BÀI tập môn học đa TRUY NHẬP vô TUYẾN đề tài bài tập về nhà số 7 SIM MA 06 + 07

Điều chế và giải điều chế tín hiệu OFDM trên cơsở không gian tín hiệu :... tín hiệu .✓ Xây dựng và trình bày nguyên lý hoạt động điều chế/giải điều chế OFDM trên cơ sở không gian tín hi

BÀI TẬP MÔN HỌC

ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN

ĐỀ TÀI:

Bài tập về nhà số 7 SIM_MA 06 + 07

SINH VIÊN: HÀ LONG QUYỀN

B Điều chế và giải điều chế tín hiệu OFDM trên cơ

sở không gian tín hiệu :

tín hiệu

✓ Xây dựng và trình bày nguyên lý hoạt động điều chế/giải điều chế OFDM trên

cơ sở không gian tín hiệu

hiệu.

• Mô hình hóa quá trình điều chế/giải điều chế tín hiệu OFDM trên cơ sở không gian tín hiệu: Nguyên lý hoạt động quá trình điều chế/giải

điều chế.

IFFT/FFT

IFFT/FFT.

✓ Các tham số đặc trưng của tín hiệu OFDM

tuyến

✓

• Matlab hóa để tính toán biểu diễn tín hiệu OFDM trong băng tần cơ sở;

tuyến.

tín hiệu đặc trưng của sơ đồ (mô hình) trên Matlab.

B Tín hiệu và phổ tần tín hiệu OFDM

- Tín hiệu ở miền thời gian dưới dạng xung có chu kì T Tín hiệu phổ

B Điều chế và giải điều chế tín hiệu OFDM trên cơ sở không

gian tín hiệu :

- Luồng dữ liệu đầu vào0, ; 1, ; 2, ; … −1, qua khối xử lí số liệu S/P tách thành các luồng dữ liệu con được điều chế độc lập :

, ( ) ớ = , , , … − .

lên kênh truyền pha ding.

5

- Sau khi đi qua kênh truyền ở phía thu ta được tín hiệu y(t)

phần tạp âm của kênh truyền ).

- Nhờ có tính chất trực giao của các sóng mang con , ( ) á ℎ ượ đượ , .

❖ Tính chất trực giao giữa các sóng mang con

6

-> Tín hiệu OFDM sẽ có chu kì gấp N lần tín hiệu băng gốc nên độ rộng phổ của tín hiệu ODFM sẽ nhỏ hơn N lần so với tín hiệu gốc -> Chứa được nhiều thành phần phổ con trong băng tần cho trước.

D Mô tả phổ của OFDM trong băng tần gốc trên Matlab.

➢ Tính toán PSD

→ Kết quả :

→ Nhận xét :

trị f=0 và f = frf, độ rộng phổ là 2/Tb Băng thông BW

BW nhưng được điều chế OFDM với nhiều sóng mang con -> Nhiều phổ con trong băng tần, khoảng cách giữa các băng con là delta_f Số lượng thành phần sóng mang con là : BW/delta_f

→ Nhận xét : So sánh PSD của các tín hiệu.

ó ộ ộ ℎổ à đượ 2 ầ ố â ạ =

thành phần sóng mang con có độ rộng phổ là 2/T_ofdm Khoảng cách giữa các tần

số trung tâm là deta_f = 1/T_ofdm, tần số trung tâm bắt đầu từ f=detal_f Độ rộng băng tần là BW.

OFDM nhiều thành phần sóng mang Điểm khác nhau là tần số trung tâm của

OFDMrf bắt đầu từ f= frf.

➢ Dịch đoạn code chương trình :

chú

làm việc, giải phóng bộ nhớ

hệ thống

(Subcarrier_ space)

200( Băng thông kênh )

mang)

= BW / delta_f

1/T_ofdm

T_ofdm/num_subcarrier

12 AA = A^2*T_ofdm; - Khai báo AA =

A^2*T_ofdm;

-> BW_channel+deta_f Khoảng cách là deta_f

giá trị từ -Rb đếnBW_channel+4*deta_f

19 PSD_OFDM = - Khai báo PSD_OFDM là 1zeros(num_subcarrier,max(size(f))); mảng zeros gồm

num_subcarrier hàng xmax(size(f)) cột

E Mô hình hóa hệ thống truyền dẫn OFDM trên cơ sở thực hiện

IFFT/FFT và chèn/khử CP

❖ Minh họa thực hiện IFFT/FFT trên mathlab.

❖ Thực hiện mô phỏng trên mathlab.

➢ Khởi tạo ma trận W H và ma trận W thủ công

➢ Tích của 2 ma trận W H và W

→ Kết quả :

→ Nhận xét : Kết quả đúng là ma trận đơn vị I[nxn].

➢ Thực hiện biến đổi FFT/IFFT của dãy số liệu đầu vào

→ Kết quả :

→ Kết quả đầu ra của biến đổi IFFT/FFT và đầu vào ở dạng ma trận là như nhau ,không có khác nhau Qua đó ta thấy nhờ biến đổi FFT kết hợp IFFT mà ta tạo được kết quả đầu ra như đầu vào mong muốn.

