Tài liệu Ứng dụng bộ mã ldpc vào hệ thống mimo

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN VIỄN THÔNG -------------------- TÓM TẮT LUẬN VĂN CAO HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÃ LDPC VÀO HỆ THỐNG MIMO TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2010 MỤC LỤC 1. Lời mở đầu ....................................................................................................... 1 2. Đặt vấn đề ........................................................................................................ 2 3. Giải quyết vấn đề ............................................................................................. 3 4. Kết quả mô phỏng ............................................................................................ 4 5. 4.1. Sơ đồ khối hệ thống mô phỏng .................................................................. 4 4.1. Kênh truyền COST207 .............................................................................. 4 4.2. Các kết quả mô phỏng: .............................................................................. 6 4.2.1. Lưu đồ thuật toán cho quá trình mô phỏng: ........................................ 6 4.2.2. Một số kết quả mô phỏng: .................................................................. 8 Kết luận ......................................................................................................... 24 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Ứng dụng bộ mã LDPC vào hệ thống MIMO 1. Lời mở đầu Hệ thống thông tin di động thương mại được đưa vào ứng dụng tại Mỹ năm 1946, sử dụng băng tần 150MHz, với khoảng cách kênh là 60KHz và số lượng kênh bị hạn chế là 3 kênh. Đó là hệ thống bán song công (người bên này không thể nói trong khi người kia đang nói và cuộc thoại được kết nối bằng nhân công). Các hệ thống điện thoại thế hệ đầu sử dụng công nghệ tương tự và người ta gọi là các hệ thống 1G, được giới thiệu vào năm 1980. Vì thế nên không tránh khỏi những khuyết điểm: dung lượng thấp, kỹ thuật chuyển mạch tương tự, xác suất rớt cuộc gọi cao, khả năng handoff (chuyển cuộc gọi giữa các tế bào) ko tin cậy, chất lượng âm thanh không tốt, không có chế độ bảo mật v.v… Sau đó, công nghệ 2G ra đời với sự xuất hiện các điện thoại kỹ thuật số với sóng Digital. Thế hệ thứ hai của mạng di động chính thức ra mắt trên chuẩn GSM của Hà Lan, do công ty Radiolinja (nay là một bộ phận của Elisa) triển khai vào năm 1991. Tùy thuộc vào hình thức ghép kênh được sử dụng mà Công nghệ 2G được chia thành 2 dòng chuẩn: đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA (Time Division Mutiple Access), và đa truy cập phân chia theo mã CDMA (Code Division Multiple Access). Nó khắc phục được các hạn chế của thế hệ 1G nhưng vẫn không thỏa mãn được nhu cầu ngày càng lớn của con người. Vì thế nên thế hệ di động thứ 3 ra đời. Công nghệ 3G cung cấp cho khách hàng tốc độ dữ liệu cao, phạm vi dịch vụ lớn như thông tin thoại, điện thoại truyền hình (videophone) và truy cập internet với tốc độ cao. Năm 2001, Nhật Bản là nước đầu tiên đưa 3G vào khai thác thương mại một cách rộng rãi. Hiện nay, ở Việt Nam đã và đang triển