Kết quả mô phỏng tách sóng

CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG Sau đây là chương trình mô phỏng, chương trình được viết bằng phần mềm Matlab 7.0 . Nội dung mô phỏng chủ yếu đề cập đến các phương pháp tách sóng đa truy cập của hai kênh CDMA đồng bộ và bất đồng bộ. I. GIẢI THUẬT CHƯƠNG TRÌNH Giải thuật DEC Từ Matlab tính chuỗi y=(y1,…………,yk) là chuỗi bit đã qua bộ lọc Match_filter, đồng thời cũng tính ma trận R. Lấy các bit thứ nhất của K người gán vào mảng y, suy ra y=(y11,…………,y1k). Nhập ma trận R đã tính ở trên. Gọi chương trình con nhân ma trận tính nmt=(R*y). Gọi chương trình con tính b_s=sgn(nmt).Gán b_s[1] vào result. Quay lại vòng lặp lấy bit thứ hai y=(y21,….,y2k) của k user và cứ thế tiếp tục cho đến bit thứ n của K user. Sau đó lại gán vào result. So sánh mảng b1 và result rút ra số lỗi bit lỗi và tính ber. Giải thuật MMSE Tương tự như giải thuật DEC ngoại trừ ma trận R được thay bằng ma trận cũng được tính từ Matlab. II. GIAO DIỆN MÔ PHỎNG Giao diện trực quan bằng cách đưa chuỗi bit nhị phân đưa qua kênh truyền CDMA. Sau đó, ta trình bày kết quả tại các bộ tách sóng đã khảo sát trong các chương ở trên. Đầu tiên là trang giao diện chính. Hình 5.1 : Giao diện chính . Nếu bấm vào nút EXIT thì chúng ta sẽ thoát khỏi chương trình mô phỏng. Sau khi bấm vào nút NEXT, sẽ xuất hiện giao diện tách sóng . Hình 5.2 : Giao diện tách sóng . Giao diện này gồm có: Các những phương pháp tách sóng đã được nghiên cứu trong chương trình mô phỏng này. ¨ Nút BACK giúp ta quay lại trang giao diện chính hình 5.1. ¨ Nút EXIT để kết thúc chương trình mô phỏng. ¨ Nút ĐỒNG BỘ dẫn ta vào trang giao diện thực hiện các bộ thu tách sóng kênh CDMA đồng bộ như hình 5.3. ¨ Nút BẤT ĐỒNG BỘ dẫn ta vào trang giao diện thực hiện các bộ thu tách sóng kênh CDMA bất đồng bộ như hình 5.5. Hình 5.3 : Giao diện tách sóng đồng bộ . Bên phải màn hình trình bày đồ BER theo SNR . Bên trái màn hình là phần để nhập thông số như sau : ¨ Ô “Phương pháp truyền” giúp chúng ta chọn một trong các phương pháp sau: các bộ tách sóng tuyến tính (DEC và MMSE) . ¨ Ô “Bậc chuỗi m” để nhập giá trị m, nên nhập m = 5, 6 để có được chuỗi ngẫu nhiên tốt. ¨ Ô “Chuỗi trải phổ” hiển thị chuỗi trải phổ là “chuỗi Gold” được dùng trong chương trình. ¨ Ô ” Số user” để nhập số user truy cập vào hệ thống, nên chọn số user từ 2à 10 để thuận lợi cho việc mô phỏng. ¨ Ô “Số bit truyền” là số bit cần xử lý ở bộ phát , trong giao diện này , việc nhập số bit truyền chỉ để phục vụ cho công việc vẽ đồ thị BER. ¨ Ở đây ta chỉ nghiên cứu hai loại nhiễu là nhiễu Gausian và nhiễu đa truy cập (MAI). Khi ta click vào nút “PLOT BER” ta được giao diện vẽ đồ thị BER như sau : Hình 5.4 : Giao diện vẽ BER của bộ tách sóng Giải tương quan đồng bộ Phía dưới màn hình bao gồm các nút giúp ta thoát chương trình, trở lại giao diện trước , mô phỏng BER . Tương tự như trên , sau khi bấm vào nút “ BẤT ĐỒNG BỘ” trên giao diện hình 5.2 thì ta sẽ được hình sau : Hình 5.5 : Giao diện tách sóng bất đồng bộ . Bên phải màn hình trình bày đồ BER theo SNR . Bên trái màn hình là phần để nhập thông số: ¨ Ô “Phương pháp truyền” giúp chúng ta chọn một trong các phương pháp sau : các bộ tách sóng tuyến tính (DEC và MMSE) . ¨ Ô “Bậc chuỗi m” để nhập giá trị m , nên nhập m= 5, 6 để có được chuỗi ngẫu nhiên tốt . ¨ Ô “Chuỗi trải phổ” hiển thị chuỗi trải phổ là “chuỗi Gold” được dùng trong chương trình. ¨ Ô ” Số user” để nhập số user truy cập vào hệ thống , nên chọn số user từ 2à 10 để thuận lợi cho việc mô phỏng. ¨ Ô “Số bit truyền” là số bit cần xử lý ở bộ phát , trong giao diện này , việc nhập số bit truyền chỉ để phục vụ cho công việc vẽ đồ thị BER. ¨ Ô “Hệ số M” ta nhập vào hệ số M của kênh bất đồng bộ. ¨ Ở đây ta chỉ nghiên cứu hai loại nhiễu là nhiễu Gausian và nhiễu đa truy cập (MAI). Khi ta click vào nút “PLOT BER” ta được giao diện vẽ đồ thị BER như sau : Hình 5.6 : Giao diện vẽ BER của bộ tách sóng Giải tương quan bấtđồng bộ Phía dưới màn hình bao gồm các nút giúp ta thoát chương trình , trở lại giao diện trước , mô phỏng BER . Điểm khác biệt ở kênh bất đồng bộ so với kệnh đồng bộ là cần nhập thêm “ Hệ số M”, để có độ dài frame truyền là (2M+1). 