40
TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số 1 Tháng 12 - 2011 XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ GIẢNG VIÊN : T.s Đỗ Công Hùng TLTK : 1. XLTHS - TS Nguyễn Quốc Trung. NXBKHKT 2. XLTHS – Ts. Đặng Hoài Bắc. HVBCVT ĐẠI HỌC THÀNH ĐÔ BÀI GIẢNG MÔN HỌC

Bai giang xlths

  • Upload
    thuydt1

  • View
    2.451

  • Download
    1

Embed Size (px)

DESCRIPTION

xlths

Citation preview

Page 1: Bai giang xlths

TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số 1

Tháng 12 - 2011

XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ

GIẢNG VIÊN : T.s Đỗ Công HùngTLTK :

1. XLTHS - TS Nguyễn Quốc Trung. NXBKHKT2. XLTHS – Ts. Đặng Hoài Bắc. HVBCVT

XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ

GIẢNG VIÊN : T.s Đỗ Công HùngTLTK :

1. XLTHS - TS Nguyễn Quốc Trung. NXBKHKT2. XLTHS – Ts. Đặng Hoài Bắc. HVBCVT

ĐẠI HỌC THÀNH ĐÔĐẠI HỌC THÀNH ĐÔ

BÀI GIẢNG

MÔN HỌC

Page 2: Bai giang xlths

2TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

Bài 2: Tín hiệu và Hệ thống (tiếp theo).Bài 2: Tín hiệu và Hệ thống (tiếp theo).

1. Biểu diễn tín hiệu rời rạc1.1. Biểu diễn bằng hàm số - Xét tín hiệu X(nTs) với chuẩn hóa Ts=1 ta có tín hiệu x(n). - Ta có:

x(0)=1; x(1)=3/4; x(2)=1/2; x(3)=1/4; x(4)=0x(0)=1; x(1)=3/4; x(2)=1/2; x(3)=1/4; x(4)=01.2. Biểu diễn bằng đồ thị1.2. Biểu diễn bằng đồ thị

Page 3: Bai giang xlths

3TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

c. Biểu diễn bằng dãy số

Ví dụ: Ví dụ:

2.Một số tín hiệu rời rạc cơ bản2.Một số tín hiệu rời rạc cơ bản

a.a. Tín hiệu đơn vị (xung Đi-rắc)Tín hiệu đơn vị (xung Đi-rắc)

Page 4: Bai giang xlths

4TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

b. Dãy xung đơn vị

c. Dãy xung chữ nhật

Page 5: Bai giang xlths

5TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

e. Dãy hàm mũe. Dãy hàm mũ

d. Dãy dốc đơn vịd. Dãy dốc đơn vị

(H×nh 3)

Page 6: Bai giang xlths

6TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

3. Một số định nghĩa về dãy số3. Một số định nghĩa về dãy số

a. Dãy tuần hoàn với chu kỳ Na. Dãy tuần hoàn với chu kỳ N

Thỏa mãn: X(n)=x(n+aN) ( với a là số nguyên).Thỏa mãn: X(n)=x(n+aN) ( với a là số nguyên).

Ví dụ:Ví dụ:

b. Dãy có chiều dài hữu hạn Nb. Dãy có chiều dài hữu hạn N

Là dãy được xác định với số mẫu hữu hạn NLà dãy được xác định với số mẫu hữu hạn N

Page 7: Bai giang xlths

7TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

c. Năng lượng của dãyc. Năng lượng của dãy

Ví dụ: Ví dụ:

d. Công suất trung bình của một tín hiệud. Công suất trung bình của một tín hiệu

- Nếu E hữu hạn thì P=0; nếu E vô hạn thì P có thể hữu hoặc vô Nếu E hữu hạn thì P=0; nếu E vô hạn thì P có thể hữu hoặc vô hạnhạn

- Nếu P hữu hạn và >0 thì tín hiệu được gọi là Nếu P hữu hạn và >0 thì tín hiệu được gọi là Tín hiệu công suấtTín hiệu công suất

Page 8: Bai giang xlths

8TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

d. Tổng của 2 dãy:d. Tổng của 2 dãy:

Tổng của 2 dãy nhận được bằng cách cộng từng đôi một các giá Tổng của 2 dãy nhận được bằng cách cộng từng đôi một các giá

trị mẫu đối với cùng một trị số của biến độc lập.trị mẫu đối với cùng một trị số của biến độc lập.

