Hình 4. 28 Hệ thống OFDM với luật nén µ-255
Dữ liệu OFDM sau khi đƣợc tạo ra từ khối tạo tín hiệu OFDM sẽ đƣợc cho qua bộ nén µ để làm giảm PAPR. Dữ liệu này sẽ đƣợc nén từ 14 bits thành những codeword ra 8bits và đƣợc truyền đi qua kênh truyền AWGN.
Dữ liệu sau khi qua kênh truyền sẽ đƣợc khôi phục lại nhƣ trƣớc khi nén thông qua bộ giải nén Mu-Expander. Các codewords 8 bits sẽ đƣợc bộ giải nén Mu-Expander khôi phục lại thành dữ liệu 14bits nhƣ ban đầu.
CHƢƠNG 5
KẾT QUẢ MÔ PHỎNG TRÊN MATLAB VÀ SIMULINK CÁC PHƢƠNG PHÁP GIẢM PAPR CHO HỆ THỐNG OFDM
Chƣơng này sẽ trình bày các kết quả thử nghiệm giảm PAPR cho hệ thống OFDM bằng các phƣơng pháp nhƣ SLM, PTS, companding. Phƣơng pháp SLM, PTS đƣợc thực hiện trên Matlab M-file, phƣơng pháp companding đƣợc thực hiên trên Matlab Simulink thử nghiệm cho hệ thống OFDM với hai loại kênh truyền khác nhau là AWGN và Rayleigh Fading. Bên cạnh đó, chƣơng này cũng trình bày kết quả của việc làm giảm PAPR cho hệ thống OFDM đƣợc thực hiện trên DSP builder.
5.1 Kết quả mô phỏng phƣơng pháp Selected Mapping (SLM)
Phƣơng pháp này đƣợc thực hiện trên M-file của Matlab. Hệ thống OFDM có 128 sóng mang con, sử dụng phƣơng thức điều chế QPSK. Thực hiện SLM với 4 khối dữ liệu có pha khác nhau ( U=4)
OFDM ban đầu, đƣờng cong màu đỏ là tín phân bố PAPR của tín hiệu OFDM sau khi đƣợc giảm PAPR bằng phƣơng pháp SLM. Trục ngang thể hiện các ngƣỡng PAPR0 cho trƣớc tính bằng dB, trục đứng thể hiện xác suất của tín hiệu OFDM có PAPR lớn hơn ngƣỡng PAPR0 đó. Hình 5.1 cho thấy trong khoảng ngƣỡng từ 5.5 dB đến 11.8 dB thì xác suất PAPR của tín hiệu OFDM đƣợc SLM sẽ nhỏ hơn so với tín hiệu OFDM ban đầu.
5.2 Kết quả mô phỏng phƣơng pháp PTS
Tƣơng tự nhƣ phƣơng pháp SLM, phƣơng pháp SLM cũng đƣợc thực hiện trên Matlab M-file. Hệ thống OFDM có 128 sóng mang con, sử dụng phép điều chế QAM. Phƣơng pháp PTS đƣợc thực hiện với 4 sublock.
Phân bố PAPR trƣớc và sau khi PTS:
Hình 5. 2 CCDF của PAPR của tín hiệu OFDM khi có V=4
Tƣơng tự nhƣ hình 5.1, hình 5.2 thể hiện phân bố PAPR của tín hiệu OFDM trƣớc và sau khi đƣợc giảm PAPR bằng phƣơng pháp PTS. Trong đó, đƣờng màu xanh thể hiện PAPR của tín hiệu OFDM sau khi đƣợc giảm PAPR bằng phƣơng pháp PTS, đƣờng màu đỏ là của tín hiệu OFDM ban đầu. Trên hình 5.2, ta thấy tại khoảng ngƣỡng
PAPR0 từ 6.2 dB đến 9dB, xác suất PAPR > PAPR0 của tín hiệu OFDM đƣợc giảm PAPR bẳng phƣơng pháp PTS nhỏ hơn so với tín hiệu OFDM ban đầu.
5.3 Kết quả mô phỏng phƣơng pháp giảm PAPR bằng phƣơng pháp companding trên Matlab Simulink
5.3.1 Thử nghiệm trên kênh truyền có nhiễu AWGN
5.3.1.1 Phổ của tín hiệu OFDM
Hình 5. 3 Phổ miền tần số của tín hiệu OFDM phía phát trƣớc và sau khi sử dụng luật µ
5.3.1.2 Tín hiệu OFDM trong miền thời gian
Tín hiệu OFDM sau khi đƣợc điều chế thông qua bộ OFDM Modulation sẽ đƣợc cho qua bộ nén µ để làm giảm PAPR. Bộ nén µ đƣợc cấu hình với hệ số nén µ bằng 255 và ngƣỡng giới hạn cao nhất của tín hiệu ra là 1. Bộ nén µ sẽ nén tín hiệu theo đƣờng cong, các tín hiệu có biên độ nhỏ sẽ đƣợc khuếch đại nhiều trong khi những tín hiệu có biên độ lớn sẽ đƣợc khuếch đại ít hơn.
Hình 5. 5 Tín hiệu OFDM miền thời gian ở phía phát trƣớc và sau khi sử dụng luật µ
Tỷ lệ Bits lỗi (BER)
Hình 5. 7 BER của hệ thống trƣớc và sau khi sử dụng luật µ
Hình 5.7 là giản đồ BER của tín hiệu OFDM trƣớc và sau khi đƣợc giảm PAPR bẳng luật µ. Trục nằm ngang là năng lƣợng bit trên năng lƣợng nhiễu, trục đứng là tỉ lệ bit lỗi trên tổng số bit truyền. Đƣờng cong màu xanh là là BER của tín hiệu OFDM sau khi sử dụng luật µ để làm giảm PAPR, đƣờng màu đỏ là BER của tín hiệu OFDM ban đầu. Hình 5.7 cho thấy BER của tín hiệu OFDM sau khi đƣợc giảm PAPR bằng luật µ giảm rất nhiều so với với tín hiệu OFDM ban đầu. Giả sử xét tại điểm Eb/N0 = 8dB, BER của tín hiệu OFDM sau khi đƣợc giảm PAPR là 10-3 (1 bit lỗi cho tổng số 1000 bit truyền), trong khi BER của tín hiệu OFDM ban đầu là 0.5 ( 1 bit lỗi cho tổng