Xét hiệu năng của hệ thống khi có sử dụng một số loại phân tập( phát/ thu) và phân tập không gian - thời gian.
1) Ảnh hưởng của điều chế khi dùng phương pháp Alamouti. 2) Xét ảnh hưởng BER của chúng vào số anten
3) Xét BER của phương pháp Alamouti với các cách khác ( với một loại điều chế)
4) Xét hiệu năng của các loại tổ hợp chọn lọc. 4.2. Sơ đồ mô phỏng.[6]
Hình 4.1 phần phát
Hình 4.2 Kênh truyền.
Hình 4.3 phần thu
Nguồn tin Điều chế ( BPSK, QAM…)
Mã hóa
Alamouti, STBC
Kênh truyền fading đa đường Rayleigh + AWGN
Nguồn tin Giải điều chế ( BPSK, QAM…)
Giải mã hóa Alamouti, STBC
4.3. Thông số mô phỏng
Trong kết quả mô phỏng thứ nhất giả sử bên thu biết thông tin trạng thái kênh, bên phát sử dụng điều chế BPSK, kênh truyền được chọn là kênh fading Rayleigh phẳng, tỉ lệ mã đầy đủ R=1 và dữ liệu được gửi đi là 10^6 bít.
Trong kết quả mô phỏng thứ hai giả sử bên thu biết thông tin trạng thái kênh, bên phát sử dụng điều chế QAM, kênh truyền được lựa chọn là kênh fading Rayleigh phẳng, dữ liệu được phát đi là 64000 gói dữ liệu.
4.4. Kết quả mô phỏng
4.4.1. Đồ thị tỉ lệ lỗi bít cho điều chế BPSK với mã Alamouti
Hình 4.4 Đồ thị tỉ lệ lỗi bít cho điều chế BPSK với mã Alamouti.
Nhận xét:
- Theo lý thuyết, BER với điều chế BPSK, khi sử dụng phân tập phát( 2 phát- một thu) kiểu Alamouti, khi sử dụng phân tập thu( 1 phát – 2 thu) theo MRC đều nhỏ hơn khi chỉ dùng( 1 phát – 1 thu) theo cách thông thường.
- Đường BER mô phỏng theo phương pháp Monte carlo khá phù hợp với đường lí thuyết, chỉ sai khác tỉ lệ lỗi bít nhỏ 10-5 ÷ 10-4 ( khi đó số lỗi chưa đủ nhiều, do chỉ dùng 106 bít)
Các kết quả này cũng giống như các kết quả của tác giả khác( xem hình 2.10, 2.11)
4.4.2 Đồ thị tỉ lệ lỗi bít cho điều chế 64 QAM với mã Alamouti.
Thông số mô phỏng: - số gói là 64000
- kênh fading Rayleigh coi như phẳng, phương sai bằng đơn vị + nhiễu AWGN.
-Anten phát có công suất chia đều cho mỗi anten
Hình 4.5 Đồ thị tỉ lệ lỗi bít cho điều chế QAM với mã Alamouti.
Nhận xét: cũng giống như với PSK, đồ thị BER, điều chế 64QAM, khi có sử
dụng
phân tập phát kiểu Alamouti, luôn thấp hơn khi không dùng phân
4.4.3 Đồ thị tỉ lệ lỗi bít cho điều chế 64, 16, 4 QAM với mã Alamouti.
Hình 4.6 Đồ thị tỉ lệ lỗi bít cho điều chế 64,16,4 QAM với mã Alamouti.
Nhận xét:
- BER 64 QAM lớn nhất. - BER 16 QAM nhỏ hơn. - BER 4 QAM nhỏ nhất.
Điều đó dễ hiểu vì khi đó các sao trong chòm sao tín hiệu khi dùng điều chế 64QAM sẽ ở gần nhau hơn và các sao trong chòm sao tín hiệu khi dùng điều chế 4QAM là xa nhau nhất cho nên việc giải mã sẽ ít lỗi nhất.
4.4.4. So sánh chất lượng các phương pháp tổ hợp.
Hình 4.7 so sánh chất lượng các phương pháp tổ hợp
Nhận xét:- BER khi dùng phân tập thấp hơn khi không dùng phân tập
- BER khi dùng SC lớn nhất, điều này là do nó chỉ dùng một nhánh tín hiệu đến lớn nhất để quyết định việc lựa chọn tín hiệu.
- BER khi dùng MRC là nhỏ nhất, điều này là do nó đã kết hợp tất cả các đường tín hiệu đến và tổ hợp lại để thu được tín hiệu tốt nhất.