Ví dụ: Ví dụ:

Page 9: Bai giang xlths

9TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

f. Tích của 2 dãyf. Tích của 2 dãy Tích của 2 dãy nhận được bằng cách nhân từng đôi một các giá trị Tích của 2 dãy nhận được bằng cách nhân từng đôi một các giá trị

mẫu đối với cùng một trị số của biến độc lập.mẫu đối với cùng một trị số của biến độc lập.

Ví dụ: Ví dụ:

Page 10: Bai giang xlths

10TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

g. Tích của một dãy với các hằng số:

Nhận được bằng cách nhân tất cả các giá trị mẫu của dãy.

h. Trễ

Ta nói rằng dãy x2(n) là dãy bị trễ của dãy x1(n) nếu

X2(n)=x1(n-n0)

Page 11: Bai giang xlths

11TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

Ví dụVí dụ: Biểu diễn tín hiệu : Biểu diễn tín hiệu

Nhận xét: Nhận xét:

Một dãy x(n ) bất kỳ đều có thể biểu diễn dướiMột dãy x(n ) bất kỳ đều có thể biểu diễn dưới

Dạng Dạng

Page 12: Bai giang xlths

12TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

4. Các hệ thống tuyến tính bất biến4. Các hệ thống tuyến tính bất biến

4.1 Các hệ thống tuyến tính4.1 Các hệ thống tuyến tính

-Dãy vào: Kích thíchDãy vào: Kích thích

--Dãy ra: Đáp ứng-Dãy ra: Đáp ứng

-- Toán tử T: thực hiện nhiệm vụ biến đổi- Toán tử T: thực hiện nhiệm vụ biến đổi

•Hệ thống tuyến tính: Thỏa mãn nguyên lý xếp chồngHệ thống tuyến tính: Thỏa mãn nguyên lý xếp chồng

Vậy: Đáp ứng xung hk(n) đặc trưng cho hệ thốngVậy: Đáp ứng xung hk(n) đặc trưng cho hệ thống

Page 13: Bai giang xlths

13TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

4.2 Hệ thống tuyến tính bất biến4.2 Hệ thống tuyến tính bất biến

Hệ thống y(n) tương ứng với đáp ứng x(n) nếu y(n-k) là đáp ứng với Hệ thống y(n) tương ứng với đáp ứng x(n) nếu y(n-k) là đáp ứng với kích thích x(n-k).kích thích x(n-k).

a. Tích chập:a. Tích chập:

H(n) gọi là đáp ứng xung của HT TTBBH(n) gọi là đáp ứng xung của HT TTBB Đáp ứng ra của HT TTBB bằng tích chập của kích thích và đáp ứng Đáp ứng ra của HT TTBB bằng tích chập của kích thích và đáp ứng xung xung

Page 14: Bai giang xlths

14TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

b. Phương pháp tính tích chậpb. Phương pháp tính tích chập Nguyên tắc:Nguyên tắc:- Tìm từng giá trị của y(n) ứng với từng giá trị của n từ -Tìm từng giá trị của y(n) ứng với từng giá trị của n từ -∞ đến +∞∞ đến +∞ Tính tích chập y(n) bằng đồ thị theo các bước sau:Tính tích chập y(n) bằng đồ thị theo các bước sau:

1.1. Đổi biến n thành biến k, ta sẽ có x(k), h(k). Sau đó cố định h(k)Đổi biến n thành biến k, ta sẽ có x(k), h(k). Sau đó cố định h(k)

2.2. Quay h(k) đối xứng qua trục tung để được h(-k)=h(0-k) ứng với n=0Quay h(k) đối xứng qua trục tung để được h(-k)=h(0-k) ứng với n=0

3.3. Dịch chuyển h(-k) theo từng giá trị n (nếu n>0 dịch về phải và ngược Dịch chuyển h(-k) theo từng giá trị n (nếu n>0 dịch về phải và ngược lại) ta thu được h(n-k).lại) ta thu được h(n-k).

4.4. Cộng các giá trị thu được ta có giứ trị của y(n) cần tìmCộng các giá trị thu được ta có giứ trị của y(n) cần tìm

Ví dụ: Ví dụ:

Tìm đáp ứng ra y(n) của hệ thống nếu biếtTìm đáp ứng ra y(n) của hệ thống nếu biết

(HS tự đọc)(HS tự đọc)

Page 15: Bai giang xlths

15TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

c. Các tính chất của tích chậpc. Các tính chất của tích chập

Tính giao hoánTính giao hoán

Ý nghĩa:Ý nghĩa:

Khi hoán vị đầu vào x(n) và đáp ứng xung h(n) cho nhau thì đáp ứng ra Khi hoán vị đầu vào x(n) và đáp ứng xung h(n) cho nhau thì đáp ứng ra y(n) không đổi.y(n) không đổi.

