Chương 5: Chương trình mô phỏng - 64 - chức năng điều chế thích nghi. Giao diện tham số khởi tạo hệ thống được mở ra có cấu trúc như sau. Để hiểu hoạt động của chương trình mô phỏng DATN trước tiên cần phải hiểu rõ các tham số khởi tạo hệ thống và ảnh hưởng của nó đến hoạt động của hệ thống. Kích thước FFT: Biểu thị bằng nhãn ‘Kích thước FFT’, tham số này chính là số điểm FFT dùng trong một ký hiệu OFDM hay chính là độ dài ký hiệu OFDM. Để đảm bảo phổ OFDM là thực thì kích thước FFT > 2 lần số lượng sóng mang. Kích thước FFT nếu chọn quá lớn sẽ lãng phí băng tần nhưng bù lại sẽ phân năng lượng tín hiệu đều trên các sóng mang, điều này có tác dụng phân tán lỗi. Tuy nhiên nếu Chương 5: Chương trình mô phỏng - 65 - kích thước FFT chọn quá nhỏ thì mật độ năng lượng trên mỗi sóng mang con sẽ lớn và nếu bị lỗi thì sẽ gây lỗi cụm. Vì vậy nên chọn giá trị tham số: 2:1< kích thước FFT: số sóng mang  5:1 (5.1) Cụ thể đồ án thiết lập là 255. Số lượng sóng mang: hiển thị bằng nhãn ‘Số sóng mang’, là số lượng sóng mang dùng để truyền dữ liệu cũng phải thoả mãn phương trình (5.1). Số lượng sóng mang càng lớn, thì trễ điều chế càng cao song được lợi về tính phân tập, do sự phân tán lỗi đều trên băng tần của kênh. Mặt khác vì cơ chế thích nghi mà đồ án sử dụng là chọn lọc sóng mang tức là lựa chọn các sóng mang có SNR cao (hay BER thấp) để truyền dữ liệu do đó số lượng sóng mang lớn có ý nghĩa đặc biệt quan trọng vì khi đó cơ chế chọn lọc sẽ hoạt động hiệu quả hơn, sẽ lựa chọn chính xác các vùng tần số tương đối ổn định trên kênh. Tuy nhiên thường chọn số lượng sóng mang 500  vì tính chất mô phỏng chạy trên phần mềm. Do đó tốc độ xử lý không cao như tốc độ xử lý phần cứng trong thực tế. Trong đồ án số lượng sóng mang sử dụng là 100. Khoảng thời gian bảo vệ: Mỗi ký hiệu đều có một khoảng bảo vệ được gắn trước mỗi ký hiệu và khoảng bảo vệ này được chọn sao cho lớn hơn thời gian trễ cực đại của kênh, thì khi đó các ký hiệu thu trước và sau sẽ không bị chồng lấn lên nhau mà chỉ chồng lấn lên các khoảng bảo vệ tức không có hiện tượng ISI. Vì vậy khoảng bảo vệ trong ký hiệu OFDM có ý nghĩa đặc biệt quan trọng nó giúp tăng chiều dài ký hiệu, chống pha đinh lựa chọn tần số (xem chương 2), đặc biệt chống lại hiện tượng ISI gây thu sai tín hiệu. Theo chuẩn DAB thì khoảng bảo vệ được chọn = 1/4 Chương 5: Chương trình mô phỏng - 66 - kích thước FFT và khoảng bảo vệ được gắn phía trước ký hiệu. Tuy nhiên khoảng bảo vệ cũng được chọn lựa theo bất kỳ tỷ lệ nào như: 1, 1/2, 1/4, 1/8, …. Tuỳ theo kích thước FFT là lớn hay nhỏ và giá trị trải trễ cực đại của kênh. Đồ án chọn giá trị khoảng bảo vệ = 1/4 kích thước FFT, trên giao diện nhập dữ liệu khoảng bảo vệ được hiển thị bằng nhãn 'Khoảng bảo vệ' (4 có nghĩa là khoảng bảo vệ = 1/4 kích thước FFT). Ngưỡng BER: