K¸t qu£ mæ phäng sè

Trong ph¦n n y, BER thu ÷ñc tø ph¥n t½ch lþ thuy¸t ÷ñc x¡c minh b¬ng mæ phäng sè. So s¡nh hi»u n«ng BER giúa c¡c h» thèng công ÷ñc thº hi»n trong ph¦n n y. Sü phö thuëc BER v o c¡c tham sè thæng th÷íng, â l  t sè

Eb/N0 v  h» sè tr£i phê β, ÷ñc ÷a ra. BER mæ phäng ÷ñc t½nh b¬ng t sè giúa têng sè bit léi tr¶n têng sè 105 bit ÷ñc truy·n. C¡c chuéi hén lo¤n trong mæ phäng ÷ñc t¤o ra bði h m a thùc Chebyshev bªc hai.

2.5.1. Hi»u n«ng BER qua k¶nh AWGN v  k¶nh fading

H¼nh 2.7 cho th§y c¡c ÷íng cong BER theo Eb/N0 qua k¶nh AWGN thu ÷ñc tø biºu thùc BER theo cæng thùc (2.80) v  mæ phäng Monte-Carlo so vîi k¸t qu£ t½nh to¡n BER do Bingyan v  c¡c cëng sü cung c§p trong [92]. Rã r ng câ mët sü tròng khîp kh¡ tèt giúa c¡c gi¡ trà BER mæ phäng v  gi¡ trà BER theo ph¥n t½ch cõa luªn ¡n. Ch¯ng h¤n, vîi còng Eb/N0 = 9dB, gi¡ trà BER theo ph¥n t½ch cõa luªn ¡n v  gi¡ trà BER mæ phäng vîi β = 200 t÷ìng ùng x§p x¿ l  6x10−3 v  5.9x10−3. Ngo i ra, công câ thº th§y r¬ng c¡c gi¡ trà BER ÷ñc ÷a ra trong [92] kh¡c vîi k¸t qu£ BER cõa luªn ¡n. V½ dö, vîi còng gi¡

Eb/N0 (dB) 0 5 10 15 BER 10-4 10-3 10-2 10-1 100

Computed BER of 2T2R-IDCSK, β = 200 Computed BER of MIMO-IDCK in [92], β = 200 Simulation BER of 2T2R-IDCSK, β = 200

H¼nh 2.7: C¡c gi¡ trà BER theo Eb/N0 qua k¶nh AWGN vîiβ = 200.

trà Eb/N0 = 9dB, BER theo ph¥n t½ch lþ thuy¸t trong [92] v  theo k¸t qu£ cõa luªn ¡n n y vîi β = 200 l¦n l÷ñt x§p x¿ l  6.5x10−4 v  6x10−3. Nhúng k¸t qu£ ¤t ÷ñc chùng tä r¬ng ph÷ìng ph¡p ph¥n t½ch BER cõa luªn ¡n câ thº ÷ñc ¡p döng º t½nh to¡n ch½nh x¡c hi»u n«ng BER cõa c¡c h» thèng truy·n thæng sû döng c¡c chuéi hén lo¤n £o ng÷ñc thíi gian, ch¯ng h¤n nh÷ 2T2R-IDCSK v  IDCSK.

º ¡nh gi¡ mùc ë £nh h÷ðng cõa h» sè tr£i phê ¸n hi»u n«ng h» thèng 2T2R-IDCSK, c¡c gi¡ trà BER theo h» sè tr£i phê β vîi c¡c t sè Eb/N0 kh¡c nhau ÷ñc thº hi»n trong H¼nh 2.8. Nh¼n chung, c¡c k¸t qu£ mæ phäng kh¡ tròng khîp vîi c¡c k¸t qu£ ph¥n t½ch. Câ thº th§y r¬ng vîi c¡c gi¡ tràEb/N0 kh¡c nhau, tçn t¤i mët gi¡ trà tèi ÷u cõa h» sè tr£i phê º câ thº t¼m th§y gi¡ trà tèt nh§t cõa BER. Cö thº, h» sè tr£i phê tèi ÷u cho c¡c tr÷íng hñp Eb/N0 = 5,7,10dB

l¦n l÷ñt l  kho£ng 30, 50, 90. èi vîi β lîn hìn gi¡ trà tèi ÷u, t«ng β d¨n ¸n t«ng BER. i·u n y l  do sü gia t«ng cõa h» sè tr£i phê l m cho c£ cæng su§t cõa c¡c th nh ph¦n húu ½ch v  c¡c th nh ph¦n nhi¹u trong c¡c bi¸n quy¸t ành