Page 16: Bai giang xlths

16TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

Tính kết hợpTính kết hợp

Ý nghĩa:Ý nghĩa:

Đáp ứng xung của hệ thống tổng bằng tích chập của đáp Đáp ứng xung của hệ thống tổng bằng tích chập của đáp ứng xung của 2 hệ thống ghép nối tiếp thành phần.ứng xung của 2 hệ thống ghép nối tiếp thành phần.

(b)

(d)

Page 17: Bai giang xlths

17TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

Tính chất phân phốiTính chất phân phối

Ý nghĩaÝ nghĩa

Đáp ứng xung của hệ thống tổng quát bằng tổng của 2 hệ Đáp ứng xung của hệ thống tổng quát bằng tổng của 2 hệ

thống song song thành phần.thống song song thành phần.

Page 18: Bai giang xlths

18TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

5. Hệ thống TT bất biến và nhân quả

a. Định nghĩa: Một HT TT bất biến được gọi là nhân quả nếu đáp ứng

của nó ở thời điểm n=n0 chỉ phụ thuộc vào kích thích của nó ở thời

điểm đó và thời điểm trước đó (hoàn toàn độc lập với kích thích vào

các thời điểm trong tương lai).

b. Định lý- Đáp ứng xung h(n) của của HT TTBB và nhân quả phải bằng 0 với

mọi n<0.- Một dãy x(n) được gọi là nhân quả nếu x(n) =0 với mọi n<0 - (Chứng minh SGK)

6. Hệ thống TT bất biến ổn đinh

a. Định nghĩa: Một HT được gọi là ổn định nếu ứng với dãy đầu vào

giới hạn, ta có dãy đầu ra giới hạn.

Tức với /x(n)/ <∞ ta có /y(n)<∞

Page 19: Bai giang xlths

19TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

Adaptive Mapping Adaptive Mapping OFDM BICM–ID QPSKQPSK• Lựa chọn các bộ ánh xạ QPSKLựa chọn các bộ ánh xạ QPSK

CU LY BIT 1

00

01

10

11

CULY BIT 2

00

01

10

11

CU LY BIT 1

00

01

10

11

CULY BIT 2

00

01

10

11

(a) Bộ ánh xạ Gray [ 0 1 3 2]

(b)Bộ ánh xạ SP [ 0 1 2 3] CU LY BIT 1

0001

10

11

CULY BIT 2

0001

10

11

CU LY BIT 1

0001

10

11

CU LY BIT 2

0001

10

11

(c) Bộ ánh xạ MSE W [ 0 2 1 3] (d) Bộ ánh xạ “4 in 6” [ 0 2 1 3]

(H×nh 12)

Page 20: Bai giang xlths

20TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

Kết quả BER Hệ thống AOFDM BICM-IDKết quả BER Hệ thống AOFDM BICM-ID QPSK QPSK

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1010

-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

SNR

BE

R

KET QUA BER HE THONG OFDM-BICM-ID 4PSK-MA (3,[5,7]) LAP 1

Gray

SP

MSEW4 in 6

Adaptive

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1010

-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

SNR

BE

R

KET QUA BER HE THONG OFDM-BICM-ID 4PSK-MA (3,[5,7]) LAP 3

Gray

SP

MSEW4 in 6

Adaptive

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1010

-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

SNR

KET QUA BER HE THONG OFDM-BICM-ID 4PSK-MA (3,[5,7]) LAP 6

Gray

SP

MSEW4 in 6

Adaptive

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1010

-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

SNRB

ER

KET QUA BER HE THONG OFDM-BICM-ID 4PSK-MA (3,[5,7]) LAP 9

Gray

SP

MSEW4 in 6

Adaptive

(a)(b)

(c)(d)

Dùng Dùng Adaptive MappingAdaptive Mapping OFDM BICM-IDOFDM BICM-ID Tối ưu hóa đặc tính lỗi bít Tối ưu hóa đặc tính lỗi bít của hệ thống, của hệ thống, Thông lượng của hệ thống là không đổi.Thông lượng của hệ thống là không đổi.

