Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
Tóm tắt luận văn
Mục tiêu chính của luận văn là nghiên cứu và đánh giá xác suất lỗi của hệ thống điều
chế thích ứng với kênh truyền hồi tiếp không lý tưởng. Mô hình hệ thống điều chế
thích ứng và mô hình hệ thống điều chế thích ứng kết hợp tổ hợp phân tập được xây
dựng và kênh hồi tiếp không lý tưởng được tạo ra. Chất lượng của hệ thống được đánh
giá dựa trên kênh truyền hồi tiếp.
Chất lượng của hệ thống điều chế thích ứng được đánh giá với các trường hợp xác suất
lỗi khác nhau trên kênh hồi tiếp. Hệ thống điều chế thích ứng được nghiên cứu và kết
hợp với hệ thống phân tập để tăng tối đa chất lượng kênh truyền cũng được đề cập tới.
Lời Thank ..................................................................................................................... ii
Tóm tắt luận văn........................................................................................................... iii
Mục lục...........................................................................................................................iv
Danh Sách Hình Vẽ .......................................................................................................vi
Danh Sách Bảng Biểu ....................................................................................................ix
Danh mục từ viết tắt .......................................................................................................x
Chương 1 Giới thiệu chung ............................................................................................1
1.1 Giới thiệu................................................................................................................2
1.2 Một số loại kênh truyền ..........................................................................................4
1.2.1 Kênh truyền Rayleigh......................................................................................4
1.2.2 Kênh truyền Rician..........................................................................................5
1.2.3 Kênh truyền Nakagami ....................................................................................7
Chương 2 Đặc tính của kênh truyền và mô hình kênh truyền .....................................9
2.1 Giới thiệu..............................................................................................................10
2.2 Kênh truyền AWGN .............................................................................................11
2.3 Kênh truyền fading ...............................................................................................16
2.3.1 Xác suất rớt ...................................................................................................16
2.3.2 Xác suất lỗi trung bình...................................................................................16
2.3.3 Hàm sinh các momen ....................................................................................17
2.4 Giải thuật mô phỏng và kết quả ............................................................................20
2.4.1 Giải thuật mô phỏng ......................................................................................21
2.4.2 Kết quả mô phỏng .........................................................................................26
2.4.3 Code mô phỏng .............................................................................................30
Chương 3 Điều chế thích ứng .......................................................................................32
3.1 Giới thiệu..............................................................................................................33
3.2 Mô hình hệ thống..................................................................................................33
3.3 Các phương pháp điều chế thích ứng ....................................................................34
3.3.1 Phương pháp thích ứng công suất và tốc độ liên tục.......................................35
3.3.2 Phương pháp thích ứng công suất liên tục, tốc độ rời rạc ...............................38
3.3.3 Đảo kênh truyền với tốc độ cố định ...............................................................42
3.3.4 Đảo kênh truyền với tốc độ rời rạc.................................................................46v
3.3.5 Phương pháp thích ứng công suất rời rạc, tốc độ rời rạc.................................47
3.4 Khoảng thời gian fading trung bình ......................................................................52
3.5 Xác suất lỗi trung bình của phương pháp thích ứng công suất liên tục, tốc độ rời
rạc...................................................................................................................................53
3.5.1 Tính toán lý thuyết.........................................................................................53
3.5.2 Giải thuật mô phỏng và kết quả .....................................................................54
3.6 Ước lượng kênh truyền trễ và lỗi ..........................................................................56
3.7 Điều chế thích ứng tổng quát ................................................................................59
3.7.1 Thích ứng với công suất và tốc độ liên tục.....................................................59
3.7.2 Thích ứng tỷ số tín hiệu trên nhiễu trung bình................................................62
3.8 Code mô phỏng.....................................................................................................67
Chương 4 Điều chế thích ứng kết hợp tổ hợp phân tập ..............................................71
4.1 Giới thiệu..............................................................................................................72
4.2 Điều chế thích ứng kết hợp tổ hợp phân tập ..........................................................75
4.2.1 Mô hình tín hiệu và kênh truyền ....................................................................75
4.2.2 Mô hình AMDC lợi về băng thông ................................................................75
4.2.3 Mô hình AMDC lợi về công suất...................................................................77
4.2.4 Mô hình AMDC lợi về băng thông và công suất ............................................78
4.3 Phương pháp AMDC option 2 ..............................................................................81
Chương 5 Ảnh hưởng của kênh hồi tiếp không lý tưởng lên chất lượng của hệ
thống điều chế thích ứng ..............................................................................................84