4.4.5 So sánh phương pháp SC với số lượng anten khác nhau
Hình 4.8 Phương pháp SC với số lượng anten khác nhau.
Nhận xét:
- BER giảm khi số anten tăng.
4.4.6 So sánh phương pháp EGC với số lượng anten khác nhau.
Hình 4.9 Phương pháp EGC với số lượng anten khác nhau.
Nhận xét: cũng như phương pháp SC, phương pháp EGC, BER giảm khi số anten tăng, và khi Eb/N0 càng lớn thì sự chênh lệch BER giữa các đường càng nhiều.
KẾT LUẬN
Qua quá trình dài làm việc, trên cơ sở tìm hiểu qua các tài liệu đã trích dẫn, dưới sự giúp đỡ của Thầy hướng dẫn và sự lỗ lực của bản thân, đề tài khá khó với tôi nhưng luận văn đã hoàn thành đúng thời gian quy định, và đã đạt được một số kết quả như sau:
1. Môi trường thông tin vô tuyến rất khắc nghiệt, làm ảnh hưởng tới hiệu năng hệ thống( BER, tốc độ truyền, hiệu suất phổ,..), người ta có những cách khắc phục – Cách luận văn trình bày là kỹ thuật phân tập.
Ta có thể dùng phân tập không gian, thời gian, tần số hoặc tổ hợp, ở phía phát hoặc ở phía thu bằng cách dùng nhiều anten. Do vậy có thể tổ hợp theo nhiều cách ( MRC, ML,..) và dẫn đến bài toán MIMO.
Giải bài toán hệ MIMO theo phương pháp ML nói chung là rất phức tạp khi giải mã. Luận văn đã giới thiệu phương pháp Alamouti( 2 anten phát- 1 anten thu) trong đó dùng tín hiệu trực giao, phân tập không gian - thời gian, giúp việc giải mã kiểu ML trở thành đơn giản, đạt được phân tập đầy đủ, tỷ lệ mã đầy đủ.
Có thể mở rộng phương pháp Alamouti cho trường hợp nhiều anten phát và thu, đó là OSTBC: dùng cho trường hợp tín hiệu thực / phức, có tỷ lệ phân tập và tỷ lệ mã thích hợp.
2. Để hiểu biết kỹ hơn, trong luận văn đã mô phỏng hiệu năng hệ thống( thông qua BER) cho trường hợp phân tập phát, thu có dùng mã Alamouti với các loại điều chế khác nhau. Các kết quả mô phỏng về cơ bản phù hợp với kết quả của các tác giả khác. Mặc dù có nhiều cố gắng nhưng do hạn chế về thời gian cũng như về kiến thức, luận văn chắc còn có nhiều thiếu sót về nội dung và hình thức, mong được các thầy cô, các bạn bè quan tâm vấn đề này, góp ý để luận văn được hoàn thiên hơn.
Các hướng nghiên cứu sau này của luân văn:
Trong tương lai nếu có điều kiện, tôi muốn tìm hiểu thêm về kỹ thuật phân tập, đặc biệt là phân tập đa người dùng( ở lớp vật lí, MAC,…).
[1] Nguyễn Văn Hậu, Nguyễn Hữu Minh (2008), “Cơ sở lý thuyết truyền tin”, NXB Khoa học và Kỹ thuật.
[2] Trịnh Anh Vũ (2006), “Thông tin di động”, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội. [3] Nguyễn Viết Kính, Trịnh Anh Vũ ( 2008) “Thông tin số”, NXB Giáo dục. [4] Horst J. Bessai ( 2005), “MIMO signals and systems”, University
of siegen, Germany, Springer.
[5] Hamid jafarkhani (2005) “Space – Time coding theory and practice”, Cambridge University press .
[6] Branka Vucetic(2006), Jinhong Yuan, “Space – Time coding ”, Wiley Press. [7] Mohinder Jankiraman, “Space time code and MIMO system”, Artech House Boston, London.
[8] David Tse and Pramod Viswanath “Fundamentals Wireless Communication”, Cambridge University Press.
[9] Mathias Patzld (2008) “ Advanced Techniques for Modelling and Simulation of mobile fading channels” ATC- 2008 Ha Noi Viet Nam.
[10] SM Alamouti(1998) “ A simple Transmit diversity technique for wireless communication” IEEE Jowenal of select Areas communication Vol 16.oct.1998. [11] V.Tarokh, H.Jakarkhani(1999) “ Space Time Block Codes from Orthogonal Design” – IEEE Trans Information. Theory Vol.45.July .
[12] Matlab 7.10
[13] http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/ [14] Krishna Pillai .WWW.dsplog.com.