6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.6. Mô phỏng và đánh giá hiệu năng kênh vô tuyến
Nhìn chung, truyền hình số mặt đất theo chuẩn DVB sử dụng phương thức điều chế/giải điều chế COFDM để phát/thu tín hiệu truyền hình số thông qua kênh truyền vô tuyến. Việc mô phỏng, đánh giá hiệu năng của kênh truyền vô tuyến có vai trò quan trọng trong nghiên cứu, triển khai và vận hành hệ thống truyền hình số DVB. Trong nội dung này, hệ thống DVB-T2 dựa trên nền tảng lập trình bằng ngôn ngữ C [13] được áp dụng để mô phỏng, đánh giá hiệu năng các mô hình kênh AWGN, Ricean và Rayleigh theo các tham số cơ bản như sau: Tỷ lệ mã (CR): 1/2; Băng thông (BW) của kênh vô tuyến: 8 MHz; Chế độ phát: 8 K; Các mức điều chế chòm sao: 16-QAM, 64-QAM và 256-QAM.
Hình 3.21.Biểu đồ BER của các kênh vô tuyến với mức điều chế 16-QAM
Kết quả mô phỏng biểu đồ BER theo SNR (Hình 3.21) của các mô hình kênh truyền vô tuyến với cùng mức điều chế 16-QAM đã thể hiện: Với giá trị BER đích là 1.10-4, giá trị xấp xỉ của SNR theo yêu cầu cho các kênh AWGN, Ricean và Rayleigh lần lượt là 5,8 dB, 6,1 dB và 7,25 dB. Rõ ràng, mô hình kênh Gauss (AWGN) là đặc trưng cho nhiễu hệ thống khi chưa tính đến các yếu tố ảnh hưởng của môi trường vô truyến, nên kênh AWGN đạt được hiệu năng BER tốt nhất. Trong khi Ricean là mô hình kênh có tính đến các yếu tố suy giảm, hiện tượng phading trong môi trường truyền sóng. Mô hình kênh này được áp dụng cho hệ thống DVB với các trạm thu (anten) cố định. Tương tự cho mô hình kênh Rayleigh, nhưng mô hình kênh này có tính đến yếu tố ảnh hưởng do sự di chuyển của trạm thu. Do vậy, khả năng xảy ra lỗi bít đối với kênh Rayleigh sẽ cao hơn kênh Ricean, nghĩa là kênh Rayleigh yêu cầu giá trị SNR cao hơn so với yêu cầu của kênh Ricean khi xem xét cùng giá trị BER đích.
Biểu đồ so sánh hiệu năng BER của mô hình kênh Ricean theo các mức điều chế chòm sao M-QAM khác nhau được đưa ra trong Hình 3.22. Kết quả mô phỏng cho thấy giá trị xấp xỉ của SNR được yêu cầu để đạt cùng mức BER đích (1.10-4) lần lượt là 6,1 dB, 10 dB và 13,3 dB tương ứng với các mức điều chế 16-QAM, 64- QAM và 256-QAM. Rõ ràng, kết quả này phù hợp theo nguyên lý điều chế số M- QAM. Số lượng bít thông tin trên một ký hiệu tăng khi thực hiện điều chế với mức M cao hơn, điều này dẫn đến khả năng tăng số lượng bít lỗi tại phía thu khi xét cùng điều kiện về kênh truyền vô tuyến.
Hình 3.22. Biểu đồ BER của kênh Rice với các mức điều chế khác nhau
Hình 3.23. Biểu đồ BER của kênh Rayleigh với các mức điều chế khác nhau
Kết quả mô phỏng hiệu năng BER của mô hình kênh Rayleigh trong Hình 3.23 có dạng biểu đồ BER theo SNR tương tự với mô hình kênh Ricean (Hình 3.22). Tuy nhiên, các giá trị SNR được yêu cầu để đạt cùng mức BER đích trong mô hình
kênh Rayleigh cao hơn các giá trị SNR trong mô hình kên Ricean. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với những phân tích cho kết quả mô phỏng trong Hình 3.21.
Như vậy, kết quả mô phỏng trong nội dung này đã thể hiện rõ về đặc tính (hiệu năng) của các mô hình kênh vô tuyến (AWGN, Ricean, và Rayleigh) cho hệ thống truyền hình số mặt đất theo tiểu chuẩn DVB nói chung và truyền hình số mặt đất DVB-T2 nói riêng.