5.1 Giới thiệu..............................................................................................................85
5.2 Ước lượng lỗi trên kênh hồi tiếp ...........................................................................86
5.3 Lỗi đường hồi tiếp trong hệ thống điều chế thích ứng ...........................................88
5.4 Lỗi đường hồi tiếp trong hệ thống điều chế thích ứng kết hợp phân tập AMDC
option 2 ..........................................................................................................................93
5.4.1 Bù lỗi hồi tiếp................................................................................................93
5.4.2 Giải thuật mô phỏng và kết quả ...................................................................106
5.4.3 Code mô phỏng ...........................................................................................114
Chương 6 Kết luận và hướng phát triển của đề tài...................................................121
6.1 Kết luận..............................................................................................................121
6.2 Hướng phát triển của đề tài.................................................................................121
Tài liệu tham khảo......................................................................................................122
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phivi
Danh Sách Hình Vẽ
Chương 1
Hình 1.1 Phân bố Rayleigh.......................................................................................5
Hình 1.2 Phân bố Rician. .........................................................................................6
Hình 1.3 Phân bố Nakagami-m. ...............................................................................8
Chương 2
Hình 2.1 Các hiện tượng xảy ra trong quá trình truyền sóng vô tuyến....................11
Hình 2.2 Sơ đồ mô phỏng cho kênh AWGN. ...........................................................21
Hình 2.3 Sơ đồ mô phỏng cho kênh truyền fading...................................................22
Hình 2.4 Phương pháp tạo kênh Rayleigh. .............................................................22
Hình 2.5 Phương pháp tạo kênh Rician. .................................................................25
Hình 2.6 Phương pháp tạo kênh Nakagami-m. .......................................................26
Hình 2.7 Kênh truyền AWGN với M=4...................................................................27
Hình 2.8 Kênh truyền AWGN với M=8...................................................................27
Hình 2.9 Kênh truyền Rayleigh cho tín hiệu MQAM với M=4, M=16 và M=64. ....28
Hình 2.10 Kênh truyền Rician cho tín hiệu MQAM.................................................29
Hình 2.11 Kênh truyền Nakagami cho tín hiệu MQAM...........................................29
Chương 3
Hình 3.1 Mô hình hệ thống.....................................................................................34
Hình 3.2 Hiệu suất phổ trong kênh truyền log-normal............................................39
Hình 3.3 Hiệu suất phổ trong kênh truyền Rayleigh. ..............................................39
Hình 3.4 Kênh Rayleigh. Mỗi giá trị SNR chỉ có tương ứng một giá trị thỏa
(3.20)..............................................................................................................................43
Hình 3.5 Kênh log-normal. Mỗi giá trị SNR chỉ có tương ứng một giá trị
thỏa (3.20). .....................................................................................................................44
Hình 3.6 Mỗi giá trị SNR chỉ có tương ứng một giá trị để cực đại hiệu suất
phổ. ................................................................................................................................45
Hình 3.7 Hiệu suất phổ của các phương pháp thích ứng khác nhau, kênh truyền
Rayleigh..........................................................................................................................45
Hình 3.8 Kiểu thích ứng công suất liên tục tốc độ rời rạc, kênh truyền lognormal. ...........................................................................................................................47
Hình 3.9 Kiểu thích ứng công suất liên tục, tốc độ rời rạc, kênh truyền Rayleigh. ..48
Hình 3.10 Kiểu thích ứng công suất và tốc độ rời rạc, kênh truyền log-normal. .....49vii
Hình 3.11 Kiểu thích ứng công suất và tốc độ rời rạc, kênh truyền Rayleigh..........49
Hình 3.12 Hiệu suất phổ với các kiểu thích ứng khác nhau, kênh truyền lognormal. ...........................................................................................................................51
Hình 3.13 Hiệu suất phổ với các kiểu thích ứng khác nhau, kênh truyền Rayleigh..51
Hình 3.14 Giải thuật mô phỏng ..............................................................................55
Hình 3.15 Xác suất lỗi trong kênh truyền log-normal. ............................................56
Hình 3.16 Xác suất lỗi trong kênh truyền Rayleigh.................................................56
Hình 3.17 Ảnh hưởng của ước lượng lỗi lên BER...................................................58
Hình 3.18 Ảnh hưởng của ước lượng trễ lên BER...................................................59
Hình 3.19 Các biên xác suất lỗi khác nhau cho tín hiệu MPSK. .............................62
Hình 3.20 Thích ứng công suất cho các biên xác suất lỗi khác nhau của tín hiệu
MPSK. ............................................................................................................................64
Hình 3.21 Giá trị tối ưu của . ...............................................................................66
Hình 3.22 Hiệu suất phổ của một số kiểu thích ứng khác nhau...............................67
Chương 4
Hình 4.1 Mô hình AMDC lợi về băng thông. ..........................................................77
Hình 4.2 Mô hình AMDC lợi về công suất..............................................................79
Hình 4.3 Mô hình AMDC lợi về băng thông và công suất.......................................80
Chương 5
Hình 5.1 Mô hình kênh truyền cho hệ thống điều chế thích ứng..............................85
Hình 5.2 Mô hình kênh truyền cho hệ thống điều chế thích ứng kết hợp phân tập...86
Hình 5.3 Giá trị của ngưỡng 2 và 3 theo ngưỡng 1.................................................90
Hình 5.4 Giá trị có thể đạt được của xác suất lỗi....................................................91