1. So sánh độ lợi khi sử dụng các bộ tách sóng trong kênh đồng bộ Thông số mô phỏng : ¨ Số bit truyền : n = 100.000 bit. ¨ Số user: K = 5. ¨ Chuỗi trải phổ: chuỗi Gold. ¨ Bậc chuỗi m=5à hệ số trải phổ N=31. ¨ Sử dụng các bộ tách sóng kinh điển và giải tương quan . Hình 5.7 : Đồng bộ – Biểu diễn BER theo SNR , 5 user , 100000bit Nhận xét : Bộ tách sóng giải tương quan đã đạt được xác suất lỗi thấp hơn so với bộ tách sóng kinh điển . Đây cũng là nền tảng để ta có thể tin tưởng rằng dùng bộ tách sóng giải tương quan thì tốt hơn dùng bộ tách sóng kinh điển . Thông số mô phỏng : ¨ Số bit truyền : n = 100.000 bit. ¨ Số user: K = 5. ¨ Chuỗi trải phổ: chuỗi Gold. ¨ Bậc chuỗi m=5à hệ số trải phổ N=31. ¨ Sử dụng các bộ tách sóng kinh điển và MMSE . Hình 5.8 : Đồng bộ – Biểu diễn BER theo SNR , 5 user , 100000bit Nhận xét : Bộ tách sóng MMSE đã đạt được xác suất lỗi thấp hơn so với bộ tách sóng kinh điển . Đây cũng là nền tảng để ta có thể tin tưởng rằng dùng bộ tách sóng MMSE thì tốt hơn dùng bộ tách sóng kinh điển . 2. So sánh độ lợi khi sử dụng các bộ tách sóng trong kênh bất đồng bộ Do đặc tính của các bộ thu bất đồng bộ, khả năng xử lý bằng mô phỏng rất lâu nên ta chỉ khảo sát với số bit là n = 50.000 . Ứng với thông số ở trên, ta thấy các bộ tách sóng tuyến tính có khả năng triệt MAI như nhau . Thông số mô phỏng : ¨ Số bit truyền : n = 50.000 bit. ¨ Số user : K = 5. ¨ Chuỗi trải phổ: chuỗi Gold. ¨ Bậc chuỗi m = 5à hệ số trải phổ N=31. ¨ Sử dụng các bộ tách sóng kinh điển và giải tương quan . Hình 5.9 : Bất đồng bộ – Biểu diễn BER theo SNR , 5 user ,50000bit Nhận xét : Bộ tách sóng giải tương quan trong kênh bất đồng bộ đã đạt được xác suất lỗi tương đối thấp hơn so với bộ tách sóng kinh điển . Đây cũng là nền tảng để ta có thể tin tưởng rằng dùng bộ tách sóng giải tương quan thì tốt hơn dùng bộ tách sóng kinh điển Thông số mô phỏng : ¨ Số bit truyền : n = 50.000 bit. ¨ Số user : K = 5. ¨ Chuỗi trải phổ : chuỗi Gold. ¨ Bậc chuỗi m = 5à hệ số trải phổ N=31. ¨ Sử dụng các bộ tách sóng kinh điển và MMSE . Hình 5.10 : Bất đồng bộ – Biểu diễn BER theo SNR , 5 user ,50000bit Nhận xét : Bộ tách sóng MMSE trong kênh bất đồng bộ đã đạt được xác suất lỗi tương đối thấp hơn so với bộ tách sóng kinh điển . Đây cũng là nền tảng để ta có thể tin tưởng rằng dùng bộ tách sóng MMSE thì tốt hơn dùng bộ tách sóng kinh điển KẾT LUẬN : Do thời gian nghiên cứu có hạn đề tài chỉ quan tâm đến nhiễu đa truy cập , nhiễu Gaussian và các phương pháp khắc phục mà không quan tâm đến các loại nhiễu khác như Fading . Trình bày kết quả mô phỏng bằng Matlab cho các phương pháp tách sóng đa truy cập của các kênh CDMA đồng bộ và bất đồng bộ. Giao diện mô phỏng sẽ là một trực quan về quá trình xử lý của các phương pháp , các kết quả truyền hình ảnh, audio, văn bản qua mạng CDMA , hay các đường biểu diễn BER . Nhờ đó , ta có một cái nhìn tổng quan và đầy đủ về vấn đề triệt nhiễu MAI bằng các biện pháp tách sóng đa truy cập . Qua những kết quả và nhận xét rút ra từ quá trình mô phỏng có thể kết luận rằng các bộ tách sóng đa truy cập có khả năng cải thiện BER của hệ thống CDMA rất nhiều. Mỗi phương pháp có nhiều ưu khuyết điểm riêng , tuỳ từng phương pháp ứng dụng trong mỗi điều kiện sẽ cho ta kết quả tốt nhất có thể. Với các ưu điểm của các bộ tách sóng với ưu điểm của công nghệ trải phổ chúng ta hoàn toàn tin tưởng rằng công nghệ CDMA sẽ là một công nghệ đi hàng đầu trong lĩnh vực truyền thông vô tuyến đa phương tiện.