β 50 100 150 200 BER 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 Analysis, E b/N 0 = 5dB Analysis, E b/N 0 = 7dB Analysis, E b/N 0 = 10dB Simulation, E b/N 0 = 5dB Simulation, E b/N 0 = 7dB, Simulation, E b/N 0 = 10dB

H¼nh 2.8: C¡c gi¡ trà BER cõa 2T2R-IDCSK theo h» sè tr£i phêβ qua k¶nh AWGN.t«ng l¶n. Tuy nhi¶n, l÷ñng t«ng cõa th nh ph¦n húu ½ch ½t hìn so vîi nhi¹u. t«ng l¶n. Tuy nhi¶n, l÷ñng t«ng cõa th nh ph¦n húu ½ch ½t hìn so vîi nhi¹u. M°t kh¡c, vîi β nhä hìn gi¡ trà tèi ÷u, BER gi£m khi β t«ng. Lþ do l  l÷ñng gi£m cõa th nh ph¦n húu ½ch lîn hìn l÷ñng gi£m cõa nhi¹u khi β gi£m.

BER ¤t ÷ñc b¬ng mæ phäng cõa 2T2R-IDCSK so vîi MIMO-DCSK [91], IDCSK v  DCSK qua k¶nh AWGN ÷ñc hiºn thà trong H¼nh 2.9. Rã r ng l  h» thèng 2T2R-IDCSK ho¤t ëng tèt hìn ¡ng kº so vîi MIMO-DCSK v  tèt hìn nhi·u so vîi IDCSK v  DCSK. V½ dö, vîi còng Eb/N0= 10dB, gi¡ trà BER cõa 2T2R-IDCSK, MIMO-DCSK, IDCSK v  DCSK l¦n l÷ñt x§p x¿ l  1.3x10−3, 6.8x10−3, 1.803x10−1 v  2.499x10−1.

º kh£o s¡t v  so s¡nh hi»u n«ng BER giúa c¡c sì ç qua k¶nh Rayleigh fading, c¡c ÷íng cong BER cõa 2T2R-IDCSK, MIMO-DCSK [91], IDCSK v  DCSK thu ÷ñc b¬ng mæ phäng sè ÷ñc thº hi»n trong H¼nh 2.10. C¡c h» sè fading ÷ñc chån vîi E[h211] = E[h221] = E[h212] = E[h222] = 1. Câ thº th§y r¬ng hi»u n«ng BER cõa 2T2R-IDCSK tèt hìn ¡ng kº so vîi MIMO-DCSK, IDCSK v  DCSK. Ch¯ng h¤n, vîi còng E /N = 10dB, gi¡ trà BER cõa 2T2R-

E b/N 0 (dB) 0 5 10 15 BER 10-4 10-3 10-2 10-1 100 Simulation 2T2R-IDCSK, β = 200 Simulation MIMO-DCSK, β = 200 Simulation IDCSK, β = 200 Simulation DCSK, β = 200

H¼nh 2.9: C¡c gi¡ trà BER ¤t ÷ñc tø mæ phäng theo Eb/N0 qua k¶nh AWGN vîi

β= 200.

IDCSK, MIMO-DCSK, IDCSK v  DCSK l¦n l÷ñt x§p x¿ l 2.36x10−2,4.40x10−2, 2.535x10−1, v  2.916x10−1.

C¡c k¸t qu£ BER mæ phäng hiºn thà trong c¡c H¼nh 2.9 v  2.10 chùng minh r¬ng hi»u n«ng BER cõa h» thèng 2T2R-IDCSK ÷ñc c£i thi»n ¡ng kº so vîi c¡c h» thèng thæng th÷íng. Tuy nhi¶n, èi vîi h» thèng · xu§t, c¡c h» sè k¶nh ph£i ÷ñc bi¸t t¤i m¡y thu, i·u n y d¨n ¸n t«ng ë phùc t¤p cõa h» thèng. i·u â câ ngh¾a l  h» thèng 2T2R-IDCSK ph£i ¡nh êi giúa hi»u n«ng v  ë phùc t¤p so vîi c¡c h» thèng thæng th÷íng.