Hình 5.5 Hiệu suất phổ của hệ thống điều chế thích ứng. .......................................91
Hình 5.6 Giải thuật mô phỏng của hệ thống điều chế thích ứng trong trường hợp
có lỗi trên kênh hồi tiếp. .................................................................................................92
Hình 5.7 Giải thuật bù lỗi cho phương pháp AMDC option 2.................................95
Hình 5.8 Cách tính cận cho trường hợp . .......................................................99
Hình 5.9 Cách tính cận cho trường hợp . .......................................................99
Hình 5.10 Cách tính cận cho trường hợp . ..............................................98
Hình 5.11 Giải thuật mô phỏng cho hệ thống điều chế thích ứng kết hợp tổ hợp
phân tập........................................................................................................................108
Hình 5.12 Số đường kết hợp cho hệ thống điều chế thích ứng kết hợp tổ hợp phân
tập. ...............................................................................................................................109
Hình 5.13 Hiệu suất phổ cho hệ thống điều chế thích ứng kết hợp tổ hợp phân
tập. ...............................................................................................................................110
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiviii
Hình 5.14 Xác suất lỗi cho hệ thống điều chế thích ứng kết hợp tổ hợp phân tập..111
Hình 5.15 Xác suất lỗi lý thuyết của hệ thống điều chế thích ứng kết hợp tổ hợp
phân tập........................................................................................................................111
Hình 5.16 Hình ảnh trước khi truyền....................................................................112
Hình 5.17 Hình ảnh thu được khi kênh hồi tiếp lý tưởng.......................................112
Hình 5.18 Hình ảnh thu được khi không bù lỗi hồi tiếp.........................................113
Hình 5.19 Hình ảnh thu được khi có bù lỗi hồi tiếp. .............................................113ix
Danh Sách Bảng Biểu
Chương 3
Bảng 3.1 Tính toán thích ứng công suất và tốc độ cho 5 vùng. ..........................40
Bảng 3.2 Thời gian fading trung bình cho từng vùng, kênh truyền Rayleigh. ..52
Chương 5
Bảng 5.1 Xác suất chuyển tiếp cho kênh truyền Rayleigh với các giá trị BER
trung bình khác nhau. ..................................................................................................88
.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phix
Danh mục từ viết tắt
BPSK Binary Phase Shift Keying
QPSK Quadrature Phase Shift Keying
QAM Quadrature Amplitude Modulation
MPAM Pulse-Amplitude Modulation
MPSK Multiple Phase Shift Keying
MQAM Multiple Quadrature Amplitude Modulation
BER Bit Error Ratio
CSI Channel State Information
LOS Line-Of-Sight
AWGN Additive White Gaussian Noise
ARMA Autoregression and Moving Average
SNR Signal-to-Noise Ratio
MGF Moment-Generating Function
GSM Global System for Mobile Communications
EGPRS Enhanced General Packet Radio Service
CDMA Code Division Multiple Access
WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access
SC Selection Combining
MRC Maximal Ratio Combining
EGC Equal Gain Combining
SSC Switch-And-Stay Combining
GSC Generalized Selection Combining
AT-GSC Absolute Threshold Generalized Selection Combining
NT-GSC Normalized Threshold Generalized Selection Combining
MS-GSC Minimum Selection Generalized Selection Combining
AMDC Adaptive Modulation and Diversity Combining
IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
MEDS Method of Exact Doppler SpreadGVHD: HOÀNG ĐÌNH CHIẾN 1
Chương 1 Giới thiệu chung
Nội dung
1.1 Giới thiệu
1.2 Một số loại kênh truyền
1.2.1 Kênh truyền Rayleigh
1.2.2 Kênh truyền Rician
1.2.3 Kênh truyền Nakagami
1.1 Giới thiệu
Điều chế thích ứng có được những ứng dụng rất rộng rãi trong thực tế do mang lại
tốc độ truyền dữ liệu cao. Có thể thấy ở một một số chuẩn vô tuyến như IEEE 802.11a,
mã hóa và điều chế biến đổi tốc độ được dùng với kiểu điều chế thay đổi từ BPSK,
QPSK, 16QAM và 64QAM và làm cho tốc độ dữ liệu cực đại là 54Mbps trên mỗi
kênh truyền. Cũng có thể thấy điều chế MQAM được dùng trong mạng Ad Hoc. Mạng
không dây Ad Hoc là một tập hợp các điểm kết nối di động không dây tự cấu hình
thành một mạng không dây mà không cần sự trợ giúp của một cơ sơ hạ tầng thiết lập
sẵn. Ngoài ra ta cũng có thể thấy ứng dụng của hệ thống điều chế thích ứng với tín
hiệu MQAM trong WiMAX.
Điều chế thích ứng yêu cầu bộ phát phải biết được trạng thái của kênh truyền và điều
này yêu cầu bộ thu ước lượng kênh truyền sau đó gửi thông tin này cho bên phát để
lựa chọn kiểu điều chế thích hợp.
Điều chế thích ứng là một giải pháp hiệu quả cho truyền dẫn tin cậy và mang lại
hiệu quả về băng thông. Hầu hết những nghiên cứu về điều chế thích ứng trước đây
đều giả sử kênh truyền hồi tiếp không có lỗi để dễ phân tích. Tuy nhiên trong hoàn
cảnh thực tế, điều giả sử lí tưởng này không hợp lí, ví dụ phương pháp kiểm soát lỗi đủ
mạnh không thể thực hiện trên kênh truyên hồi tiếp vì kênh hồi tiếp có hạn chế về
băng thông và tốc độ. Khi lỗi hồi tiếp xuất hiện, máy phát sẽ dùng kiểu điều chế khác
so với kiểu điều chế mà máy thu đã chọn. Trong trường hợp này cho dù máy thu có thể
biết được kiểu điều chế sẽ thu nhờ phần đầu của đoạn dữ liệu được truyền và cấu hình
lại bộ thu cho tương ứng, xác suất lỗi tức thời của hệ thống có thể trở nên không chấp
nhận được. Gần đây đã có một số nghiên cứu về ảnh hưởng của kênh hồi tiếp không lí
tưởng lên chất lượng của hệ thống và một số phương pháp phát hiện lỗi hồi tiếp được
đưa ra nhằm làm giảm sự suy giảm chất lượng và hạn chế vùng gián đoạn do lỗi đường
hồi tiếp. Trong luận văn này, phương pháp được dùng là sử dụng phân tập thu thích
ứng để bù cho sự suy giảm chất lượng hệ thống do kênh truyền hồi tiếp không lí tưởng.Chương 1 Giới thiệu chung
GVHD: HOÀNG ĐÌNH CHIẾN 3
Với sự phát triển gần đây của kĩ thuật kết hợp phân tập như tổ hợp chọn lựa suy
rộng GSC (Generalized Selection Combining), tổ hợp chọn lựa tối thiểu MS-GSC
(Minimum Selection-GSC), và tổ hợp tỉ số cực đại kết hợp ngưỡng ngõ ra (Output
threshold-maximum ratio combining), có một số mô hình kết hợp giữa tổ hợp phân tập
và điều chế thích ứng AMDC (Adaptive Modulation and Dirversity Combining) được
đề xuất và nghiên cứu để cải thiện hiệu suất phổ của hệ thống nhiều hơn dưới cùng
điều kiện về xác suất lỗi. Với mô hình AMDC, máy thu quyết định kiểu điều chế thích
hợp và cấu trúc tổ hợp phân tập dựa trên chất lượng kênh truyền và yêu cầu về xác
suất lỗi.