Page 21: Bai giang xlths

21TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

Hệ thống Hệ thống AOFDM BICM–ID 8-PSK8-PSK • Cấu trúc các bộ ánh xạ 8-PSK truyền thốngCấu trúc các bộ ánh xạ 8-PSK truyền thống

CU LY BIT 1

000

001010

011

100

101

110

111

CU LY BIT 2

000

001010

011

100

101

110

111

CU LY BIT 3

000

001010

011

100

101

110

111

CU LY BIT 1

000

001

010

011

100

101

110

111

CU LY BIT 2

000

001

010

011

100

101

110

111

(a) Bộ ánh xạ Gray [0 1 3 2 7 6 4 5] CU LY BIT 3

000

001

010

011

100

101

110

111

(b) Bộ ánh xạ SP [ 0 1 2 3 4 5 6 7]

(H×nh 14)

Page 22: Bai giang xlths

22TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

• Cấu trúc các bộ ánh xạ 8-PSK Cấu trúc các bộ ánh xạ 8-PSK có cự ly bít lớncó cự ly bít lớn

CU LY BIT 1

000

001010

011

100

101

110

111

CU LY BIT 2

000

001010

011

100

101

110

111

CU LY BIT 3

000

001010

011

100

101

110

111

CU LY BIT 1

000

001

010

011

100

101

110

111

CU LY BIT 2

000

001

010

011

100

101

110

111

CU LY BIT 3

000

001

010

011

100

101

110

111

(c) Bộ ánh xạ Gray modified [ 0 1 3 5 4 6 7 2 ]

(d) Bộ ánh xạ MSEW-C [ 0 3 6 1 2 5 4 7 ]

(H×nh 15)

Page 23: Bai giang xlths

23TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

Kết quả BERKết quả BER Hệ thống Hệ thống AOFDM BICM–ID 8-PSK8-PSK

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

SNR

BE

R

KET QUA BER HE THONG OFDM-BICM-ID 8-PSK MA (3,[5,7]) LAP 1

Gray

GrayModified

SPMSEW-C

Adaptive

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1210

-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

SNR

BE

R

KET QUA BER HE THONG OFDM-BICM-ID 8-PSK MA (3,[5,7]) LAP 3

Gray

SP

MSEW-CGray Modified

Adaptive

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1210

-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

SNR

BE

R

KET QUA BER HE THONG OFDM-BICM-ID 8-PSK MA (3,[5,7]) LAP 6

Gray

GrayModified

SPMSEW-C

Adaptive

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1210

-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

SNR

BE

R

KET QUA BER HE THONG OFDM-BICM-ID 8-PSK MA (3,[5,7]) LAP 9

Gray

GrayModified

SPMSEW-C

Adaptive

(a)(b)

(c)(d)

(H×nh 16)

Page 24: Bai giang xlths

24TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

Hệ thống Hệ thống OFDM BICM–ID 16QAM16QAM • Cấu trúc các bộ ánh xạCấu trúc các bộ ánh xạ 16QAM 16QAM truyền thốngtruyền thống

CU LY BIT 1

00000001

00100011

01000101

01100111

10001001

10101011

11001101

11101111

CU LY BIT 2

00000001

00100011

01000101

01100111

10001001

10101011

11001101

11101111CU LY BIT 3

00000001

00100011

01000101

01100111

10001001

10101011

11001101

11101111

CU LY BIT 4

00000001

00100011

01000101

01100111

10001001

10101011

11001101

11101111

CU LY BIT 10000 0001 0010 0011

0100 0101 0110 0111

1000 1001 1010 1011

1100 1101 1110 1111

CU LY BIT 20000 0001 0010 0011

0100 0101 0110 0111

1000 1001 1010 1011

1100 1101 1110 1111

CU LY BIT 30000 0001 0010 0011

0100 0101 0110 0111

1000 1001 1010 1011

1100 1101 1110 1111

CU LY BIT 40000 0001 0010 0011

0100 0101 0110 0111

1000 1001 1010 1011

1100 1101 1110 1111

(a) Bộ ánh xạ Gray

(b) Bộ ánh xạ SP

(H×nh 17)

Page 25: Bai giang xlths

25TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

• Cấu trúc các bộ ánh xạ 16QAMCấu trúc các bộ ánh xạ 16QAM có cự ly bít lớncó cự ly bít lớn