2.5.2. Hi»u n«ng BER qua k¶nh fading a ÷íng

Trong mët k¶nh khæng d¥y câ lan truy·n a ÷íng, t½n hi»u ÷ñc truy·n sau khi bà ph£n x¤, khóc x¤ ho°c nhi¹u x¤ bði c¡c ch÷îng ng¤i vªt câ thº ¸n m¡y thu vîi ë tr¹ thíi gian v  ë suy gi£m kh¡c nhau. º xem x²t t¡c ëng cõa lan truy·n a ÷íng l¶n hi»u n«ng BER, luªn ¡n thüc hi»n mæ phäng h» thèng

E b/N 0 (dB) 0 5 10 15 BER 10-4 10-3 10-2 10-1 100 Simulation 2T2R-IDCSK, β = 200 Simulation MIMO-DCSK, β = 200 Simulation IDCSK, β = 200 Simulation DCSK, β = 200

H¼nh 2.10: C¡c gi¡ trà BER ¤t ÷ñc tø mæ phäng theo Eb/N0 cõa 2T2R-IDCSK,MIMO-DCSK, IDCSK v  DCSK qua k¶nh Rayleigh fading. MIMO-DCSK, IDCSK v  DCSK qua k¶nh Rayleigh fading.

2T2R-IDCSK tr¶n mët mæ h¼nh k¶nh th÷íng ÷ñc sû döng, â l  mæ h¼nh k¶nh Rayleigh fading hai tia [46]. Méi ÷íng i tø «ng-ten ph¡t ¸n «ng-ten thu bao gçm hai tia, trong â tia câ chu ký truy·n ng­n nh§t ÷ñc coi l  ÷íng trüc ti¸p câ ë tr¹ b¬ng 0 v  tia cán l¤i l  tia bà tr¹ vîi ë tr¹ kh¡c khæng. Mæ h¼nh k¶nh cho ÷íng d¨n tø «ng-ten ph¡t thù j ¸n «ng-ten thu thù i ÷ñc thº hi»n trong H¼nh 2.11 vîi τ l  thíi gian tr¹ giúa hai ÷íng v  h» sè fading thäa m¢n

E[h2ij1] +E[h2ij2] = 1. C¡c t½n hi»u nhªn ÷ñc t÷ìng ùng vîi c¡c m¨u truy·n thù

k ÷ñc x¡c ành bði   r1,k r2,k  =   h111 h112 h121 h122 h211 h212 h221 h222           e1,k e1,k−τ e2,k e2,k−τ         +   n1,k n2,k  . (2.81)

H¼nh 2.11: Mæ h¼nh k¶nh Rayleigh fading hai tia cho ÷íng d¨n tø «ng-ten ph¡t thùj

¸n «ng-ten thu thùi.

hi»u truy·n, h» thèng s³ bà £nh h÷ðng bði fading chån låc t¦n sè. Lo¤i fading n y g¥y ra nhi¹u li¶n kþ hi»u (ISI), l m cho hi»u n«ng h» thèng k²m hìn.

τ 0 50 100 150 200 250 300 350 400 BER 10-4 10-3 10-2 10-1 100 Simulation 2T2R-IDCSK, β = 200, E b/N 0 = 15dB Simulation MIMO-DCSK, β = 200, Eb/N0 = 15dB Simulation IDCSK, β = 200, E b/N 0 = 15 dB Simulation DCSK, β = 200, E b/N 0 = 15 dB

H¼nh 2.12: Sü phö thuëc cõa hi»u n«ng BER theo tr¹ thíi gian τ.