khai các dịch vụ mạng 3G trên mọi miền đất nước và đang tiến đên công nghệ truyền thông không dây thế hệ thứ 4 4G. Nhu cầu về dung lượng trong hệ thống thông tin di động không dây như thông tin di động, internet hay các dịch vụ đa phương tiện đang tăng lên nhanh chóng trên phạm vi toàn thế giới. Tuy nhiên phổ tần vô tuyến lại hạn hẹp, do vậy muốn tăng dung GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên -1- HVTH: Nguyễn Thị Hậu Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Ứng dụng bộ mã LDPC vào hệ thống MIMO lượng ta bắt buộc phải tăng hiệu quả sử dụng phổ tần. Một hệ thống có nhiều anten cả ở máy phát lẫn máy thu được đề suất. Mục đích sử dụng hiệu quả phổ tần là đặc điểm nổi bật của hệ thống MIMO. Nếu như giả sử việc truyền dẫn là lý tưởng thì hiệu quả sử dụng phổ tần tăng gần như là tuyến tính với số lượng anten. Ngoài ra, khi truyền tin trong các kênh đặc biệt là các kênh có nhiễu thì vấn đề chúng ta cần phải quan tâm là làm thế nào để tăng độ chính xác của việc truyền tin tức là làm cho sai nhầm xảy ra là tối thiểu, vấn đề này được cải tiến bằng cách mã hóa. Có nhiều loại mã khác nhau và chúng ngày càng được ứng dụng vào các hệ thống di động với mục đích chung là hiệu suất truyền tin và tăng độ tin cậy của hệ thống truyền tin cũng như tăng tính bảo mật của hệ thống. 2. Đặt vấn đề Mã LDPC, hay còn gọi là mã Gallager, được đề xuất bởi Gallager vào năm 1962. Về cơ bản đây là một loại mã khối tuyến tính có ma trận thưa. Bộ mã LDPC được xem như là bộ mã sửa lỗi tốt đạt đến gần giới hạn Shannon. Trong thời gian sau này người ta càng khám phá ra khả năng kiểm soát lỗi rất cao của chúng. Vì thế mã LDPC có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng thực tế như thông tin vô tuyến và lưu trữ dữ liệu. Mặt khác trong thông tin di động, fading làm chất lượng của tín hiệu xấu đi. Một trong những phương pháp được dùng để hạn chế ảnh hưởng của fading là kỹ thuật phân tập-diversity. Trong hệ thống thông tin di động, kỹ thuật phân tập được sử dụng rộng rãi để hạn chế ảnh hưởng của fading tia, tăng độ tin cậy của việc truyền tin mà mà không phải gia tăng công suất phát hay băng thông. Về nguyên tắc, kỹ thuật này có thể áp dụng cho cả phía trạm gốc lẫn máy đầu cuối di động, với một số vấn đề giải quyết khác nhau. Kỹ thuật phân tập được sử dụng hầu hết trong các hệ thống thông tin vô tuyến để đạt được mức chất lượng mong muốn. Với phân tập phát, nhiều anten được dùng tại phía phát, các bản tin được xử lý tại bộ phát và truyền đi bằng nhiều anten khác nhau. Phân tập phát giúp giảm công suất xử lý của bộ thu, dẫn đến cấu trúc hệ thống thu đơn giản, giảm công suất tiêu thụ và giảm chi GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên -2- HVTH: Nguyễn Thị Hậu Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Ứng dụng bộ mã LDPC vào hệ thống MIMO phí. Phân tập phát cũng được sử dụng trong thông tin di động với nhiều anten phát tại trạm gốc. Điều này giúp nâng cao chất lượng, cũng như giải quyết được yêu cầu phân tập thu tại máy thu. Để cải thiện hơn nữa về hiệu suất sửa lỗi, giảm ảnh hưởng của nhiễu và fading, nâng cao chất lượng tín hiệu tại đầu thu, dựa vào những kỹ thuật được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống thông tin không dây ngày nay, đề xuất một mô hình truyền mới trong đó có sự kết hợp của mã LDPC vào hệ thống MIMO. Từ đây tiến hành phân tích, đánh giá hiệu quả của hệ thống mới này. Vì vậy nên em chọn đề tài là: “Ứng dụng bộ mã LDPC vào hệ thống MIMO”. 