CU LY BIT 1

00000001

00100011

01000101

0110 0111

1000

1001 1010

1011 11001101

11101111CU LY BIT 2

00000001

00100011

01000101

0110 0111

1000

1001 1010

1011 11001101

11101111CU LY BIT 3

00000001

00100011

01000101

0110 0111

1000

1001 1010

1011 11001101

11101111CU LY BIT 4

00000001

00100011

01000101

0110 0111

1000

1001 1010

1011 11001101

11101111

CU LY BIT 1

0000

0001

0010

0011

0100

0101

0110

0111

1000

1001

1010

1011

1100

1101

1110

1111CU LY BIT 2

0000

0001

0010

0011

0100

0101

0110

0111

1000

1001

1010

1011

1100

1101

1110

1111CU LY BIT 3

0000

0001

0010

0011

0100

0101

0110

0111

1000

1001

1010

1011

1100

1101

1110

1111CU LY BIT 4

0000

0001

0010

0011

0100

0101

0110

0111

1000

1001

1010

1011

1100

1101

1110

1111

(c) Bộ ánh xạ Gray modifed

(d) Bộ ánh xạ MSEW

(H×nh 18)

Page 26: Bai giang xlths

26TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

Kết quả BERKết quả BER Hệ thống Hệ thống OFDM BICM–ID 16QAM16QAM

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1210

-4

10-3

10-2

10-1

100

SNR

BE

R

KET QUA BER HE THONG OFDM-BICM-ID 16-QAM-MA (3,[5,7]) LAP 1

SPGray

Graymodified

MSEW

AdaptiveHIPERLAN-II

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1210

-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

SNR

BE

R

KET QUA BER HE THONG OFDM-BICM-ID 16-QAM-MA (3,[5,7]) LAP 3

SPGray

Graymodified

MSEW

AdaptiveHiperlan II

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1210

-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

SNR

BE

R

KET QUA BER HE THONG OFDM-BICM-ID 16-QAM-MA (3,[5,7]) LAP 6

SPGray

Graymodified

MSEW

AdaptiveHiperlan II

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1210

-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

SNR

BE

R

KET QUA BER HE THONG OFDM-BICM-ID 16-QAM-MA (3,[5,7]) LAP 9

SP

Gray

Graymodified

MSEW

Adaptive

HIPERLAN-II

(a) (b)

(c) (d)

(H×nh 19)

Page 27: Bai giang xlths

27TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

Giải pháp Giải pháp AOFDM BICM-IDAOFDM BICM-ID hỗn hợp hỗn hợp

2 4 6 8 10 12 1410

-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

SNR

BE

R

KET QUA BER HE THONG AOFDM-BICM-ID 4, 8-PSK, 16 QAM LAP 1, 3 VA 6

Lap 1Lap 3

Lap 6

2 4 6 8 10 12 14 162

2.5

3

3.5

4

SNR

BP

Sc

KET QUA BPSc HE THONG AOFDM-BICM-ID4, 8-PSK, 16 QAM LAP 1, 3 VA 6

Lap1Lap 3

Lap 6

(a)

(b)(a) (H×nh 20)

DùngDùng AOFDM BICM-ID AOFDM BICM-ID hỗn hợphỗn hợp - - Tối ưu hóa đặc tính lỗi Tối ưu hóa đặc tính lỗi bít bít của hệ thống trên toàn dải SNR, mang lại tăng ích đáng của hệ thống trên toàn dải SNR, mang lại tăng ích đáng kể về BERkể về BER

NX:NX: Mấu chốt của Mấu chốt của Phương pháp ánh xạ thích nghiPhương pháp ánh xạ thích nghi là tìm được là tìm được các bộ ánh xạ tín hiệucác bộ ánh xạ tín hiệu có chất lượng tốt trên các dải SNR có chất lượng tốt trên các dải SNR

Page 28: Bai giang xlths

28TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CÁC BỘ ÁNH XẠNGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CÁC BỘ ÁNH XẠ

Căn cứChất lượng của hệ thống BICM-ID phụ thuộc vào cấu trúc của các bộ ánh xạ tín hiệu và SNR công tác (*) [28].

Mục đích Tạo ra các bộ ánh xạ có cự ly bít lớn theo tiêu chuẩn MSEW

(Maximum Squared Euclidean Weight ).Hiện tại

Một số bộ ánh xạ tìm được theo phương pháp hàm truyền bởi Jutan và Gordon L. Stuber (2005) [25], song quá phức tạp và chưa đầy đủ.