º ¡nh gi¡ hi»u n«ng cõa 2T2R-IDCSK d÷îi t¡c ëng cõa ISI, c¡c mæ phäng sè ÷ñc thüc hi»n vîi tr¹ thíi gianτ lîn hìn nhi·u so vîi chu ký chipTc v  thªm ch½ lîn hìn chu ký bitTb. BER ÷ñc mæ phäng cõa 2T2R-IDCSK, MIMO-DCSK [91], IDCSK v  DCSK (vîi β = 200 v  E[h2ij1] = 0.75, E[h2ij2] = 0.25) trong c¡c tr÷íng hñp τ = 50, 150, 250 ÷ñc hiºn thà t÷ìng ùng trong H¼nh 2.13 (a), (b),

Eb/N0 (dB) (a) 0 5 10 15 BER 10-4 10-3 10-2 10-1 100 Simulation 2T2R-IDCSK, β = 200, τ = 50 Simulation MIMO-DCSK, β = 200, τ = 50 Simulation IDCSK, β = 200, τ = 50 Simulation DCSK, β = 200, τ = 50 Eb/N0 (dB) (b) 0 5 10 15 BER 10-4 10-3 10-2 10-1 100 Simulation 2T2R-IDCSK, β = 200, τ = 150 Simulation MIMO-DCSK, β = 200, τ = 150 Simulation IDCSK, β = 200, τ = 150 Simulation DCSK, β = 200, τ = 150 Eb/N0 (dB) (c) 0 5 10 15 BER 10-4 10-3 10-2 10-1 100 Simulation 2T2R-IDCSK, β = 200, τ = 250 Simulation MIMO-DCSK, β = 200, τ = 250 Simulation IDCSK, β = 200, τ = 250 Simulation DCSK, β = 200, τ = 250

H¼nh 2.13: Hi»u n«ng BER trong c¡c tr÷íng hñp tr¹ thíi gian l  (a) τ = 50, (b)

(c). Chóng ta câ thº th§y r¬ng, 2T2R-IDCSK ho¤t ëng k²m hìn, x§p x¿ v  tèt hìn so vîi MIMO-DCSK t÷ìng ùng vîi c¡c tr÷íng hñp τ = 50, 150, 250. º gi£i th½ch rã hìn v· iºm n y, sü phö thuëc cõa BER theo tr¹ thíi gian τ vîi

Eb/N0 = 15dB ÷ñc thº hi»n trong H¼nh 2.12. Câ thº th§y rã r¬ng khi ë tr¹ thíi gian t«ng l¶n, hi»u n«ng cõa 2T2R-IDCSK v  IDCSK d÷íng nh÷ khæng thay êi trong khi hi»u n«ng cõa MIMO-DCSK v  DCSK k²m i. D÷îi t¡c döng cõa ISI, c¡c th nh ph¦n khæng t÷ìng quan ÷ñc t¤o ra tø c¡c t½n hi»u bà tr¹ xu§t hi»n trong m¡y thu. èi vîi h» thèng MIMO-DCSK v  DCSK, sü gia t«ng tr¹ thíi gian d¨n ¸n sü gia t«ng cõa c¡c th nh ph¦n khæng t÷ìng quan v  gi£m c¡c th nh ph¦n t÷ìng quan trong méi chu ký bit. M°t kh¡c, t l» gi¡ trà giúa c¡c th nh ph¦n khæng t÷ìng quan v  t÷ìng quan trong bë thu 2T2R-IDCSK v  IDCSK kh¡ ên ành vîi sü thay êi cõa tr¹ thíi gian. C¡c k¸t qu£ thu ÷ñc n y chùng minh r¬ng ngo¤i trø tr÷íng hñp fading a ÷íng lüa chån t¦n sè (vîi

Tc < τ < Tb), 2T2R-IDCSK ho¤t ëng tèt hìn MIMO-DCSK tr¶n k¶nh bà £nh h÷ðng bði AWGN v  k¶nh fading khæng lüa chån t¦n sè (τ ≥Tb).