3. Giải quyết vấn đề Trước hết đi vào tìm hiểu lý thuyết cơ bản về kênh truyền vô tuyến, hệ thống MIMO. Sau đó tìm hiểu về bộ mã LDPC và hai giải thuật giải mã lặp đó là giải thuật truyền thông báo; giải thuật tổng tích. Dựa trên lý thuyết đó và các công trình nghiên cứu trước đây luận văn đề nghị sử dụng mô hình có sự kết hợp của bộ mã LDPC vào hệ thống MIMO. Sau đó sử dụng phần mềm Matlab 7.8 tiến hành mô phỏng thông số BER của hệ thống mới này. Để thấy rõ hơn hiệu quả của việc sử dụng bộ mã LDPC trong hệ thống MIMO, luận văn đã so sánh kết quả mô phỏng này với thông số BER của hệ thống MIMO khi không kết hợp với bộ mã LDPC. Luận văn đã tiến hành thực hiện mô phỏng trong 4 trường hợp: trường hợp 2 ănten phát và 1 ănten thu; trường hợp 4 anten phát 1 anten thu; trường hợp 5 anten phát 1 anten thu; trường hợp 2 anten phát và 2 anten thu. Bộ mã LDPC sử dụng trong mô phỏng là bộ mã LDPC (256,512) bất quy tắc. Trong mỗi trường hợp mô phỏng có sử dụng các kiểu điều chế khác nhau, các kiểu điều chế được sử dụng trong mô phỏng là QPSK, 8PSK, 16PSK, 8QAM, 16QAM, 32QAM, 64QAM. Mặc dù phạm vi còn hạn hẹp nhưng dựa vào những kết quả mô phỏng và thông qua việc so sánh với trường hợp hệ thống không sử dụng bộ mã LDPC luận văn đã thể hiện được hiệu quả của việc sử dụng bộ mã LDPC trong hệ thống MIMO đó là cải thiện hơn GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên -3- HVTH: Nguyễn Thị Hậu Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Ứng dụng bộ mã LDPC vào hệ thống MIMO nữa về hiệu suất sửa lỗi, giảm ảnh hưởng của nhiễu và fading, nâng cao chất lượng tín hiệu tại đầu thu vì vậy nên hiệu suất truyền tin được tốt hơn. 4. Kết quả mô phỏng 4.1. Sơ đồ khối hệ thống mô phỏng Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống mô phỏng Đầu tiên ta sẽ phát một chuỗi dữ liệu ngẫu nhiên, sau đó chúng ta sẽ mã hóa chuỗi nhị phân này bằng bộ mã LDPC. Trong phần điều chế sẽ sử dụng các kiểu điều chế đó là QPSK, 8QAM, 16QAM, 32QAM, 64QAM, 8PSK, 16PSK. Sau khi được điều chế tín hiệu được truyền đến bộ mã hóa Alamouti. Sau đó tín hiệu được truyền trên kênh truyền MIMO, ở đây trong kết quả mô phỏng đã sử dụng kênh truyền COST207. Bộ thu dò tín hiệu và tạo đáp ứng xung kênh. Sau bộ giải mã không gian – thời gian, không gian – tần số, tín hiệu được truyền đến bộ giải mã LDPC và ta sẽ thu được tín hiệu ban đầu. Mã LDPC sử dụng trong mô phỏng là một mã LDPC bất quy tắc, ma trận kiểm tra chẵn lẻ của mã (H) có kích thước là 256x512. Số phần tử 1 trong mỗi cột là 3, ma trận H được tạo ra bằng cách hoán vị cột ngẫu nhiên, và ma trận sinh G được sinh ra từ ma trận H bằng phương pháp khử Gauss. 