Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Mô phỏng hệ thống truyền thông: Chương 6 Ước tính tham số và đánh giá hiệu năng, cung cấp cho người học những kiến thức như: Các tham số hiệu năng của hệ thống thông tin; Ước tính các tham số hiệu năng; Thực hiện mô phỏng hệ thống viễn thông. Mời các bạn cùng tham khảo!
ƯỚC TÍNH THAM SỐ VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG Tổng quan: • Các tham số hiệu hệ thống thơng tin • Ước tính tham số hiệu • Thực mô hệ thống viễn thông Các tham số hiệu hệ thống thơng tin • • • • Tỷ số tín hiệu nhiễu trung bình Xác suất dừng Dung lượng dừng kênh truyền Xác suất lỗi bit Các tham số hiệu hệ thống thơng tin • Tỷ số tín hiệu nhiễu trung bình • Tỷ số tín hiệu nhiễu trung bình viết đầy đủ tỷ số cơng suất tín hiệu cơng suất nhiễu trung bình tham số hiệu hệ thống thông tin vơ tuyến • Đặc biệt hữu dụng hệ thống sử dụng kỹ thuật phân tập • Tỷ số tín hiệu nhiễu trung bình định nghĩa sau: với P công suất máy phát, độ lợi kênh truyền trung bình N công suất nhiễu máy thu Các tham số hiệu hệ thống thơng tin • Xác suất dừng • Xác suất dừng tham số hiệu quan trọng cho phép đánh giá hiệu hệ thống thông tin mà không cần biết loại điều chế sử dụng • Xác suất dừng định nghĩa xác suất lý thuyết tỷ lệ mơ mà dung lượng chuẩn hóa kênh truyền nhỏ tốc độ dịch vụ mong muốn (hay yêu cầu) cho trước R , cụ thể: với hàm phân bố xác suất tích lũy tỷ số tín hiệu nhiễu ngưỡng dừng Các tham số hiệu hệ thống thơng tin • Xác suất dừng • Hệ thống anten phát anten thu (Single Input Single Ouput - SISO) hoạt động kênh truyền fading Rayleigh có xác suất dừng sau: Các tham số hiệu hệ thống thơng tin • Dung lượng dừng kênh truyền • Dung lượng Shannon kênh truyền tham số hệ thống, cho biết tốc độ lý thuyết truyền thông tin tối đa hệ thống mà không lỗi • Ở kênh truyền nhiễu trắng, dung lượng Shannon có cơng thức sau: với B băng thơng kênh truyền có đơn vị Hz, thường B =1 để tính dung lượng chuẩn Hz băng thơng Các tham số hiệu hệ thống thông tin • Dung lượng dừng kênh truyền • Ở kênh truyền fading Rayleigh, dung lượng Shannon trung bình tính theo cơng thức: với Các tham số hiệu hệ thống thơng tin • Xác suất lỗi bit • Xác suất lỗi bit tham số hiệu quan trọng hệ thống thông tin, liên quan trực tiếp đến chất lượng dịch vụ hệ thống • Xác suất lỗi bit điều chế BPSK kênh truyền nhiễu trắng là: • Xác suất lỗi bit trung bình điều chế BPSK kênh truyền fading Rayleigh tính sau: Các tham số hiệu hệ thống thơng tin • Xác suất lỗi bit • Tỷ lệ lỗi bit trung bình hệ thống kênh truyền fading Rayleigh viết tổng quát sau: với hệ số điều chế, phụ thuộc vào kiểu điều chế mức điều chế Thực mơ hệ thống viễn thơng • Giải: Thực mơ hệ thống viễn thơng • Giải: Kết mô Xác suất chế độ truyền hệ thống truyền thích ứng kênh truyền fading Rayleigh Xác suất dừng hệ thống truyền thích ứng kênh truyền fading Rayleigh Thực mơ hệ thống viễn thơng • Giải: Kết mô Hiệu suất phổ tần hệ thống truyền thích ứng sử dụng MPSK kênh truyền fading Rayleigh Tỷ lệ lỗi bit trung bình hệ thống truyền thích ứng dùng