Ngưỡng BER là giá trị dùng để thiết lập xem sóng mang nào sẽ được dùng truyền dữ liệu người dùng và sóng mang nào sẽ không sử dụng tức là phải tiến hành chèn ‘0’. Hàm thực hiện chức năng kiểm tra lỗi cho từng sóng mang con là hàm ‘dem_loi’. Hàm này sẽ tính ra giá trị BER của từng sóng mang con và kiểm tra xem nếu sóng mang nào có giá trị BER > BER ngưỡng thì sẽ gán cho phần tử của mảng QĐ tương ứng với vị trí sóng mang này giá trị là ‘1’, tức là không dùng sóng mang này. Sau đó hàm ‘chen_song_mang’ sẽ căn cứ vào giá trị của mảng QĐ mà sẽ quyết định dùng và không dùng sóng mang nào. Nếu ngưỡng BER được thiết lập quá lớn thì sẽ không có tác dụng chọn lọc sóng mang vì các giá trị BER hiện thời trên mỗi sóng mang có thể đều nhỏ hơn giá trị BER ngưỡng. Tuy nhiên nếu thiết lập giá trị BER ngưỡng quá nhỏ thì số sóng mang đảm bảo giá trị BER nhỏ hơn giá trị BER ngưỡng sẽ rất ít do đó tốc độ truyền dẫn sẽ rất chậm do chỉ tiến hành truyền dữ liệu trên một số ít sóng mang. Trong đồ án giá trị BER ngưỡng được thiết lập là 10 -3 . Tần số Doppler: Do chuyển động tương đối giữa máy thu và máy phát gây ra hiệu ứng Doppler. Điều này dẫn đến phổ tần của các sóng mang con chồng lần quá mức Chương 5: Chương trình mô phỏng - 67 - lên nhau làm mất tính trực giao của các sóng mang con. Khi không còn giữ tính trực giao thì năng lượng tín hiệu trên các sóng mang sẽ chồng lấn lên nhau điều này sẽ dẫn tới không còn phân biệt được ranh giới giữa các ký hiệu trên các sóng mang con do đó gây lỗi tại bộ quyết định. Tất nhiên tần số Doppler trong đồ án chỉ là giá trị có ý nghĩa mô phỏng để đảm bảo tính thực tế của mô hình kênh, thông thường tần số Doppler < 100 Hz. Đồ án thiết lập giá trị tần số Doppler là 50 Hz. Hình 5.6 Đáp ứng xung kim của kênh Hình 5.6 cho thấy hình dạng đáp ứng của xung kênh, với ba đường trễ. Tương ứng các giá trị biên độ trên hình vẽ là các giá trị biên độ suy giảm của nhánh trễ của kênh. Trên bảng khởi tạo giá trị ban đầu cho hệ thống AOFDM thì tương ứng với các giá trị này thì hình dạng hàm truyền đạt của kênh sẽ có dạng: Chương 5: Chương trình mô phỏng - 68 - Tần số lấy mẫu ký hiệu phát: Mỗi ký hiệu sau khi điều chế ký hiệu OFDM đều được lấy mẫu với tần số lấy mẫu f s . Để đảm bảo lấy mẫu được đầy đủ ký hiệu phát thì tần số lấy mẫu cần thoả mãn định lý Nyquist: syms ff 2 tức là tần số lấy mẫu tối thiểu phải gấp hai lần tần số ký hiệu. Số trạng thái điều chế: Trong đồ án dùng phương pháp điều chế chủ yếu là M- QAM, với số trạng thái điều chế thay đổi với các giá trị M = 2, 4, 16, 64. Số trạng thái điều chế ban đầu được thiết lập là giá trị nằm dưới nhãn 'Mức điều chế QAM' trong bảng khởi tạo. Định dạng file truyền: Ở đây ta sẽ tiến hành truyền file hình bằng cách gán file=2. 