4.2. Kênh truyền COST207 Trong một kênh vô tuyến, tín hiệu truyền không những bị biến dạng bởi fading đa GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên -4- HVTH: Nguyễn Thị Hậu Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Ứng dụng bộ mã LDPC vào hệ thống MIMO đường mà còn bị lỗi (hay sai lệch) bởi nhiễu nhiệt và chúng ta có thể xem fading như là một nhiễu nhân. Trong phần mô phỏng luận văn sử dụng kênh truyền COST207 – một mô hình được phát triển và chuẩn hóa cho hệ thống GSM. Trong luận văn sẽ sử dụng kiểu kênh truyền COST207, 6 đường TU (typical urban). Các thông số của kênh truyền này được cho trong bảng sau: Bảng 1: Thông số kênh truyền COST207-6TU Delay ( s ) Typical Urban (TU) Fractinal Power Doppler Category 0.0 0.189 CLASS 0.2 0.379 CLASS 0.5 0.239 CLASS 1.6 0.095 GAUS1 2.3 0.061 GAUS2 5.0 0.037 GAUS2  r  1.0s Power delay profile 0.8 COST207BUx6 0.7 Fraction of Power 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.5 1 1.5 GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên 2 2.5 3 Time delay (s) -5- 3.5 4 4.5 5 -6 x 10 HVTH: Nguyễn Thị Hậu Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Ứng dụng bộ mã LDPC vào hệ thống MIMO Hình 2: Trễ công suất trung bình (Power delay profile) của kênh truyền COST207TUx6 4.3. Các kết quả mô phỏng: 4.2.1. Lưu đồ thuật toán cho quá trình mô phỏng: GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên -6- HVTH: Nguyễn Thị Hậu Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Ứng dụng bộ mã LDPC vào hệ thống MIMO Bắt đầu SNR Nguồn tin Mã hóa LDPC Điều chế Kênh MIMO fading Rayleigh AWGN Tạo fading Rayleigh Giải điều chế MIMO Giải điều chế Giải mã LDPC So sánh lỗi N Đếm lỗi SNR max Hiển thị kết quả Y Kết thúc GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên -7- HVTH: Nguyễn Thị Hậu Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Ứng dụng bộ mã LDPC vào hệ thống MIMO Hình 3: Lưu đồ thuật toán mô phỏng Phương pháp mô phỏng được sử dụng là kỹ thuật mô phỏng Monte Carlo. Trong việc tính toán ra tỉ lệ lỗi symbol của hệ thống truyền thông số, kỹ thuật mô phỏng Monte Carlo bao gồm những bước sau:  Đặt số lượng bit cho mỗi mẫu mô phỏng là ít nhất 10 lần nghịch đảo của tỷ số lỗi bit (BER) cần đánh giá (ở đây tối thiểu là 106 bit)  Thiết lập các bộ điều chế, các bộ giải điều chế băng gốc, các bộ mô phỏng kênh truyền.  Thiết lập kênh truyền COST207.  Chạy chương trình mô phỏng và tính toán BER.  Vẽ đồ thị BER/ SNR. Các thông số được sử dụng trong mô phỏng: tốc độ mã hóa ½, kiểu điều chế là BPSK, QPSK, 8PSK, 16PSK, 32PSK, 8QAM, 16QAM, 64QAM. Với các thông số như trên luận văn đã sử dụng phần mềm Matlab 7.8 tiến hành thực hiện mô phỏng thông số BER của hệ thống được đề xuất như trên khi có sử dụng bộ mã LDPC và khi không sử dụng bộ mã LDPC. 4.2.2. Một số kết quả mô phỏng: GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên -8- HVTH: Nguyễn Thị Hậu Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Ứng dụng bộ mã LDPC vào hệ thống MIMO  Trường hợp sử dụng kiểu điều chế QPSK BER for QPSK modulation with Alamouti 2Tx-1Rx 0 10 QPSK QPSK-LDPC -1 10 -2 Bit Error Rate 10 -3 10 -4 10 -5 10 -6 10 0 5 10 15 20 Eb/No, dB 25 30 35 40 Hình 4 BER của hệ thống Alamouti 2 anten phát 1 anten thu có sử dụng bộ mã LDPC trong trường hợp sử dụng kiểu điều chế QPSK Nhận xét: khi có sử dụng bộ mã