Luận văn này cũng sẽ xem ảnh hưởng của kênh hồi tiếp không lí tưởng và làm giảm
nhẹ ảnh hưởng của nó trong điều kiện của hệ thống AMDC. Cụ thể là giả sử lỗi hồi
tiếp gây nên kiểu điều chế thích ứng dùng cho máy phát là khác so với kiểu được chọn
bởi máy thu sau khi máy thu ước lượng kênh truyền. Trong trường hợp có lỗi hồi tiếp,
máy thu có thể nhận dạng chính xác kiểu điều chế thực sự dùng để truyền ban đầu và
thực hiện cấu trúc lại bộ giải điều chế tương ứng. Trước tiên ta đánh giá ảnh hưởng
của lỗi kênh hồi tiếp lên chất lượng của hệ thống AMDC. Sau đó, ta điều chỉnh số
đường phân tập ở máy thu để làm giảm sự suy giảm chất lượng hệ thống do lỗi và tiết
kiệm thêm công suất sử dụng qua việc hạn chế các đường phân tập được dùng.
Trong trường hợp nhất định, máy thu có thể kết hợp nhiều đường hơn nếu có thể để
bù cho việc xác suất lỗi BER tăng khi máy phát chuyển dữ liệu ở kiểu điều chế cao
hơn kiểu được chọn bởi máy thu. Mặt khác, máy thu có thể dùng ít đường hơn để tiết
kiệm năng lượng xử lí khi kiểu điều chế được dùng thấp. Vì thế số đường kết hợp có
thể thay đổi thích ứng tùy thuộc vào đặc tính lỗi của kênh hồi tiếp. Ta nghiên cứu ảnh
hưởng của phương pháp bù lỗi này bằng việc phân tích số đường kết hợp trung bình,
hiệu suất phổ trung bình và xác suất lỗi BER trung bình của mô hình điều chế thích
ứng kết hợp tổ hợp phân tập AMDC. Việc bù lỗi có thể chấp nhận với sự mất mát về
mặt năng lượng xử lí và hiệu suất phổ so với trường hợp không bù.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiChương 1 Giới thiệu chung
GVHD: HOÀNG ĐÌNH CHIẾN 4
Phần tiếp theo trong chương này giới thiệu về ba loại kênh truyền fading cơ bản mà sẽ
nói đến trong các chương sau. Chương 2 sẽ trình bày cụ thể đặc tính của ba loại kênh
truyền này và phương pháp mô phỏng. Chương 3 sẽ trình bày hệ thống điều chế thích
ứng, trong đó các phương pháp thích ứng được thực hiện dựa trên các loại kênh truyền
này. Chương 4 trình bày sơ lược về một số phương pháp phân tập. Chương 5 sẽ đánh
giá chẩt luợng của hệ thống điều chế thích ứng khi có lỗi hồi tiếp và trình bày phương
pháp điều chế thích ứng kết hợp tổ hợp phân tập AMDC và giải thuật bù lỗi, so sánh
kết quả bù lỗi với trường hợp không bù lỗi và thực hiện truyền một đoạn âm thanh và
một bức hình để có thể đánh giá khách quan và chủ quan. Chương 6 sẽ kết luận về kết
quả đạt được và hướng phát triển của đề tài
Hình 5.11 vẽ giải thuật mô phỏng cho hệ thống điều chế thích ứng kết hợp tổ hợp
phân tập lựa chọn số đường tối thiểu trong trường hợp có bù lỗi cho kênh hồi tiếp.
Trong trường hợp không bù lỗi cho kênh hồi tiếp thì phương pháp mô phỏng chỉ khác
ở bước tính lại đường phân tập. Nếu không bù lỗi thì ta không cần thực hiện bước này.
Trong luận văn này phần tính toán lý thuyết sẽ dừng lại ở các công thức chứ không
tính cụ thể.
Hình 5.12 vẽ kết quả mô phỏng số đường tổ hợp trung bình cho trường hợp
và , và . Hình 5.13 và hình 5.14 vẽ kết
quả mô phỏng hiệu suất phổ trung bình và xác suất lỗi trung bình. Ta có thể thấy với
trường hợp , thì cả hiệu suất phổ và số đường tổ hợp trung
bình đều không thay đổi đáng kể nhưng xác suất lỗi trung bình giảm đến khoảng
trong vùng tỷ số tín hiệu trên nhiễu SNR thấp. Điểm tương tự như hệ thống điều chế
thích ứng và không có kết hợp tổ hợp phân tập là vùng rớt, vùng mà chất lượng của hệ
thống về mặt xác suất lỗi, càng rộng khi lỗi trên đường hồi tiếp càng lớn. Khi mức
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Tóm tắt luận văn
Mục tiêu chính của luận văn là nghiên cứu và đánh giá xác suất lỗi của hệ thống điều
chế thích ứng với kênh truyền hồi tiếp không lý tưởng. Mô hình hệ thống điều chế
thích ứng và mô hình hệ thống điều chế thích ứng kết hợp tổ hợp phân tập được xây
dựng và kênh hồi tiếp không lý tưởng được tạo ra. Chất lượng của hệ thống được đánh
giá dựa trên kênh truyền hồi tiếp.