➢ Khởi tạo ma trận IFFT và FFT theo hình thức dùng vòng lặp for.

→ Kết quả :

→ Nhận xét : So sánh với kết quả tạo W_H và W theo thủ công thì kết quả không có sự khác biệt →

Chương trình tạo đúng.

➢ Giải thích đoạn code chương trình :

1 exp(j*6*pi/4) exp(j*12*pi/4)exp(j*2*3*3*pi/4)];

j*4*pi/4) exp(-j*6*pi/4);

exp(j*2*pi/N*(i-1)*(m-1))-(2) kết thúc (**)

exp(-j*2*pi/N*(m-1)*(i-1));

-(2) kết thúc (**)-(3) Kết thúc (*)

F Chèn CP/ Khử CP

❖ Thực hiện mô phỏng chèn/khử CP trên mathlab.

➢ Tạo ma trận chèn Cp trên mathlab

→ Kết quả với N=8 và V = 2

→ Nhận xét : Kết quả đúng với lí thuyết

➢ Tạo ma trận khử CP trên mathlab.

→ Kết quả : Ma trận khử CP với N =8 và V =2

→ Nhận xét : Kết quả đúng với lí thuyết.

➢ Giải thích đoạn code chương trình

chú

MA_06_CP_insert(N,V) MA_06_CP_insert với đầu

vào là N & V Đầu ra là

vị kích thước VxV

vào là N & V Đầu ra làCP_Remove

mảng toàn 0 gốm N hàng xN+V cột

toàn 0 gồm N hàng x V cột

vị kích thước NxN

quả việc nhân ma trận – làm theo từng khồi trong sơ đồ và kĩ thuật trong mathlab để làm đơn giản hóa quá trình này

TH1 : Xử lí từng bước theo nhân ma trận.

→ Kết quả X1 và X13

→ Nhận xét : Kết quả đầu vào và đầu ra giống nhau nên quá trình xử lí là chính xác.

TH2 : Xử lí các bước theo biến đổi ma trận trong mathlab

→ Kết quả đầu ra :

đây ta thấy việc sử dụng mathlab để xử lí quá trình biến đổi OFDM ( IFFT/ FFT và chèn/khử CP ) giúp trở nên đơn giản hóa hơn mà kết quả vẫn chính xác

STT Câu lệnh Giải thích Ghi

chú

gian làm việc, giải phóng

matlab

Chuỗi đầu ra khử CP làmột vector ghép từ 2vector con

data_IFFT các giá trị từN-V+1 đến N ] ghép vớidata_IFFT

Mô hình hóa và mô phỏng hiệu năng BER cho

hệ thống truyền dẫn BPSK-OFDM dùng mã kênh trong môi trường kênh AWGN

- Mô hình hóa và trực quan hóa nguyên lý hoạt động của hệ thống

trường kênh AWGN để: làm sáng tỏ nguyên lý hoạt động và phân tích đánh giá hiệu năng.

OFDM trên cơ sở không gian tín hiệu.

kênh trong môi trường kênh AWGN.

BPSK-OFDM dùng mã kênh trong môi trường kênh AWGN.

mã kênh trong môi trường kênh AWGN.

sát

đánh giá hiệu năng BER.

B Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống truyền dẫn OFDM cơ bản trên Matlab.

❖ Thực hiện mô phỏng trên mathlab

➢ Thiết lập tham số mô phỏng

• Thực hiện so sánh lỗi

→ Kết quả mô phỏng :

→ Nhận xét : Thực hiện mô phỏng trên 512 bit thì có 133 bit bị lỗi sau khi

quyết định ở phía thu.

➢ Đoạn mã chương trình

chú

gian làm việc, giải phóng

-(4) Gán noise power =10^(-snr_in_dB/10)

0 1

- (2) Đưa chuỗi đơn cực

về lưỡng cực

dữ liệu đầu vào và gánvào data_IFFT

qua kênh bằng dữ liệuđầu vào + tạp âm

RxSymbols(CPsize+1:FFTsize+CPsize);

đầu ra sau quyết định

- Kết thúc

bit sau quyết định

B Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống truyền dẫn BPSK-OFDM dùng mã hóa kênh trong kênh AWGN

❖ Thực hiện mô phỏng trên mathlab

➢ Khởi tạo các tham số đầu vào :

➢ Xác định hệ số và ma trận mã hóa kênh theo mã hóa xoắn

➢ Thực hiện mô phỏng tính toán

→ Nhận xét :

hóa

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

hóa -> Hệ thống tối ưu hơn khi mã hóa kênh

➢ Giải thích đoạn mã chương trình

chú

không gian làmviệc, giải phóng

bộ nhớ hệ thống

chỉ định

numRun thể hiện

số lần lấy mẫukênh AWGN

% 2 for channel coding (OFDM mã hóa mô

- Các lệnh tiếptheo nằm trongvòng for (*)

9 TxSamples = sqrt(length(inputSymbols)) * - Thực hiện xử lí

endend