CHƯƠNG 3: ƯỚC LƯỢNG KÊNH LS TRONG HỆ THỐNGMIMO-OFDM
3.6. Kết quả mô phỏng
3.6.1. Phân tích mô phỏng OFDM với mức M-PSK
Hình 3.4. kết quả mô phỏng OFDM
Nhận xét: qua hình 3.4 khi điều chế OFDM ở mức 8psk(M=8) giá trị BER đạt thấp nhất nhưng tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu cao (SNRE N/ 0) .
Xác định SNR= 6dB: - BER8PSK BERQPSK BERBPSK. Để thiết kế hệ thống ước lượng kênh dựa trên kết hợp hai hệ thống OFDM-MIMO ta phải chọn mức điều chế M-PSK sao cho phù hợp để khi mô phỏng và tiến hành trên thực tế đạt kết quả cao. Qua hình ta nhận thấy nếu chọn mức điều chế BPSK với tỉ lệ BER cao nhưng SNR thấp nhất không khả thi, bây giờ ta chọn 2 mức điều chế còn lại cùng kết hợp để so sánh kết quả nào tối ưu nhất ta lựa chọn. Sau đây là quá trình mô phỏng hệ thống vơi mức điều chế 4,8-psk cho ước lượng kênh dựa vào tính toán cúa hai hệ thống đã trình bày trên.
3.6.2. Phân tích kết quả thực hiện của MIMO-STBC
Yêu cầu kỹ thuật hệ thống cho MIMO-STBC có thể được tổng kết trong bảng (3.1). Kết quả thu được trong hình 3.5 và hình 3.6 bên dưới:
Bảng 3.1. Những tham số mô phỏng cho hệ thống MIMO-STBC MIMO-STBC
# receive antenna Nr
# transmit antenna 2
Channel Rayleigh flat fading, Quasi static
Noise AWGN
Modulation MPSK
Transmission block Complex with Alamouti format
70
Hình 3.5. Sự so sánh BER cho các cấu hình anten khác nhau với điều chế 4PSK
Hình 3.6. Sự so sánh BER cho các cấu hình anten khác nhau với điều chế 8PSK Sự mô phỏng này có thể được thực hiện cho mỗi trạng thái của điều chế MPSK, và có thể thực hiện cho bất kỳ số anten nhận từ 1 đến N. Hình (3.5) và (3.6) là đầu ra của chương trình trong phụ lục 2 và 3 cho 4PSK và 8PSK tương ứng. Như nhìn thấy trong đồ thị, sự thực hiện của hệ thống phụ thuộc cao vào số anten nhận.
Như ví dụ, hệ thống với 6 anten nhận làm tốt hơn hệ thống với 4 và 2 anten nhận.
Nhận xét: Tại giá trị SNR=6 dB: 4-psk không đạt được như mong muốn khi chưa kết hợp với hệ thống MIMO, điều này cho thấy khi kết hợp với hệ thống thì xảy ra trễ do nhiễu của hệ thống MIMO gây ra. Vì vậy trong bài này em chọn mức điều chế là 8-psk để thiết kế bài toán ước lượng kênh LS trong hệ thống được nêu.
Trên đây ta sử dụng 2 anten phát. Nếu tăng số anten phát lên 2 tức là 4 anten phát và số anten nhận vẫn như trên ta sẽ được kết quả sau:
71
Hình 3.7. Sự so sánh BER cho các cấu hình anten thu khác nhau với điều chế 8PSK
Qua hình 3.7 ta thấy khi ta tăng anten phát lên 4 thì tỉ lệ BER giảm vì theo lý thuyết khi tăng số anten ta phải tăng tuyến tính cả anten phát và anten thu thì mới có tỉ lệ BER mong muốn. Khi ta tăng anten thu theo tỉ lệ thì BER tăng lên rõ rệt, điều này cho thấy đối với hệ thống MIMO khi tăng số anten thu-phát theo tỉ lệ thì BER tăng nhưng nếu càng tăng thì lại xảy ra nhiễu đa đường.
Hình 3.8. Sự so sánh BER cho các cấu hình anten thu-phát tăng khác nhau với điều chế 8PSK
Sự mô phỏng được thực hiện dựa trên cơ sở hệ thống MIMO-OFDM Mt-by- Mr với N sóng mang phụ và chiều dài kênh L. Ma trận ẩn số W có kích thước (N x LMt). Cho đơn giản trong ký hiệu ta biểu thị LMt bằng M. Để so sánh chắc chắn, những phép tính phức tạp được chuyển đổi thành các phép tính thực tương đương.
72
Bảng 3.2. Các thông số mô phỏng cho hệ thống MIMO-OFDM
Hệ thống MIMO(STBC)-OFDM
# anten nhận Nr
# anten truyền Mt
Kênh Lựa chọn tần số, fading Rayleigh
Nhiễu AWGN
# sóng mang phụ 64
# cyclic prefix(tiền tố) 16
Chiều dài kênh L=1:16
Trms(trải trễ RMS) 25 ns Ts- tần số lấy mẫu 1/80 MH
Hình 3.9. Hệ thống MIMO-OFDM với ước lượng kênh LS tính MSE
Hình 3.10. Hệ thống MIMO-OFDM với ước lượng kênh LS tính BER Qua hai hình 3.9 và 3.10 với các thông số nhập vào là như nhau:
Bn=1000bit
73 M-PSK=8
MAX-SNR=10
Ta nhận thấy hệ thống ước lượng kênh LS tính theo MSE có giá trị về tỉ lệ thông tin kênh truyền trên nhiễu cao và chất lượng hơn so với BER. Tùy theo yêu cầu của mỗi hệ thống ước lượng kênh khi áp dụng ở thực tế ta sử dụng cách tính giá trị thông tin khác nhau để được kết quả như mong muốn.
Nếu dùng cách tính BER trong ước lượng kênh ls thì hệ thống sẽ đơn giãn hơn trong thiết kế nhưng độ chính xác truyền tin kém hơn nếu sử dụng cách tính MSE.