Chất lượng của hệ thống điều chế thích ứng được đánh giá với các trường hợp xác suất
lỗi khác nhau trên kênh hồi tiếp. Hệ thống điều chế thích ứng được nghiên cứu và kết
hợp với hệ thống phân tập để tăng tối đa chất lượng kênh truyền cũng được đề cập tới.
Lời Thank ..................................................................................................................... ii
Tóm tắt luận văn........................................................................................................... iii
Mục lục...........................................................................................................................iv
Danh Sách Hình Vẽ .......................................................................................................vi
Danh Sách Bảng Biểu ....................................................................................................ix
Danh mục từ viết tắt .......................................................................................................x
Chương 1 Giới thiệu chung ............................................................................................1
1.1 Giới thiệu................................................................................................................2
1.2 Một số loại kênh truyền ..........................................................................................4
1.2.1 Kênh truyền Rayleigh......................................................................................4
1.2.2 Kênh truyền Rician..........................................................................................5
1.2.3 Kênh truyền Nakagami ....................................................................................7
Chương 2 Đặc tính của kênh truyền và mô hình kênh truyền .....................................9
2.1 Giới thiệu..............................................................................................................10
2.2 Kênh truyền AWGN .............................................................................................11
2.3 Kênh truyền fading ...............................................................................................16
2.3.1 Xác suất rớt ...................................................................................................16
2.3.2 Xác suất lỗi trung bình...................................................................................16
2.3.3 Hàm sinh các momen ....................................................................................17
2.4 Giải thuật mô phỏng và kết quả ............................................................................20
2.4.1 Giải thuật mô phỏng ......................................................................................21
2.4.2 Kết quả mô phỏng .........................................................................................26
2.4.3 Code mô phỏng .............................................................................................30
Chương 3 Điều chế thích ứng .......................................................................................32
3.1 Giới thiệu..............................................................................................................33
3.2 Mô hình hệ thống..................................................................................................33
3.3 Các phương pháp điều chế thích ứng ....................................................................34
3.3.1 Phương pháp thích ứng công suất và tốc độ liên tục.......................................35
3.3.2 Phương pháp thích ứng công suất liên tục, tốc độ rời rạc ...............................38
3.3.3 Đảo kênh truyền với tốc độ cố định ...............................................................42
3.3.4 Đảo kênh truyền với tốc độ rời rạc.................................................................46v
3.3.5 Phương pháp thích ứng công suất rời rạc, tốc độ rời rạc.................................47
3.4 Khoảng thời gian fading trung bình ......................................................................52
3.5 Xác suất lỗi trung bình của phương pháp thích ứng công suất liên tục, tốc độ rời
rạc...................................................................................................................................53
3.5.1 Tính toán lý thuyết.........................................................................................53
3.5.2 Giải thuật mô phỏng và kết quả .....................................................................54
3.6 Ước lượng kênh truyền trễ và lỗi ..........................................................................56
3.7 Điều chế thích ứng tổng quát ................................................................................59
3.7.1 Thích ứng với công suất và tốc độ liên tục.....................................................59
3.7.2 Thích ứng tỷ số tín hiệu trên nhiễu trung bình................................................62
3.8 Code mô phỏng.....................................................................................................67
Chương 4 Điều chế thích ứng kết hợp tổ hợp phân tập ..............................................71
4.1 Giới thiệu..............................................................................................................72
4.2 Điều chế thích ứng kết hợp tổ hợp phân tập ..........................................................75
4.2.1 Mô hình tín hiệu và kênh truyền ....................................................................75
4.2.2 Mô hình AMDC lợi về băng thông ................................................................75
4.2.3 Mô hình AMDC lợi về công suất...................................................................77
4.2.4 Mô hình AMDC lợi về băng thông và công suất ............................................78
4.3 Phương pháp AMDC option 2 ..............................................................................81
Chương 5 Ảnh hưởng của kênh hồi tiếp không lý tưởng lên chất lượng của hệ
thống điều chế thích ứng ..............................................................................................84
5.1 Giới thiệu..............................................................................................................85
5.2 Ước lượng lỗi trên kênh hồi tiếp ...........................................................................86