MPSK kênh truyền fading Rayleigh Thực mơ hệ thống viễn thơng • Mơ hệ thống truyền giải mã chuyển tiếp hai chặng • Kỹ thuật chuyển tiếp kỹ thuật hiệu để mở rộng vùng phủ sóng, cải thiện hiệu mạng hạn chế can nhiễu • Được áp dụng mạng vô tuyến hệ • Mơ hình hệ thống chuyển tiếp bao gồm nút mạng: nút nguồn, nút chuyển tiếp nút đích với hai chặng • Q trình truyền thơng từ nút nguồn đến nút chuyển tiếp khe thời gian thứ nút chuyển tiếp chuyển tiếp liệu nhận đến nút đích dùng kỹ thuật giải mã chuyển tiếp khe thời gian thứ Thực mô hệ thống viễn thơng • Mơ hệ thống truyền giải mã chuyển tiếp hai chặng • Gọi h1 h2 hệ số kênh truyền chặng 2, ta có tín hiệu nhận chặng là: • Tỷ số tín hiệu nhiễu chặng i là: • Ở kênh truyền fading Rayleigh, hàm PDF CDF là: Thực mơ hệ thống viễn thơng • Mơ hệ thống truyền giải mã chuyển tiếp hai chặng • Phân tích xác • Xác suất dừng hệ thống: • Giả sử kênh truyền hai chặng độc lập với OP là: • Dạng đóng OP là: Thực mơ hệ thống viễn thơng • Mơ hệ thống truyền giải mã chuyển tiếp hai chặng • Phân tích xác • Tỷ lệ lỗi bit trung bình hai chặng: • Giả sử hệ thống sử dụng điều chế kết hợp, ta có tính sau: Thực mơ hệ thống viễn thơng • Mơ hệ thống truyền giải mã chuyển tiếp hai chặng • Phân tích xấp xỉ • Tỷ số tín hiệu nhiễu tương đương hệ thống chuyển tiếp tỷ số tín hiệu nhiễu chặng yếu nhất, cụ thể: • Giả sử kênh truyền hai chặng độc lập thống kê, hàm CDF sau: Thực mơ hệ thống viễn thơng • Mơ hệ thống truyền giải mã chuyển tiếp hai chặng • Phân tích xấp xỉ • Hàm PDF có cách đạo hàm hàm CDF • Xác suất dừng hệ thống tính dựa vào hàm CDF sau: Thực mô hệ thống viễn thơng • Mơ hệ thống truyền giải mã chuyển tiếp hai chặng • Phân tích xấp xỉ • Giả sử hệ thống dùng điều chế kết hợp, ta có tỷ lệ lỗi bit trung bình hệ thống sau: với Thực mô hệ thống viễn thơng • Mơ hệ thống truyền giải mã chuyển tiếp hai chặng • Ví dụ 6.12: Mơ hệ thống chuyển tiếp hai chặng sử dụng kỹ thuật giải mã chuyển tiếp cố định qua hai tham số hiệu xác suất dừng hệ thống tỷ lệ lỗi bit cho điều chế BPSK kênh truyền fading Rayleigh a So sánh với kết lý thuyết xác b So sánh với kết lý thuyết xấp xỉ Thực mô hệ thống viễn thơng • Giải: Chương trình matlab Thực mơ hệ thống viễn thơng • Giải: Chương trình matlab Thực mơ hệ thống viễn thơng • Giải: Kết mô Xác suất dừng hệ thống chuyển tiếp hai chặng cố định kênh truyền fading Rayleigh Tỷ lệ lỗi bit hệ thống chuyển tiếp hai chặng cố định kênh truyền fading Rayleigh GOOD LUCK! ... Thực mô hệ thống viễn thông • Giải: Thực mô hệ thống viễn thông • Giải: Kết mô Xác suất dừng hệ thống hệ thống SC kênh kênh truyền fading Rayleigh Thực mô hệ thống viễn thông • Mô hệ thống. .. thống truyền thích ứng • Mơ hệ thống truyền giải mã chuyển tiếp hai chặng Thực mơ hệ thống viễn thơng • Mơ hệ thống phân tập thu • Hệ thống kết hợp lựa chọn (Selection combiner) Hình: Hệ thống. .. Thực mơ hệ thống viễn thơng • Mơ hệ thống phân tập thu • Hệ thống kết hợp lựa chọn (Selection combiner) • Xác suất dừng hệ thống SC N anten tính sau: Thực mơ hệ thống viễn thơng • Mơ hệ thống phân