Trong Mục này, ch m sao của tín hiệu và hiệu năng BER của hệ thống đề xuất được đánh giá thông qua mô phỏng số qua hai kênh truyền khác nhau là AWGN và Rayleigh Fading. Đồ thị ch m sao được vẽ ra bằng cách hiển thị các giá trị mẫu tín hiệu như là các điểm trên đồ thị với hai trục tương ứng với các giá trị phần thực và phần ảo. Kết quả mô phỏng BER được tính bằng số bit lỗi trên tổng số bit truyền đi. Các tham số cho hệ thống mô phỏng được đưa ra trong Bảng 3.2.
Đồ thị ch m sao tín hiệu của hệ thống trong trường hợp được mô phỏng trong các kênh truyền AWGN và Rayleigh fading với ⁄ được chỉ ra trong Hình 3.11. Hàm hỗn loạn sử dụng cho mô phỏng là hàm Logistic với công thức được đưa ra trong Bảng 3.2. Chúng có thể thấy rằng bởi vì sử dụng chuỗi hỗn loạn-NRZ với biên độ , ch m sao tín hiệu trước và sau khi trải phổ, và , (Hình 3.11(a) và (b)) là tương tự như nhau. Ch m sao tín hiệu đầu ra máy phát được hiển thị trong Hình 3.11(c). Chòm sao là một diện tích mở rộng bao quanh bốn vị trí của các sao ban đầu. Hình
Hình 3.11. Kết quả mô phỏng chòm sao của các tín hiệu tại đầu ra các khối: (a) điều chế QPSK, 𝑠 𝑡 ; (b) trải phổ hỗn loạn CDSSS, 𝑝 𝑡 ; điều chế OFDM, 𝑒 𝑡 ; (d) và (e) các kênh truyền AWGN và Fading tương ứng, 𝑟 𝑡 ; (f) và (g) giải điều chế OFDM với kênh truyền AWGN và Fading tương ứng, 𝑖 𝑡 ; (h) và (i) giải trải phổ CDSDS với kênh truyền AWGN và Fading tương ứng, 𝑜 𝑡 ; và (j) giải điều chế QPSK.
ệ thống -PSK/OFDM sử dụng trải phổ trực tiếp hỗn loạn 69 3.11 (d) và (g) là các chòm sao của tín hiệu sau khi qua kênh truyền đến đầu vào máy thu ứng với kênh AWGN và fading. Có thể quan sát được rằng dưới tác dụng của kênh truyền, diện tích ch m sao tín hiệu đã được mở rộng ra. Diện tích ch m sao dưới kênh truyền Fading là rộng hơn so với kênh truyền AWGN. Hình 3.11 (d) và (g) tương ứng là chòm sao của tín hiệu sau giải điều chế OFDM với kênh AWGN và Fading. Sau quá trình giải trải phổ, diện tích của ch m sao được phân tách thành bốn vùng riêng biệt như chỉ ra trong Hình 3.11(h) và (i). Có thể thấy rằng, bốn vùng này của chòm sao qua kênh truyền AWGN (Hình 3.11(h)) là tách riêng biệt hơn so với sau kênh truyền fading (Hình 3.11(i)). Dựa vào quan sát mức độ tách biệt này, chúng ta có thể dự đoán được hiệu năng BER của hệ thống đề xuất qua kênh AWGN là tốt hơn nhiều so với qua kênh fading. Ch m sao tín hiệu đầu ra của điều chế QPSK được đưa ra trong Hình 3.11(j).