Phương phápmớiMỗi bộ ánh xạ tín hiệu đa mức có đặc trưng khác nhau. Cần phải có một phương pháp thiết kế thích hợp

Page 29: Bai giang xlths

29TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

THIẾT KẾ CÁC BỘ ÁNH XẠ THIẾT KẾ CÁC BỘ ÁNH XẠ QPSKQPSK

CU LY BIT 1

00

01

10

11

CULY BIT 2

00

01

10

11

(a) Bộ ánh xạ Gray [ 0 1 3 2]

CU LY BIT 1

0001

10

11

CULY BIT 2

0001

10

11

CU LY BIT 1

0001

10

11

CU LY BIT 2

0001

10

11

(c) Bộ ánh xạ MSE W [ 0 2 1 3] (d) Bộ ánh xạ “4 in 6” [ 0 2 1 3]

Số hoán vị 3! = 6

(H×nh 21)

Page 30: Bai giang xlths

30TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

THIẾT KẾ CÁC BỘ ÁNH XẠ THIẾT KẾ CÁC BỘ ÁNH XẠ 8-PSK8-PSK

m

Sinh c¸c ho¸n vÞ nhê hµm “Perms”trong MATLAP

§Þnh nghÜa c¸c ®iÓm tÝn hiÖu

trªn Constellation

TÝnh to¸n hå s¬ cù ly bit cñac¸c tËp tÝn hiÖu míi

Ph©n chia thµnh nhãm c¸c bé ¸nh x¹ ®Òu vµ kh«ng ®Òu

S¾p xÕp theo th tùl u vµ in ra c¸c tËp ¸nh x¹

CU LY BIT 1

000

001

010

011

100

101

110

111

Số hoán vị 7! = 5040

Kết quả 24 bộ ánh xạ có cự ly bít đều 96 bộ ánh xạ có cự ly bít

không đềutối đa theo tiêu chuẩn MSEW

(H×nh 22)

Page 31: Bai giang xlths

31TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

CÁC BỘ ÁNH XẠ 8-PSK TÌM ĐƯỢC CÁC BỘ ÁNH XẠ 8-PSK TÌM ĐƯỢC CÓ CỰ LY BÍT ĐỀUCÓ CỰ LY BÍT ĐỀU

Bảng 3.1: Kết quả 10/24 tập ánh xạ 8-PSK MSEW-CH có cự ly bít đều

Page 32: Bai giang xlths

32TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

CÁC BỘ ÁNH XẠ 8-PSK TÌM ĐƯỢC CÁC BỘ ÁNH XẠ 8-PSK TÌM ĐƯỢC CÓ CỰ LY BÍT KHÔNG ĐỀUCÓ CỰ LY BÍT KHÔNG ĐỀU

Bảng 3.2: Kết quả 10/96 tập ánh xạ 8-PSK MSEW-CH có cự ly bít không đều

Page 33: Bai giang xlths

33TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

CẤU TRÚC CÁC BỘ ÁNH XẠ CẤU TRÚC CÁC BỘ ÁNH XẠ 8-PSK8-PSK MỚI MỚI CU LY BIT 1

000

001

010

011

100

101

110

111

CU LY BIT 2

000

001

010

011

100

101

110

111

CU LY BIT 3

000

001

010

011

100

101

110

111

(a) Bộ ánh xạ MSEW-C [ 0 3 6 1 2 5 4 7] với hồ sơ bít (2, 2, 3.4) CU LY BIT 1

000

001

010

011

100

101

110

111

CU LY BIT 2

000

001

010

011

100

101

110

111

CU LY BIT 3

000

001

010

011

100

101

110

111

(b) Bộ ánh xạ MSEW-CH1 [ 0 6 5 3 4 2 1 7] với hồ sơ bít (4, 3.4, 2)

(Hình 23)

Page 34: Bai giang xlths

34TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

THIẾT KẾ CÁC BỘ ÁNH XẠ THIẾT KẾ CÁC BỘ ÁNH XẠ 16-QAM16-QAM

•Lý do- Phương pháp hàm truyền [25] tỏ ra quá phức tạp và không đầy đủ.- Với 16 điểm trên constellation có tới 16! hoán vị, vượt quá khả năng tính toán của máy tính hiện thời.

•Giả thiết Thông tin phản hồi là đủ tin cậy.• Kênh truyền với điều chế M=2m mức có thể được coi là m kênh truyền song song.