5.4 Chương trình mô phỏng 5.4.1 Giao diện chương trình mô phỏng Để chạy chương trình mô phỏng AOFDM, từ cửa sổ lệnh của MatLab ta gõ lệnh “DATN”. Dưới đây là phần giao diện bắt đầu của chương trình. Hình 5.7 Hình dạng hàm truyền đạt của kênh Chương 5: Chương trình mô phỏng - 69 - Phần giao diện chính của chương trình sẽ được mở khi nhấn chuột vào nút tiếp tục. Trước khi đến với giao diện chính, giao diện minh hoạ hình ảnh dùng để truyền sẽ được mở ra. Hình bên trái với tiêu đề :’ Ảnh dùng để phát’ sẽ là hình ảnh phục vụ cho suốt quá trình mô phỏng. Trục toạ độ còn lại bên phải sẽ hiện ảnh sau khi truyền qua AOFDM. Sau khi hoàn thiện mô phỏng hệ thống thì ảnh này sẽ được mở ra để so sánh giữa chất lượng ảnh gốc và ảnh sau khi truyền qua AOFDM. 5.4.2 Các kết quả mô phỏng và đánh giá hiệu năng Đồ án sẽ nghiên cứu hoạt động của hệ thống truyền dẫn OFDM khi chỉ dùng một cơ chế thích nghi, khi dùng đồng thời các cơ chế thích nghi và khi không dùng thích nghi. Chương 5: Chương trình mô phỏng - 70 - 5.4.2.1 Kết quả mô phỏng không dùng cơ chế thích nghi Tham số ban đầu được thiết lập như giao diện khởi tạo phía trên. Giao diện mô phỏng sẽ như sau: Chương 5: Chương trình mô phỏng - 71 - Ta thấy trên ảnh thu được hình thành những vết xước do các sóng mang tại những vị trí kênh biến động lớn sẽ bị lỗi cụm. Ở cơ chế thích nghi chọn lọc sóng mang sẽ giải quyết triệt để vấn đề này. 5.4.2.2 Kết quả mô phỏng dùng cơ chế thích nghi mức điều chế Giá trị BER thiết lập trong đồ án cho các mức chuyển được cho trong bảng 5.2. Dưới đây là giao diện hoạt động của cơ chế thích nghi mức điều chế, mức điều chế được thiết lập ban đầu là 4-QAM. các tham số khởi tạo được cho trong giao diện khởi tạo phía trên như phần mô phỏng không sử dụng cơ chế thích nghi. Bảng 5.2Tham số BER điều khiển chuyển mức điều chế Giá trị BER tổng Ngưỡng BER Mức điều chế BER> 0.2 Không thiết lập Không phát BER ≥ 0,1 10 -2 BPSK 0.1>BER ≥ 0,01 10 -3 4-QAM 4E1BER01.0    10 -4 16-QAM BER 4 E 1   10 -5 64 - QAM Chương 5: Chương trình mô phỏng - 72 - Ta thấy chất lượng ảnh thu được sau mô phỏng tốt hơn so với trường hợp không dùng cơ chế thích nghi một chút, các đường xước nhỏ hơn. Tuy nhiên sự cải thiện QoS này không đáng kể, vẫn xảy ra lỗi cụm. Theo quan sát giá trị BER tổng luôn . hiệu năng Đồ án sẽ nghi n cứu hoạt động của hệ thống truyền dẫn OFDM khi chỉ dùng một cơ chế thích nghi, khi dùng đồng thời các cơ chế thích nghi và khi không dùng thích nghi. Chương 5: Chương. ‘Kích thước FFT’, tham số này chính là số điểm FFT dùng trong một ký hiệu OFDM hay chính là độ dài ký hiệu OFDM. Để đảm bảo phổ OFDM là thực thì kích thước FFT > 2 lần số lượng sóng mang. Kích. năng điều chế thích nghi. Giao diện tham số khởi tạo hệ thống được mở ra có cấu trúc như sau. Để hiểu hoạt động của chương trình mô phỏng DATN trước tiên cần phải hiểu rõ các tham số khởi tạo