Sim ma 07 mô hình hóa và mô phỏng hiệu năng ber cho hệ thống truyền dẫn bpsk ofdm dùng mã kênh trong môi trường kênh awgn

2 Sim_MA06: Trực quan hóa nguyên lý hoạt động hệ thống truyền dẫn OFDM trên cơ sở thực hiện FFT/FFT và chèn/ khử CP……….3 SIM MA_07: Mô hình hóa và mô phỏng hiệu năng BER cho hệ thống tru

1

z

- - HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

2

Sim_MA06: Trực quan hóa nguyên lý hoạt động hệ thống truyền dẫn OFDM trên cơ sở thực hiện FFT/FFT và chèn/ khử CP……….3 SIM MA_07: Mô hình hóa và mô phỏng hiệu năng BER cho hệ thống truyền dẫn BPSK-OFDM dùng mã kênh trong môi trường kênh AWGN……… 22

3

Sim_MA06:

Trực quan hóa nguyên lý hoạt động hệ thống truyền dẫn OFDM

trên cơ sở thực hiện FFT/FFT và chèn/ khử CP

❖ LÝ THUYẾT

Tín hiệu và phổ tần tín hiệu OFDM

4

Điều chế/ giải điều chế tín hiệu OFDM trên cơ sở không gian tín hiệu

5

6

7

8

Clear ; Xóa các mục khỏi không

gian làm việc, giải phóng bộ nhớ hệ thống

Close all ; Xóa tất cả hình đã chỉ định

T_ofdm = 1/deta_f; - Khai báo T_ofdm = 1/deta_f Chu kỳ của ký hiệu

OFDM R_ofdm=1/T_ofdm; - Khai báo R_ofdm =

1/T_ofdm;

Tốc độ ký hiệu OFDM

Tb =

T_ofdm/num_subcarrier;

- Khai báo Tb = T_ofdm/num_subcarrier

Chu kỳ của ký hiệu kênh con

Rb = 1/Tb; - Khai báo Rb = 1/Tb Tốc độ ký hiệu

kênh con

A =

Biên độ A1 = A^2*Tb; - Khai báo A1

AA = A^2*T_ofdm; - Khai báo AA

số

f =

-Rb:BW_channel+4*deta_f;

- Khai báo f là mảng gồm các giá trị từ -Rb đến

PSD đầu ra của khối điều chế OFFDM

dữ liệu double figure

-Vẽ thêm 1 đồ thị khác vào cùng cửa sổ figure

- Tạo tên trục tương ứng

 Kết quả

− Phổ của tín hiệu 𝑂𝐹𝐷𝑀𝑅𝐹 nhiều thành phần sóng mang con tương tự như tín

hiệu OFDM nhiều thành phần sóng mang Điểm khác nhau là tần số trung tâm của OFDMrf bắt đầu từ f= frf

13

Mô hình hóa hệ thống truyền dẫn OFDM trên cơ sở thực hiện IFFT/FFT và

chèn/ khử CP

-(4) So sánh x11 và x13’

N= 4; (1)

W_H_2 = zeros(N); (2)

- (1) Khai báo N =4 (2) Tạo ma trận W_H_2 là ma trận toàn

- (*) Bắt đầu vòng for cho i chạy từ 1:N

- (**) Bắt đầu vòng for con trong (*) cho m chạy từ 1 :N

-(1) W_H_2(i,m) phần tử ở vị trí hàng i cột m = exp(j*2*pi/N*(i-1)*(m-1)) -(2) kết thúc (**)

-(3) Kết thúc (*)

W_H_2 = 1/sqrt(N)*W_H_2 (1)

W_H_2~=W_H (2)

- (1) W_H_2 = 1/sqrt(N)*W_H_2 -(2) W_H_2 so sánh W_H W_2 = zeros(N); Tạo ma trận W_2 là ma trận toàn 0 có N

16

17

18

19

MA_06_CP_insert(N,V) - Tạo function

MA_06_CP_insert với đầu vào là

N & V Đầu ra là O_I = zeros(V,N); - Khai báo O_I là mảng toàn 0 gồm V

hàng x N cột

Tạo ma trận 0

O_V_N_V = zeros(V,N-V); - Khai báo 0_V_N_V là mảng toàn

0 gồm V hàng và N-V cột

I_V = eye(V); - Khai báo I_V là ma trận đơn vị kích

thước VxV Tạo ma trận đơn vị

= [O_V_N_V(i,:) I_V(i,:)]