LDPC thì chất lượng của hệ thống được cải thiện hơn khi không sử dụng bộ mã LDPC. Cụ thể là tại BER=10-3 cải thiện được 3dB so với trường hợp không sử dụng bộ mã LDPC. Điều này cũng thể hiện rõ trong hệ thống sử dụng 2 anten phát 2 anten thu thông qua mô phỏng dưới đây: GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên -9- HVTH: Nguyễn Thị Hậu Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Ứng dụng bộ mã LDPC vào hệ thống MIMO BER for QPSK modulation with Alamouti 2Tx-2Rx 0 10 QPSK QPSK-LDPC -1 10 -2 Bit Error Rate 10 -3 10 -4 10 -5 10 -6 10 0 5 10 15 20 Eb/No, dB 25 30 35 40 Hình 5 BER của hệ thống Alamouti 2 anten phát 2 anten thu có sử dụng bộ mã LDPC trong trường hợp sử dụng kiểu điều chế QPSK Nhận xét: Tương tự như trong trường hợp 2 anten phát 1 anten thu, trong trường hợp 2 anten phát 2 anten thu thì khi có sử dụng bộ mã LDPC thì BER được cải thiện hơn so với trường hợp không sử dụng bộ mã LDPC. Cụ thể là tại BER=10-3 thì cải thiện được khoảng hơn 3dB, còn tại BER=10-4 thì cải thiện được khoảng 4dB. Bảng 2: BER trong trường hợp sử dụng kiểu điều chế QPSK SNR Alamouti21 Alamouti21_LDPC Alamouti22 Alamouti22_LDPC 0 0.208378 0.11835 0.074059 0.0418683 2 0.192856 0.096857 0.0652535 0.028625879 3 0.1812375 0.0773875 0.0596715 0.018668555 4 0.1530955 0.0603409 0.0454605 0.011725 5 0.1264625 0.04623037 0.0376535 0.006934 GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên -10- HVTH: Nguyễn Thị Hậu Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Ứng dụng bộ mã LDPC vào hệ thống MIMO 6 0.101958 0.034213 0.025605 0.00387256 7 0.0801025 0.02493 0.015264 0.0020923 8 0.0613225 0.01774 0.0095865 0.00108174 9 0.0455445 0.0124084 0.0054235 5.5009765625E-4 10 0.0332945 0.0085065 0.0030095 2.630859375E-4 11 0.023789 0.0058141 0.00157 1.19921875E-4 12 0.0169395 0.0038536 7.595E-4 5.576171875E-5 13 0.011715 0.002555 3.5E-4 2.451171875E-5 14 0.0077005 0.0016753 1.74E-4 9.27734375E-6 15 0.0052565 0.0011205 7.75E-5 4.19921875E-6 16 0.003463 7.10546875E-4 3.6E-5 2.24609375E-6 17 0.0022495 4.619140625E-4 1.65E-5 1.171875E-6 18 0.001491 2.849609375E-4 4.5E-6 1.953125E-7 19 9.36E-4 1.806640625E-4 2.0E-6 1.953125E-7 20 6.29E-4 1.1611328125E-4 5.0E-7 9.765625E-8 Giá trị BER của hệ thống có sử dụng bộ mã LDPC còn được cải hiện hơn khi không sử dụng bộ mã LDPC được thể hiện qua các kết quả mô phỏng cho các trường hợp điều khác nhau như sau: GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên -11- HVTH: Nguyễn Thị Hậu Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Ứng dụng bộ mã LDPC vào hệ thống MIMO  Trường hợp sử dụng kiểu điều chế 8PSK : BER for 8PSK modulation with Alamouti 2Tx-2Rx 0 10 8PSK-LDPC 8PSK -1 10 -2 Bit Error Rate 10 -3 10 -4 10 -5 10 -6 10 0 5 10 15 20 Eb/No, dB 25 30 35 40 Hình 6 BER của hệ thống Alamouti 2 anten phát 2 anten thu có sử dụng bộ mã LDPC trong trường hợp sử dụng kiểu điều chế 8PSK  Trường hợp sử dụng kiểu điều chế 16PSK : BER for 16PSK modulation with Alamouti 2Tx-2Rx, 2Tx-1Rx 0 10 Alamouti22-LDPC Alamouti22 -1 10 -2 Bit Error Rate 10 -3 10 -4 10 -5 10 -6 10 0 5 10 15 20 Eb/No, dB 25 30 35 40 Hình 7 BER của hệ thống Alamouti 2 anten phát 