2.6. K¸t luªn ch÷ìng

Trong ch÷ìng n y, £nh h÷ðng cõa ho¤t ëng £o ng÷ñc thíi gian ¢ ÷ñc x²t ¸n trong qu¡ tr¼nh t½nh to¡n hi»u n«ng BER cõa h» thèng 2T2R-IDCSK qua k¶nh AWGN. C¡c mæ h¼nh to¡n håc mi·n thíi gian ríi r¤c cõa h» thèng nghi¶n cùu ÷ñc tr¼nh b y v  ph¥n t½ch chi ti¸t. Biºu thùc BER ch½nh x¡c ÷ñc ÷a ra b¬ng ph÷ìng ph¡p x§p x¿ Gauss düa tr¶n mët c¡ch ti¸p cªn kh¡c v· cûa sê t½nh to¡n, trong â t§t c£ c¡c m¨u hén lo¤n ëc lªp thèng k¶ vîi nhau. Hi»u n«ng BER ¤t ÷ñc b¬ng ph¥n t½ch lþ thuy¸t ÷ñc x¡c minh b¬ng mæ phäng sè. Hi»u n«ng BER cõa c¡c h» thèng qua k¶nh fading a ÷íng công ÷ñc kh£o s¡t b¬ng mæ phäng sè. Tø k¸t qu£ ¤t ÷ñc, mët sè nhªn x²t ÷ñc rót ra nh÷ sau:

ˆ Ph¥n t½ch BER cho c¡c h» thèng sû döng c¡c chuéi hén lo¤n £o ng÷ñc thíi gian c¦n ÷ñc thüc hi»n düa tr¶n mët cûa sê t½nh to¡n mîi º ÷îc l÷ñng ch½nh x¡c £nh h÷ðng cõa ho¤t ëng £o ng÷ñc thíi gian;

2T2R-IDCSK tèt hìn so vîi cõa h» thèng IDCSK. K¸t qu£ thu ÷ñc chùng minh r¬ng sì ç 2T2R-IDCSK câ thº ÷ñc ph¡t triºn º trð th nh mët gi£i ph¡p truy·n thæng düa tr¶n sü hén lo¤n cho c¡c ùng döng khæng d¥y. Nhúng °c iºm ¡ng chó þ tr¶n thº hi»n r¬ng ph÷ìng ph¡p ph¥n t½ch BER düa tr¶n cûa sê t½nh to¡n mîi cõa luªn ¡n câ thº ÷ñc ¡p döng º x¡c ành hi»u n«ng BER cho c¡c h» thèng truy·n thæng hén lo¤n sû döng c¡c chuéi hén lo¤n £o ng÷ñc thíi gian. Cûa sê t½nh to¡n ¢ · xu§t ð ch÷ìng n y s³ ÷ñc ¡p döng cho t½nh to¡n hi»u n«ng cõa h» thèng IDCSK qua k¶nh v» tinh di ëng m°t §t ð Ch÷ìng 3.

K¸t qu£ nghi¶n cùu cõa Ch÷ìng 2 ÷ñc cæng bè trong 1 b i hëi nghà quèc t¸ [C1] v  1 b i t¤p ch½ quèc t¸ [J4] nh÷ li»t k¶ ð trang 89.

Ch֓ng 3

PH…N TCH HI›U N‹NG H› THÈNG DCSK V€ IDCSK QUA K–NH V› TINH DI ËNG MT ‡T

Trong ch÷ìng n y, luªn ¡n · xu§t ¡p döng h» thèng DCSK v  IDCSK trong thæng tin v» tinh di ëng m°t §t. Mæ h¼nh to¡n håc trong mi·n thíi gian ríi r¤c cõa c¡c h» thèng ÷ñc ÷a ra º x¡c ành biºu thùc t½nh BER cho c¡c h» thèng. K¸t qu£ ¤t ÷ñc tø ph¥n t½ch lþ thuy¸t v  mæ phäng cho th§y hi»u n«ng BER cõa DCSK v  IDCSK phö thuëc v o tr¤ng th¡i k¶nh truy·n. Ngo i ra, hi»u n«ng BER cõa DCSK v  IDCSK th§p hìn so vîi c¡c ph÷ìng ph¡p i·u ch¸ truy·n thèng sû döng sâng mang i·u háa. C¦n l÷u þ r¬ng, DCSK v  IDCSK k¸ thøa nhúng ÷u iºm cõa truy·n thæng b£o mªt düa tr¶n hén lo¤n â l  kh£ n«ng chèng g¥y nhi¹u v  x¡c su§t ph¡t hi»n th§p. V¼ vªy, DCSK v  IDCSK câ thº ÷ñc sû döng nh÷ mët ph÷ìng ph¡p i·u ch¸ º t«ng c÷íng b£o mªt ð lîp vªt lþ cho ùng döng v» tinh di ëng m°t §t.