Tạo vòng lặp

CP_insert = [O_I;I_N]; - Gán CP_insert = [O_I;I_N] Đưa ra ma trận

CP

* Khử CP

MA_06_CP_Remove.m

Câu lệnh

CP_Remve = zeros(N,N+V); - Khai báo CP_Remve là

mảng toàn 0 gốm N hàng x N+V cột

vị kích thước NxN Tạo ma trận đơn vị for i =1:N (*)

-(2) Kết thúc vòng for (*)

Tạo vòng lặp

22

SIM MA_07:

Mô hình hóa và mô phỏng hiệu năng BER cho hệ thống truyền dẫn

BPSK-OFDM dùng mã kênh trong môi trường kênh AWGN

Lý thuyết

clear; Xóa các biến và hằng trong workspace

close all; Đóng tất cả các cửa sổ figure đang mở

• Khai báo các tham số đầu vào

snr_in_dB = 10; Khai báo giá trị SNRdB =10;

noisePower = 10^(-snr_in_dB/10); Gán noise power =

10^(-snr_in_dB/10) data = 0.5*(sign(rand(1,FFTsize)-

0.5)+1); (1) - (1) Sử dụng hàm rand để tạo chuỗi

dữ liệu đầu vào và xử lí đưa về dạng

24

data = 2*data-1; (2) 0 1

- (2) Đưa chuỗi đơn cực về lưỡng cực

data_IFFT = ifft(data); - Thực hiện IFFT chuỗi dữ liệu

đầu vào và gán vào data_IFFT

- (2) Nhân với công suất tạp âm

- (3) Dữ liệu đầu ra khi qua kênh bằng dữ liệu đầu vào + tạp âm

ra =1; else đầu ra bằng 0

- Kết thúc

error_vector1 = data~=data_des1; - So sánh bit đầu vào và bit sau

quyết định

num_error1 = sum(error_vector1) - Tính tổng số bit lỗi

BER = num_error1/FFTsize - Tỉ lệ lỗi bit BER

1 Không sử dụng mã hóa kênh

for n = 1:length(SNR), errCount = 0; Khởi tạo quá trình khảo sát theo SNR

26

RxSymbols = Tx_ofdm + sqrt(noisePower)*tmp;

EstSymbols_1=RxSymbols(CPsize+1:numSymbols_2+CPsize); Khử CP cho dữ liệu

có thể suy ra lỗi errCount = errCount + (FFTsize-length(I));

end

Đếm số lượng lỗi, kết thúc 1 quá trình chạy

SER(n,:) = errCount / (FFTsize*numRun);

end

Tính tỉ số lỗi, kết thúc khảo sát

save MA_07_BPSK_OFDM_NoCC_AWGN.mat;

figure(1);

G = semilogy(SNR,SER,'-ob');

title([' Mô phỏng SER hệ thống BPSK OFDM trong kênh

AWGN; Số bit mô phỏng = ',num2str(NumBits),' bits ',

set(Y,'fontname','.Vntime','fontsize',14,'color','b'); grid on;

Mô tả quá trình mô phỏng OFDM không sử dụng mã hóa kênh trong môi trường AWGN

28

quá trình này numRun (lần)

RxSymbols = Tx_ofdm + sqrt(noisePower)*tmp;

Cho dữ liệu đi qua kênh tạp âm Gauss trắng cộng

EstSymbols_1=RxSymbols(CPsize+1:numSymbols_2+CPsize); Khử CP cho dữ liệu

có thể suy ra lỗi errCount = errCount + (FFTsize-length(I));

end

Đếm số lượng lỗi, kết thúc 1 quá trình chạy

SER(n,:) = errCount / (FFTsize*numRun);

end

Tính tỉ số lỗi, kết thúc khảo sát

save MA_07_BPSK_OFDM_CC_AWGN.mat;

figure(1); Mô tả quá trình mô phỏng OFDM sử

29

G = semilogy(SNR,SER,'-vr');

title([' Mô phỏng SER hệ thống BPSK OFDM trong kênh

AWGN; Số bit mô phỏng = ',num2str(NumBits),' bits ',

],'FontName','.VnTime','color','b','FontSize',16);

LT=legend('OFDM - kênh AWGN có mã hóa kênh);

set(LT,'fontname','.Vntime','fontsize',16);

dụng mã hóa kênh trong môi trường AWGN

- Nhận xét : Kết quả mô phỏng hệ thống BPSK OFDM trong kênh AWGN

+ SNR càng lớn thì tỉ lệ lỗi càng giảm - > đúng với thực tế

+ So sánh khi có mã hóa kênh và không mã hóa kênh :

Nhận xét:

- ở cùng 1 giá trị SNR thì tỉ lệ lỗi khi có mã hóa kênh nhỏ hơn khi không có mã hóa

30

- tốc độ giảm lỗi khi SNR tăng cao của mã hóa kênh lớn khi không mã hóa