5.3 Lỗi đường hồi tiếp trong hệ thống điều chế thích ứng ...........................................88
5.4 Lỗi đường hồi tiếp trong hệ thống điều chế thích ứng kết hợp phân tập AMDC
option 2 ..........................................................................................................................93
5.4.1 Bù lỗi hồi tiếp................................................................................................93
5.4.2 Giải thuật mô phỏng và kết quả ...................................................................106
5.4.3 Code mô phỏng ...........................................................................................114
Chương 6 Kết luận và hướng phát triển của đề tài...................................................121
6.1 Kết luận..............................................................................................................121
6.2 Hướng phát triển của đề tài.................................................................................121
Tài liệu tham khảo......................................................................................................122
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phivi
Danh Sách Hình Vẽ
Chương 1
Hình 1.1 Phân bố Rayleigh.......................................................................................5
Hình 1.2 Phân bố Rician. .........................................................................................6
Hình 1.3 Phân bố Nakagami-m. ...............................................................................8
Chương 2
Hình 2.1 Các hiện tượng xảy ra trong quá trình truyền sóng vô tuyến....................11
Hình 2.2 Sơ đồ mô phỏng cho kênh AWGN. ...........................................................21
Hình 2.3 Sơ đồ mô phỏng cho kênh truyền fading...................................................22
Hình 2.4 Phương pháp tạo kênh Rayleigh. .............................................................22
Hình 2.5 Phương pháp tạo kênh Rician. .................................................................25
Hình 2.6 Phương pháp tạo kênh Nakagami-m. .......................................................26
Hình 2.7 Kênh truyền AWGN với M=4...................................................................27
Hình 2.8 Kênh truyền AWGN với M=8...................................................................27
Hình 2.9 Kênh truyền Rayleigh cho tín hiệu MQAM với M=4, M=16 và M=64. ....28
Hình 2.10 Kênh truyền Rician cho tín hiệu MQAM.................................................29
Hình 2.11 Kênh truyền Nakagami cho tín hiệu MQAM...........................................29
Chương 3
Hình 3.1 Mô hình hệ thống.....................................................................................34
Hình 3.2 Hiệu suất phổ trong kênh truyền log-normal............................................39
Hình 3.3 Hiệu suất phổ trong kênh truyền Rayleigh. ..............................................39
Hình 3.4 Kênh Rayleigh. Mỗi giá trị SNR chỉ có tương ứng một giá trị thỏa
(3.20)..............................................................................................................................43
Hình 3.5 Kênh log-normal. Mỗi giá trị SNR chỉ có tương ứng một giá trị
thỏa (3.20). .....................................................................................................................44
Hình 3.6 Mỗi giá trị SNR chỉ có tương ứng một giá trị để cực đại hiệu suất
phổ. ................................................................................................................................45
Hình 3.7 Hiệu suất phổ của các phương pháp thích ứng khác nhau, kênh truyền
Rayleigh..........................................................................................................................45
Hình 3.8 Kiểu thích ứng công suất liên tục tốc độ rời rạc, kênh truyền lognormal. ...........................................................................................................................47
Hình 3.9 Kiểu thích ứng công suất liên tục, tốc độ rời rạc, kênh truyền Rayleigh. ..48
Hình 3.10 Kiểu thích ứng công suất và tốc độ rời rạc, kênh truyền log-normal. .....49vii
Hình 3.11 Kiểu thích ứng công suất và tốc độ rời rạc, kênh truyền Rayleigh..........49
Hình 3.12 Hiệu suất phổ với các kiểu thích ứng khác nhau, kênh truyền lognormal. ...........................................................................................................................51
Hình 3.13 Hiệu suất phổ với các kiểu thích ứng khác nhau, kênh truyền Rayleigh..51
Hình 3.14 Giải thuật mô phỏng ..............................................................................55
Hình 3.15 Xác suất lỗi trong kênh truyền log-normal. ............................................56
Hình 3.16 Xác suất lỗi trong kênh truyền Rayleigh.................................................56
Hình 3.17 Ảnh hưởng của ước lượng lỗi lên BER...................................................58
Hình 3.18 Ảnh hưởng của ước lượng trễ lên BER...................................................59
Hình 3.19 Các biên xác suất lỗi khác nhau cho tín hiệu MPSK. .............................62
Hình 3.20 Thích ứng công suất cho các biên xác suất lỗi khác nhau của tín hiệu
MPSK. ............................................................................................................................64
Hình 3.21 Giá trị tối ưu của . ...............................................................................66
Hình 3.22 Hiệu suất phổ của một số kiểu thích ứng khác nhau...............................67
Chương 4
Hình 4.1 Mô hình AMDC lợi về băng thông. ..........................................................77
Hình 4.2 Mô hình AMDC lợi về công suất..............................................................79
Hình 4.3 Mô hình AMDC lợi về băng thông và công suất.......................................80
Chương 5
Hình 5.1 Mô hình kênh truyền cho hệ thống điều chế thích ứng..............................85
Hình 5.2 Mô hình kênh truyền cho hệ thống điều chế thích ứng kết hợp phân tập...86
Hình 5.3 Giá trị của ngưỡng 2 và 3 theo ngưỡng 1.................................................90
Hình 5.4 Giá trị có thể đạt được của xác suất lỗi....................................................91
Hình 5.5 Hiệu suất phổ của hệ thống điều chế thích ứng. .......................................91
Hình 5.6 Giải thuật mô phỏng của hệ thống điều chế thích ứng trong trường hợp