•Phương phápCác bộ ánh xạ mới được thiết kế dựa trên ánh xạ từ khối bít tới

Constenlation sao cho bít có độ bảo vệ bít thấp được kết hợp truyền với bít có độ bảo vệ bít cao hơn.

Thực hiện các phép cộng modulo 2 giá trị của các bít khác vào bít được xét. Độ bảo vệ bít trung bình của cả khối bit sẽ lớn hơn.

Page 35: Bai giang xlths

35TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

THUẬT TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ ÁNH XẠTHUẬT TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ ÁNH XẠ 16- QAM 16- QAM

m

Khai báo và tính toán hồ sơ cự ly bít của

tập tín hiệu gốc

Định nghĩa các điểm tín hiệu

trên Constellation

Sinh các phép biến đổi tuyến tínháp dụng lên vị trí mỗi bít

Tính toán hồ sơ cự ly bit củacác tập tín hiệu mới

Lựa chọn theo tiêu chuẩn Lưu các bộ tín hiệu mới

Page 36: Bai giang xlths

36TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

KẾT QUẢ TÌM CÁC BỘ ÁNH XẠ KẾT QUẢ TÌM CÁC BỘ ÁNH XẠ 16-QAM16-QAM MỚI MỚI

Bảng 3.3. 12/99 tập tín hiệu 16-QAM mới tìm được điển hình

Page 37: Bai giang xlths

37TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

KẾT QUẢ TÌM CÁC BỘ ÁNH XẠ KẾT QUẢ TÌM CÁC BỘ ÁNH XẠ 16-QAM16-QAM MỚI MỚI

Bảng 3.3. 12/99 tập tín hiệu 16-QAM mới tìm được điển hình

Page 38: Bai giang xlths

38TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

CẤU TRÚC CÁC BỘ ÁNH XẠ CẤU TRÚC CÁC BỘ ÁNH XẠ 16-QAM16-QAM MỚI MỚI

-3 -2 -1 0 1 2 3-3

-2

-1

0

1

2

3

0000

00010010

0011

0100

0101 0110

0111

1000

1001 1010

1011

1100

11011110

1111CU LY BIT 1

-3 -2 -1 0 1 2 3-3

-2

-1

0

1

2

3

0000

00010010

0011

0100

0101 0110

0111

1000

1001 1010

1011

1100

11011110

1111CU LY BIT 2

-3 -2 -1 0 1 2 3-3

-2

-1

0

1

2

3

0000

00010010

0011

0100

0101 0110

0111

1000

1001 1010

1011

1100

11011110

1111CU LY BIT 3

-3 -2 -1 0 1 2 3-3

-2

-1

0

1

2

3

0000

00010010

0011

0100

0101 0110

0111

1000

1001 1010

1011

1100

11011110

1111CU LY BIT 4

(a) Bộ ánh xạ MSEW- CH5 [11 4 6 13 2 9 15 8 14 5 3 12 7 16 10 1] (24, 36, 40, 20) dt =120

-3 -2 -1 0 1 2 3-3

-2

-1

0

1

2

3

0000

0001

0010

0011

0100

0101

0110

0111

1000

1001

1010

1011

1100

1101

1110

1111CU LY BIT 1

-3 -2 -1 0 1 2 3-3

-2

-1

0

1

2

3

0000

0001

0010

0011

0100

0101

0110

0111

1000

1001

1010

1011

1100

1101

1110

1111CU LY BIT 2

-3 -2 -1 0 1 2 3-3

-2

-1

0

1

2

3

0000

0001

0010

0011

0100

0101

0110

0111

1000

1001

1010

1011

1100

1101

1110

1111CU LY BIT 3

-3 -2 -1 0 1 2 3-3

-2

-1

0

1

2

3

0000

0001

0010

0011

0100

0101

0110

0111

1000

1001

1010

1011

1100

1101

1110

1111CU LY BIT 4

(b) Bộ ánh xạ MAX–CH1 [11 2 5 16 1 12 15 6 13 8 3 10 7 14 9 4] (20, 32, 36, 36) dt =124

(H×nh 24)

Page 39: Bai giang xlths

39TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

Kết luậnKết luậnCÁC KẾT QUẢ MỚI CỦA LUẬN ÁNCÁC KẾT QUẢ MỚI CỦA LUẬN ÁN

1.1. GGiải pháp sử dụng BICM-ID iải pháp sử dụng BICM-ID cải thiện đáng kể đặc tính BER của hệ thống cải thiện đáng kể đặc tính BER của hệ thống

OFDMOFDM so với hệ thống sử dụng mã chập trên kênh truyền bị tác động đồng so với hệ thống sử dụng mã chập trên kênh truyền bị tác động đồng

thời của thời của pha đinhpha đinh và tạp âm và tạp âm GaussGauss . .