2 anten thu có sử dụng bộ mã LDPC trong trường hợp sử dụng kiểu điều chế 16PSK GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên -12- HVTH: Nguyễn Thị Hậu Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Ứng dụng bộ mã LDPC vào hệ thống MIMO  Trường hợp sử dụng kiểu điều chế 8QAM : BER for 8QAM modulation with Alamouti 2Tx-2Rx 0 10 8QAM-LDPC 8QAM -1 10 -2 Bit Error Rate 10 -3 10 -4 10 -5 10 -6 10 0 5 10 15 20 Eb/No, dB 25 30 35 40 Hình 8 BER của hệ thống Alamouti 2 anten phát 2 anten thu có sử dụng bộ mã LDPC trong trường hợp sử dụng kiểu điều chế 8QAM  Trường hợp sử dụng kiểu điều chế 16QAM : BER for 16QAM modulation with Alamouti 2Tx-2Rx 0 10 16QAM-LDPC 16QAM -1 10 -2 Bit Error Rate 10 -3 10 -4 10 -5 10 -6 10 -7 10 0 5 10 15 20 Eb/No, dB 25 30 35 40 Hình 9 BER của hệ thống Alamouti 2 anten phát 2 anten thu có sử dụng bộ mã LDPC trong trường hợp sử dụng kiểu điều chế 16QAM GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên -13- HVTH: Nguyễn Thị Hậu Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Ứng dụng bộ mã LDPC vào hệ thống MIMO MPSK, 2Tx-2Rx, LDPC 0 10 4PSK 8PSK 16PSK -1 10 -2 Bit Error Rate 10 -3 10 -4 10 -5 10 -6 10 0 5 10 15 20 Eb/No, dB 25 30 35 40 Hình 10 So sánh các kiểu điều chế M-PSK trong trường hợp 2 anten phát 2 anten thu Nhận xét: Cùng một hệ thống, khi thay đổi các kiểu điều chế khác nhau thì mức độ cải thiện của hệ thống cũng khác nhau. Cụ thể như trên hình 5.17 thì với kiểu điều chế 4PSK cho ta thông số BER=10-3 khi SNR=7dB, trong khi đó thì với kiểu điều chế 8PSK thì SNR=15dB, 16PSK thì SNR=21dB. Khi ta sử dụng chòm sao phức tạp để điều chế thì ta có được dung lượng của hệ thống cao, nhưng trả giá lại là hệ thống không tốt bằng khi dùng chòm sao có kích thước nhỏ hơn. GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên -14- HVTH: Nguyễn Thị Hậu Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Ứng dụng bộ mã LDPC vào hệ thống MIMO QPSK,2 anten phat 1 anten thu,2 anten phat 2 anten thu 0 10 2Tx2Rx-LDPC 2Tx1Rx-LDPC -1 10 -2 Bit Error Rate 10 -3 10 -4 10 -5 10 -6 10 -7 10 0 5 10 15 20 Eb/No, dB 25 30 35 40 Hình 11 So sánh BER của hệ thống trong trường hợp có số anten thu khác nhau với cùng kiểu điều chế QPSK Nhận xét: Như trên mô phỏng trên thì với cùng số anten phát, khi số anten thu khác nhau thì thông số BER của hệ thống cũng khác nhau. BER của hệ thống 2 anten phat 2 anten thu thấp hơn nhiều so với hệ thống 2 anten phát 1 anten thu. Cụ thể với kiểu điều chế QPSK, hệ thống có 2 anten thu đạt BER=10-3 tại SNR=7dB, còn hệ thống 1 anten thu thì đạt được tại SNR=14dB. Vậy với cùng số anten phát, nhưng nếu như ta sử dụng nhiều anten thu thì thông số BER của hệ thống được cải thiện hơn. GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên -15- HVTH: Nguyễn Thị Hậu Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Ứng dụng bộ mã LDPC vào hệ thống MIMO 8PSK,16PSK,4 anten phat 1 anten thu 0 10 4Tx1Rx-LDPC-8PSK 4Tx1Rx-LDPC-16PSK 4Tx1Rx16PSK 4Tx1Rx8PSK -1 10 -2 Bit Error Rate 10 -3 10 -4 10 -5 10 -6 10 0 5 10 15 20 Eb/No, dB 25 30 35 40 Hình 12 BER của hệ thống 4 anten phát 1 anten thu có sử dụng bộ mã LDPC trong trường hợp sử dụng