có lỗi trên kênh hồi tiếp. .................................................................................................92
Hình 5.7 Giải thuật bù lỗi cho phương pháp AMDC option 2.................................95
Hình 5.8 Cách tính cận cho trường hợp . .......................................................99
Hình 5.9 Cách tính cận cho trường hợp . .......................................................99
Hình 5.10 Cách tính cận cho trường hợp . ..............................................98
Hình 5.11 Giải thuật mô phỏng cho hệ thống điều chế thích ứng kết hợp tổ hợp
phân tập........................................................................................................................108
Hình 5.12 Số đường kết hợp cho hệ thống điều chế thích ứng kết hợp tổ hợp phân
tập. ...............................................................................................................................109
Hình 5.13 Hiệu suất phổ cho hệ thống điều chế thích ứng kết hợp tổ hợp phân
tập. ...............................................................................................................................110
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiviii
Hình 5.14 Xác suất lỗi cho hệ thống điều chế thích ứng kết hợp tổ hợp phân tập..111
Hình 5.15 Xác suất lỗi lý thuyết của hệ thống điều chế thích ứng kết hợp tổ hợp
phân tập........................................................................................................................111
Hình 5.16 Hình ảnh trước khi truyền....................................................................112
Hình 5.17 Hình ảnh thu được khi kênh hồi tiếp lý tưởng.......................................112
Hình 5.18 Hình ảnh thu được khi không bù lỗi hồi tiếp.........................................113
Hình 5.19 Hình ảnh thu được khi có bù lỗi hồi tiếp. .............................................113ix
Danh Sách Bảng Biểu
Chương 3
Bảng 3.1 Tính toán thích ứng công suất và tốc độ cho 5 vùng. ..........................40
Bảng 3.2 Thời gian fading trung bình cho từng vùng, kênh truyền Rayleigh. ..52
Chương 5
Bảng 5.1 Xác suất chuyển tiếp cho kênh truyền Rayleigh với các giá trị BER
trung bình khác nhau. ..................................................................................................88
.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phix
Danh mục từ viết tắt
BPSK Binary Phase Shift Keying
QPSK Quadrature Phase Shift Keying
QAM Quadrature Amplitude Modulation
MPAM Pulse-Amplitude Modulation
MPSK Multiple Phase Shift Keying
MQAM Multiple Quadrature Amplitude Modulation
BER Bit Error Ratio
CSI Channel State Information
LOS Line-Of-Sight
AWGN Additive White Gaussian Noise
ARMA Autoregression and Moving Average
SNR Signal-to-Noise Ratio
MGF Moment-Generating Function
GSM Global System for Mobile Communications
EGPRS Enhanced General Packet Radio Service
CDMA Code Division Multiple Access
WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access
SC Selection Combining
MRC Maximal Ratio Combining
EGC Equal Gain Combining
SSC Switch-And-Stay Combining
GSC Generalized Selection Combining
AT-GSC Absolute Threshold Generalized Selection Combining
NT-GSC Normalized Threshold Generalized Selection Combining
MS-GSC Minimum Selection Generalized Selection Combining
AMDC Adaptive Modulation and Diversity Combining
IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
MEDS Method of Exact Doppler SpreadGVHD: HOÀNG ĐÌNH CHIẾN 1
Chương 1 Giới thiệu chung
Nội dung
1.1 Giới thiệu
1.2 Một số loại kênh truyền
1.2.1 Kênh truyền Rayleigh
1.2.2 Kênh truyền Rician
1.2.3 Kênh truyền Nakagami
1.1 Giới thiệu
Điều chế thích ứng có được những ứng dụng rất rộng rãi trong thực tế do mang lại
tốc độ truyền dữ liệu cao. Có thể thấy ở một một số chuẩn vô tuyến như IEEE 802.11a,
mã hóa và điều chế biến đổi tốc độ được dùng với kiểu điều chế thay đổi từ BPSK,
QPSK, 16QAM và 64QAM và làm cho tốc độ dữ liệu cực đại là 54Mbps trên mỗi
kênh truyền. Cũng có thể thấy điều chế MQAM được dùng trong mạng Ad Hoc. Mạng
không dây Ad Hoc là một tập hợp các điểm kết nối di động không dây tự cấu hình
thành một mạng không dây mà không cần sự trợ giúp của một cơ sơ hạ tầng thiết lập
sẵn. Ngoài ra ta cũng có thể thấy ứng dụng của hệ thống điều chế thích ứng với tín
hiệu MQAM trong WiMAX.
Điều chế thích ứng yêu cầu bộ phát phải biết được trạng thái của kênh truyền và điều
này yêu cầu bộ thu ước lượng kênh truyền sau đó gửi thông tin này cho bên phát để
lựa chọn kiểu điều chế thích hợp.
Điều chế thích ứng là một giải pháp hiệu quả cho truyền dẫn tin cậy và mang lại
hiệu quả về băng thông. Hầu hết những nghiên cứu về điều chế thích ứng trước đây
đều giả sử kênh truyền hồi tiếp không có lỗi để dễ phân tích. Tuy nhiên trong hoàn
cảnh thực tế, điều giả sử lí tưởng này không hợp lí, ví dụ phương pháp kiểm soát lỗi đủ
mạnh không thể thực hiện trên kênh truyên hồi tiếp vì kênh hồi tiếp có hạn chế về
băng thông và tốc độ. Khi lỗi hồi tiếp xuất hiện, máy phát sẽ dùng kiểu điều chế khác
so với kiểu điều chế mà máy thu đã chọn. Trong trường hợp này cho dù máy thu có thể
biết được kiểu điều chế sẽ thu nhờ phần đầu của đoạn dữ liệu được truyền và cấu hình
lại bộ thu cho tương ứng, xác suất lỗi tức thời của hệ thống có thể trở nên không chấp
nhận được. Gần đây đã có một số nghiên cứu về ảnh hưởng của kênh hồi tiếp không lí
tưởng lên chất lượng của hệ thống và một số phương pháp phát hiện lỗi hồi tiếp được
đưa ra nhằm làm giảm sự suy giảm chất lượng và hạn chế vùng gián đoạn do lỗi đường
hồi tiếp. Trong luận văn này, phương pháp được dùng là sử dụng phân tập thu thích
ứng để bù cho sự suy giảm chất lượng hệ thống do kênh truyền hồi tiếp không lí tưởng.Chương 1 Giới thiệu chung
GVHD: HOÀNG ĐÌNH CHIẾN 3
Với sự phát triển gần đây của kĩ thuật kết hợp phân tập như tổ hợp chọn lựa suy
rộng GSC (Generalized Selection Combining), tổ hợp chọn lựa tối thiểu MS-GSC
(Minimum Selection-GSC), và tổ hợp tỉ số cực đại kết hợp ngưỡng ngõ ra (Output
threshold-maximum ratio combining), có một số mô hình kết hợp giữa tổ hợp phân tập
và điều chế thích ứng AMDC (Adaptive Modulation and Dirversity Combining) được
đề xuất và nghiên cứu để cải thiện hiệu suất phổ của hệ thống nhiều hơn dưới cùng
điều kiện về xác suất lỗi. Với mô hình AMDC, máy thu quyết định kiểu điều chế thích
hợp và cấu trúc tổ hợp phân tập dựa trên chất lượng kênh truyền và yêu cầu về xác
suất lỗi.