2.2. Giải pháp Ánh xạ thích nghi Giải pháp Ánh xạ thích nghi nhờ sử dụng nhờ sử dụng BICM-ID với các phép ánh xạ BICM-ID với các phép ánh xạ

khác nhau khác nhau cho phép cho phép tối ưu hóa đặc tính BERtối ưu hóa đặc tính BER của hệ thống OFDM trong dải của hệ thống OFDM trong dải

SNR công tác, vẫn SNR công tác, vẫn đảm bảo được thông lượng của hệ thống là không đổiđảm bảo được thông lượng của hệ thống là không đổi. .

Mang lại lợi ích về SNR tới 3dB tạI BER mục tiêu 10Mang lại lợi ích về SNR tới 3dB tạI BER mục tiêu 10-5-5

3.3. Phương phápPhương pháp kết hợp Ánh xạ thích nghikết hợp Ánh xạ thích nghi và và Điều chế thích nghiĐiều chế thích nghi cho phép cho phép tối ưu tối ưu

hóa đặc tính BER của hệ thống trên toàn dải SNRhóa đặc tính BER của hệ thống trên toàn dải SNR, , tránh tình trạng nhảy mức tránh tình trạng nhảy mức

lên xuống liên tiếplên xuống liên tiếp trong quá trình thích nghi. trong quá trình thích nghi.

4.4. Phương pháp thiết kế hiệu quả Phương pháp thiết kế hiệu quả các bộ ánh xạ tín hiệu điều chế theo tiêu chuẩn các bộ ánh xạ tín hiệu điều chế theo tiêu chuẩn

MSEW.MSEW. Tìm được các tập ánh xạ tín hiệu mớiTìm được các tập ánh xạ tín hiệu mới có có cự ly bít lớncự ly bít lớn và cho và cho chất chất

lượng tốt nhấtlượng tốt nhất trên các dải SNR. trên các dải SNR.

Page 40: Bai giang xlths

40TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 1. Đỗ Công Hùng, “OFDMA-Giải pháp đa truy nhập mới trong thông tin di động”, Tạp chí

Bưu chính Viễn thông, Bộ Bưu chính Viễn thông, Kỳ 1, tháng 6-2003”.2. Nguyễn Tùng Hưng, Đỗ Công Hùng, Đinh Thế Cường, Phạm Văn Bính, “ Tính toán chất

lượng của mã xoắn nhị phân có loại bỏ xen kẽ”, Tạp chí Khoa học và Kỹ thuật, Học viện KTQS, số 103 (II-2003).

3. Đinh Thế Cường, Nguyễn Quốc Bình, Đỗ Công Hùng, “Tối đa hóa dung lượng thông tin cho hệ thống OFDM bằng các giải pháp thích nghi”, Tạp chí Bưu chính Viễn thông và Công nghệ thông tin, Bộ Bưu chính Viễn thông, Kỳ 1, tháng 8-2006.

4. Do Cong Hung, Tran Xuan Nam, Dinh The Cuong, “Adaptive Mapping for BICM-ID OFDM Systems”, Biennial Vietnam conference on Radio and Electronics (REV 2006), November 6-7, 2006.

5. Đỗ Công Hùng, Đinh Thế Cường, Nguyễn Quốc Bình , “Giải pháp thích nghi cho hệ thống OFDM bằng BICM-ID với các bộ ánh xạ tín hiệu khác nhau”, Tạp chí Khoa học và Kỹ thuật, Học viện KTQS, số 116 (III-2006).

6. Đỗ Công Hùng, Đinh Thế Cường, Nguyễn Quốc Bình , “ Phương pháp thiết kế các bộ ánh xạ tín hiệu cho hệ thống AOFDM BICM-ID”, Tạp chí Khoa học và Kỹ thuật, Học viện KTQS, số 117 (IV-2006).

7. Đỗ Công Hùng, Đinh Thế Cường, Nguyễn Quốc Bình, “Nâng cao Chất lượng Hệ thống OFDM bằng BICM-ID”, Chuyên san Các công trình nghiên cứu- Triển khai Viễn thông và Công nghệ thông tin, Bộ Bưu chính Viễn thông, tháng 2/2007.