Các Hình 3.12, 3.13 và 3.14, 3.15 chỉ ra tương ứng hiệu năng BER trong các kênh AWGN và Rayleigh Fading của hệ thống đề xuất trong hai trường hợp: (i) số lượng kí tự tăng dần, , với hệ số trải phổ cố định , và (ii) số lượng kí tự xác định với giá trị tăng dần hệ số trải phổ, . Hàm hỗn loạn sử dụng cho tất cả kết quả mô phỏng là hàm Logistic. Có thể thấy rằng khi tăng số lượng kí tự của điều chế thì hiệu năng BER cũng trở nên xấu hơn. Kết quả này là hợp lý bởi vì việc tăng số lượng kí tự sẽ làm cho khoảng cách giữa các sao trong chòm sao sẽ thu hẹp lại, dẫn đến sao của kí tự này có thể di chuyển sang vị trí của kí tự kế bên và ngược lại, lúc này máy thu bị lỗi giải mã kí tự dẫn đến lỗi bit. Ngược lại, việc tăng hệ số trải phổ làm cho giá trị tương quan sau khi giải trải phổ bên máy thu trở nên rõ ràng hơn. Ch m sao sau giải trải phổ chia thành các vùng riêng biệt với các khoảng cách xa hơn. Điều này giúp cho máy thu phân biệt chính xác hơn và lượng tử hóa các sao về vị trí gần nhất, tăng khả năng giải mã đúng, do đó hiệu năng hệ thống tốt hơn.
Hình 3.12. Hiệu năng BER qua kênh AWGN với M 2,4, ,16 và
Hình 3.13. Hiệu năng BER qua kênh AWGN với và M = 4
Hình 3.14. Hiệu năng BER qua kênh Rayleigh Fading với M 2,4, ,16 và Trong tất các trường hợp trên, với cùng một tập giá trị các thông số mô phỏng và tỷ số
⁄ , hiệu năng BER hệ thống qua kênh AWGN là tốt hơn so qua kênh fading, đặc biệt đường cong BER trong các trường hợp và là như nhau. Chúng ta có thể thấy rằng bằng việc tăng hệ số trải phổ, hiệu năng hệ thống được cải thiện đáng kể trong kênh AWGN, trong khi đó với kênh Fading, hiệu năng được cải thiện rất ít. Cụ thể với cùng ⁄ , BER đạt được trong trường hợp trong các kênh AWGN và Rayleigh Fading lần lượt là , , , và , , , . Tương tự, BER cho các trường hợp với hệ số trải phổ trong kênh truyền AWGN và Fading với cùng ⁄ là ,
ệ thống -PSK/OFDM sử dụng trải phổ trực tiếp hỗn loạn 71 , , , và , , , , .
Hình 3.15. Hiệu năng BER qua Rayleigh Fading với và M = 4
Hình 3.16. So sánh hiệu năng BER của hệ thống đề xuất với hệ thống thông thường trong trường hợp và M = 4
So sánh giữa hiệu năng BER của hệ thống đề xuất với những hệ thống truyền thống trong trường hợp , và sử dụng hàm Logistic được hiển thị trong Hình 3.16.
Chúng ta có thể thấy rằng việc sử dụng kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp làm cho hiệu năng hệ thống đề xuất là tốt hơn so với hệ thống truyền thống BPSK-OFDM trong kênh truyển AWGN. Để đạt được tỉ lệ bit lỗi , tỷ lệ ⁄ yêu cầu cho hệ thống đề xuất và hệ thống BPSK-OFDM tương ứng là và . Với việc sử dụng kỹ thuật OFDM, hiệu năng BER của hệ thống đã được cải thiện với hệ thống BPSK-DSSS trong kênh
Fading. Cụ thể, với cùng ⁄ , tỷ lệ lỗi bit của hệ thống đề xuất và hệ thống BPSK-DSSS lần lượt là và .
Hình 3.17. So sánh hiệu năng BER với các chuỗi hỗn loạn khác nhau trong trường hợp và M = 4
Hiệu năng mô phỏng của hệ thống đề xuất với và với việc sử dụng các hàm hỗn loạn khác nhau là Logistic, Tent và Bernouli được trình bày trong Hình 3.17.
Chúng ta có thể quan sát được rằng BER trong tất cả các trường hợp là gần như nhau trong cả hai kênh truyền AWGN và Rayleigh Fading.