Luận văn này cũng sẽ xem ảnh hưởng của kênh hồi tiếp không lí tưởng và làm giảm
nhẹ ảnh hưởng của nó trong điều kiện của hệ thống AMDC. Cụ thể là giả sử lỗi hồi
tiếp gây nên kiểu điều chế thích ứng dùng cho máy phát là khác so với kiểu được chọn
bởi máy thu sau khi máy thu ước lượng kênh truyền. Trong trường hợp có lỗi hồi tiếp,
máy thu có thể nhận dạng chính xác kiểu điều chế thực sự dùng để truyền ban đầu và
thực hiện cấu trúc lại bộ giải điều chế tương ứng. Trước tiên ta đánh giá ảnh hưởng
của lỗi kênh hồi tiếp lên chất lượng của hệ thống AMDC. Sau đó, ta điều chỉnh số
đường phân tập ở máy thu để làm giảm sự suy giảm chất lượng hệ thống do lỗi và tiết
kiệm thêm công suất sử dụng qua việc hạn chế các đường phân tập được dùng.
Trong trường hợp nhất định, máy thu có thể kết hợp nhiều đường hơn nếu có thể để
bù cho việc xác suất lỗi BER tăng khi máy phát chuyển dữ liệu ở kiểu điều chế cao
hơn kiểu được chọn bởi máy thu. Mặt khác, máy thu có thể dùng ít đường hơn để tiết
kiệm năng lượng xử lí khi kiểu điều chế được dùng thấp. Vì thế số đường kết hợp có
thể thay đổi thích ứng tùy thuộc vào đặc tính lỗi của kênh hồi tiếp. Ta nghiên cứu ảnh
hưởng của phương pháp bù lỗi này bằng việc phân tích số đường kết hợp trung bình,
hiệu suất phổ trung bình và xác suất lỗi BER trung bình của mô hình điều chế thích
ứng kết hợp tổ hợp phân tập AMDC. Việc bù lỗi có thể chấp nhận với sự mất mát về
mặt năng lượng xử lí và hiệu suất phổ so với trường hợp không bù.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiChương 1 Giới thiệu chung
GVHD: HOÀNG ĐÌNH CHIẾN 4
Phần tiếp theo trong chương này giới thiệu về ba loại kênh truyền fading cơ bản mà sẽ
nói đến trong các chương sau. Chương 2 sẽ trình bày cụ thể đặc tính của ba loại kênh
truyền này và phương pháp mô phỏng. Chương 3 sẽ trình bày hệ thống điều chế thích
ứng, trong đó các phương pháp thích ứng được thực hiện dựa trên các loại kênh truyền
này. Chương 4 trình bày sơ lược về một số phương pháp phân tập. Chương 5 sẽ đánh
giá chẩt luợng của hệ thống điều chế thích ứng khi có lỗi hồi tiếp và trình bày phương
pháp điều chế thích ứng kết hợp tổ hợp phân tập AMDC và giải thuật bù lỗi, so sánh
kết quả bù lỗi với trường hợp không bù lỗi và thực hiện truyền một đoạn âm thanh và
một bức hình để có thể đánh giá khách quan và chủ quan. Chương 6 sẽ kết luận về kết
quả đạt được và hướng phát triển của đề tài
Hình 5.11 vẽ giải thuật mô phỏng cho hệ thống điều chế thích ứng kết hợp tổ hợp
phân tập lựa chọn số đường tối thiểu trong trường hợp có bù lỗi cho kênh hồi tiếp.
Trong trường hợp không bù lỗi cho kênh hồi tiếp thì phương pháp mô phỏng chỉ khác
ở bước tính lại đường phân tập. Nếu không bù lỗi thì ta không cần thực hiện bước này.
Trong luận văn này phần tính toán lý thuyết sẽ dừng lại ở các công thức chứ không
tính cụ thể.
Hình 5.12 vẽ kết quả mô phỏng số đường tổ hợp trung bình cho trường hợp
và , và . Hình 5.13 và hình 5.14 vẽ kết
quả mô phỏng hiệu suất phổ trung bình và xác suất lỗi trung bình. Ta có thể thấy với
trường hợp , thì cả hiệu suất phổ và số đường tổ hợp trung
bình đều không thay đổi đáng kể nhưng xác suất lỗi trung bình giảm đến khoảng
trong vùng tỷ số tín hiệu trên nhiễu SNR thấp. Điểm tương tự như hệ thống điều chế
thích ứng và không có kết hợp tổ hợp phân tập là vùng rớt, vùng mà chất lượng của hệ
thống về mặt xác suất lỗi, càng rộng khi lỗi trên đường hồi tiếp càng lớn. Khi mức
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: