = 1:num_frames % -TRANSMITTER -% QPSK symbols from transmit antenna a1 = randi([0 1],1,2*FFT_len); qpsk_seq1 = 1-2*a1(1:2:end) + 1i*(1-2*a1(2:2:end)); % QPSK symbols from transmit antenna a2 = randi([0 1],1,2*FFT_len); qpsk_seq2 = 1-2*a2(1:2:end) + 1i*(1-2*a2(2:2:end)); % IFFT operation at transmitter T_sig1 = ifft(qpsk_seq1); % IFFT operation at transmitter T_sig2 = ifft(qpsk_seq2); % Insert cyclic prefix at transmitter T_sig_CP1 = [T_sig1(end-cp_len+1:end) T_sig1]; % Insert cyclic prefix at transmitter T_sig_CP2 = [T_sig2(end-cp_len+1:end) T_sig2]; % CHANNEL -% fade channel for transmitter and receiver fade_chan11 = normrnd(0,sqrt(fade_var_1D),1,chan_len)+1i* normrnd(0,sqrt(fade_var_1D),1,chan_len); fade_chan_FFT11 = fft(fade_chan11,FFT_len); % fade channel for transmitter and receiver fade_chan21 = normrnd(0,sqrt(fade_var_1D),1,chan_len)+1i* normrnd(0,sqrt(fade_var_1D),1,chan_len); fade_chan_FFT21 = fft(fade_chan21,FFT_len); % fade channel for transmitter and receiver 32 fade_chan12 = normrnd(0,sqrt(fade_var_1D),1,chan_len)+1i* normrnd(0,sqrt(fade_var_1D),1,chan_len); fade_chan_FFT12 = fft(fade_chan12,FFT_len); % fade channel for transmitter and receiver fade_chan22 = normrnd(0,sqrt(fade_var_1D),1,chan_len)+1i* normrnd(0,sqrt(fade_var_1D),1,chan_len); fade_chan_FFT22 = fft(fade_chan22,FFT_len); % AWGN at receiver noise1 = normrnd(0,sqrt(noise_var_1D),1,FFT_len+cp_len+chan_len-1)+1i* normrnd(0,sqrt(noise_var_1D),1,FFT_len+cp_len+chan_len-1); % AWGN at receiver noise2 = normrnd(0,sqrt(noise_var_1D),1,FFT_len+cp_len+chan_len-1)+1i* normrnd(0,sqrt(noise_var_1D),1,FFT_len+cp_len+chan_len-1); % Get channel output for first receiver (diversity arm) chan_op1 = conv(fade_chan11,T_sig_CP1)+conv(fade_chan21,T_sig_CP2)+noise1; % Get channel output for second receiver (diversity arm) chan_op2 = conv(fade_chan12,T_sig_CP1)+conv(fade_chan22,T_sig_CP2)+noise2; % - VBLAST RECEIVER -start_inx = cp_len+1; % starting index end_inx = start_inx + FFT_len-1; % end index % FFT output at diversity arm Rx_FFT_op1 = fft(chan_op1(start_inx:end_inx)); % FFT output at diversity arm Rx_FFT_op2 = fft(chan_op2(start_inx:end_inx)); dec_a1 = zeros(1,2*FFT_len); dec_a2 = zeros(1,2*FFT_len); for i1 = 1:FFT_len H_matrix = [fade_chan_FFT11(i1) fade_chan_FFT21(i1); fade_chan_FFT12(i1) fade_chan_FFT22(i1)]; pseudo_inv_H = pinv(H_matrix); % step y1 = pseudo_inv_H(1,:)*[Rx_FFT_op1(i1);Rx_FFT_op2(i1)] ; % ML decision dec_a1(i1*2-1)= real(y1)