3.1. Þ t÷ðng ¡p döng DCSK v  IDCSK trong thæng tin v» tinh di ëng m°t §t

Trong thæng tin v» tinh dàch vö di ëng m°t §t, t½n hi»u t¦n sè væ tuy¸n truy·n tø v» tinh tîi m¡y thu di ëng m°t §t bà suy gi£m do suy hao trong khæng gian tü do v  £nh h÷ðng cõa t¦ng i»n ly, t¦ng èi l÷u, che khu§t v  can nhi¹u [77, 78]. Nhúng suy gi£m n y £nh h÷ðng x§u ¸n kh£ n«ng li¶n k¸t cõa h» thèng. º t«ng c÷íng kh£ n«ng li¶n k¸t, mët sè ph÷ìng ph¡p ¢ ÷ñc · xu§t nh÷ cæng su§t dü trú vªn chuyºn (link margins), i·u khiºn cæng su§t, ph¥n tªp v  tr£i phê [78]. Tr£i phê sû döng c¡c chuéi hén lo¤n ¢ ÷ñc nghi¶n cùu cho c¡c ùng döng truy·n thæng khæng d¥y trong hìn hai thªp k qua [29, 31]. Nh÷ ¢ · cªp trong Ch÷ìng 1, h» thèng khâa dàch hén lo¤n vi sai (DCSK) v  nhúng phi¶n b£n mð rëng cõa nâ ¢ ÷ñc nghi¶n cùu rëng r¢i trong c¡c ùng döng khæng d¥y. Tuy nhi¶n, vi»c ¡p döng c¡c h» thèng DCSK cho thæng tin v»

tinh di ëng m°t §t v¨n ch÷a ÷ñc nghi¶n cùu. Vîi °c t½nh b«ng rëng vèn câ, t½nh tü t÷ìng quan gièng nh÷ mët xung, t½nh t÷ìng quan ch²o th§p v  vi»c t¤o ra væ sè t½n hi»u hén lo¤n mët c¡ch d¹ d ng tø còng mët h» thèng ëng, c¡c t½n hi»u hén lo¤n ¢ ÷ñc chùng minh l  r§t phò hñp cho truy·n thæng tr£i phê. C¡c h» thèng DCSK sû döng c¡c chuéi hén lo¤n º truy·n t£i c¡c bit dú li»u, n¶n chóng k¸ thøa nhúng ÷u iºm cõa h» thèng truy·n thæng tr£i phê nh÷ kh£ n«ng chèng g¥y nhi¹u [29] v  x¡c su§t ph¡t hi»n th§p [39]. C¡c dàch vö truy·n thæng qua v» tinh ng y c ng mð rëng v  trð n¶n phê bi¸n trong t÷ìng lai. Hi»n nay, c¡c cæng ty SpaceX, OneWeb, Telesat v  Amazon ·u ang né lüc x¥y düng m¤ng v» tinh qu¾ ¤o th§p º cung c§p dàch vö Internet to n c¦u. SpaceX ¢ cæng bè k¸ ho¤ch triºn khai 12000 v» tinh º phõ sâng Internet to n c¦u. i·u n y mð ra triºn vång ph¡t triºn c¡c dàch vö thæng tin v» tinh di ëng m°t §t trong t÷ìng lai g¦n. K¶nh v» tinh l  k¶nh ph¡t qu£ng b¡, v¼ vªy c¦n câ bi»n ph¡p º hé trñ v  n¥ng cao kh£ n«ng an to n cho thæng tin truy·n qua k¶nh.

Tø nhúng ph¥n t½ch ð tr¶n, vîi þ t÷ðng ¡nh gi¡ ho¤t ëng cõa DCSK v  IDCSK trong c¡c mæ h¼nh k¶nh ch÷a ÷ñc nghi¶n cùu º câ ÷ñc âng gâp mîi, triºn vång ph¡t triºn cõa c¡c dàch vö thæng tin v» tinh di ëng m°t §t v  kh£ n«ng hé trñ b£o mªt cho lîp vªt lþ cõa kÿ thuªt i·u ch¸ düa tr¶n hén lo¤n,