kiểu điều chế 8PSK, 16PSK Nhận xét: Với hệ thống 4 anten phát 1 anten thu thì trong kiểu điều chế 8PSK, 16PSK thì khi có sử dụng bộ mã LDPC thì BER được cải thiện hơn so với trường hợp không sử dụng bộ mã LDPC. Cụ thể là với kiểu điều chế là 8PSK tại BER=10-3 thì cải thiện được khoảng hơn 1.5dB, còn tại BER=10-5 thì cải thiện được khoảng 2dB. Còn với kiểu điều chế 16PSK tại BER=10-3 thì cải thiện được khoảng 1dB, còn tại BER=10-5 thì cải thiện được khoảng 2.5dB. Khi sử dụng kiểu điều chế có mức điều chế cao thì BER của hệ thống không tốt bằng khi sử dụng kiểu điều chế có mức điều chế thấp hơn. Với kiểu điều chế 8PSK thì khi giá trị SNR nằm trong khoảng từ 0 đến 10dB thì khi có sử dụng bộ mã LDPC hầu như BER của hệ thống không được cải thiện, chỉ khi giá trị của SNR>10dB thì lúc đó BER của hệ thống được cải thiện rõ rệt. Còn với kiểu điều chế 16PSK thì khi giá trị SNR>18dB thì BER của hệ thống khi có sử dụng bộ mã LDPC mới được cải thiện. GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên -16- HVTH: Nguyễn Thị Hậu Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Ứng dụng bộ mã LDPC vào hệ thống MIMO 8QAM,16QAM, 4 anten phat 1 anten thu, LDPC 0 10 8QAM 8QAM-LDPC 16QAM 16QAM-LDPC -1 10 -2 Bit Error Rate 10 -3 10 -4 10 -5 10 -6 10 0 5 10 15 20 Eb/No, dB 25 30 35 40 Hình 13 BER của hệ thống 4 anten phát 1 anten thu có sử dụng bộ mã LDPC trong trường hợp sử dụng kiểu điều chế 8QAM, 16QAM Nhận xét: Tương tự như trong trường hợp điều chế PSK với kiểu điều chế 8QAM và 16QAM thì khi có sử dụng bộ mã LDPC, BER được cải thiện hơn so với trường hợp không sử dụng bộ mã LDPC. Cụ thể với kiểu điều chế là 8QAM tại BER=10-3 thì cải thiện được khoảng 1dB, còn tại BER=10-4 thì cải thiện được khoảng 1.2dB. Còn với kiểu điều chế 16QAM tại BER=10-3 thì cải thiện được khoảng 1dB, còn tại BER=10-4 thì cải thiện được khoảng 1.3dB. Bảng 5.2 BER trong trường hợp sử dụng kiểu điều chế MQAM SNR * * o o 0 0.3172 0.3067 0.3872 0.3350 1 0.3004 0.2885 0.3753 0.3223 2 0.2818 0.2705 0.3611 0.3065 3 0.2617 0.2469 0.3449 0.2900 4 0.2398 0.2251 0.3262 0.2717 GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên -17- HVTH: Nguyễn Thị Hậu Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Ứng dụng bộ mã LDPC vào hệ thống MIMO 5 0.2158 0.2016 0.3045 0.2508 6 0.1907 0.1759 0.2808 0.2283 7 0.1641 0.1502 0.2549 0.2056 8 0.1383 0.1257 0.2272 0.1815 9 0.1128 0.1009 0.1982 0.1566 10 0.0891 0.0784 0.1683 0.1307 11 0.0678 0.0591 0.1388 0.1057 12 0.0492 0.0416 0.1104 0.0838 13 0.0344 0.0273 0.0847 0.0626 14 0.0228 0.0174 0.0626 0.0450 15 0.0145 0.0103 0.0440 0.0300 16 0.0088 0.0060 0.0297 0.0195 17 0,0051 0.0031 0.0192 0.0113 18 0,0028 0.0016 0.0118 0.0067 19 0,0014 8.7 E-4 0.0069 0.0036 20 7.84 E-4 3.98 E-4 0.0038 0.0019 21 3.6 E-4 1.71 E-4 0.0020 9.44 E-4 22 1.675 E-4 8.57 E-5 0.0010 4.2426 E-4 23 7.7 E-5 3.4722 E-5 5.13 E-4 2.2135 E-4 24 3.5 E-5 9.7656 E-6 2.36 E-4 8.57 E-5 25 1.6 E-5 4.34 E-6 1.1145 E-4 2.82 E-5 26 6 E-6 0 4.05 E-5 1.736 E-5 27 4.5 E-6 0 1.7 E-5 9.7656 E-6 28 1 E-6 0 6 E-6 4.34 E-6 29 0 0 4 E-6 0 30 0 0 1 E-6 0 GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên -18- HVTH: Nguyễn Thị Hậu