Luận văn Nghiên cứu một số loại máy thu nhằm giảm và triệt nhiễu đa truy nhập trong hệ thống CDMA băng rộng

Tách sóng đa truy nhập dùng mạng Hopfield Giải thuật và chương trình GVHD: TS. Phạm Hồng Liên Trang 140 GIẢI THUẬT VÀ KẾT QUẢ 1. Giải thuật thực hiện 1.1. Tìm các đa thức tối giản của trường Galois Begin End n = bậc của đa thức tối giản Xác định tất cả các đa thức có thể có của trường Galois F A = ∅ m = 1 f ∈ F g(z) = gcd( zz m2 − ,f(z)) m<n/2 và g(z)=1? m = m + 1 g(z) = 1 ? Tồn tại f∈ F? A = A ∪{f} Y N Y N Y N Tách sóng đa truy nhập dùng mạng Hopfield Giải thuật và chương trình GVHD: TS. Phạm Hồng Liên Trang 141 1.2. Tìm đa thức nguyên thuỷ của trường Galois Begin End n = bậc của đa thức nguyên thuỷ Xác định tất cả các đa thức tối giản của trường Galois F A = ∅ j = số các thừa số nguyên tố của 2n - 1 aj = giá trị các thừa số nguyên tố i = n+1, f ∈ F g(z) =       − i n a 12 z mod f(z) i<j và g(z)≠1? i = i + 1 i = j ? Tồn tại f∈ F? A = A ∪{f} Y N Y N Y N Tách sóng đa truy nhập dùng mạng Hopfield Giải thuật và chương trình GVHD: TS. Phạm Hồng Liên Trang 142 1.3. Tạo chuỗi giả ngẫu nhiên PN Begin End n = bậc của đa thức nguyên thuỷ Xác định một đa thức nguyên thuỷ của trường Galois h Chọn giá trị nhị phân n bit bất kỳ m a[1..n] = m i = n+1 a[i] = h[1]a[i-1] ⊕ h[2]a[i-2] ⊕ … ⊕ h[n]a[i-n] i<2n? i = i + 1 Y N a là chuỗi PN Tách sóng đa truy nhập dùng mạng Hopfield Giải thuật và chương trình GVHD: TS. Phạm Hồng Liên Trang 143 1.4. Tính xác suất lỗi cho máy thu dùng bộ lọc thích hợp Begin End K = số user của hệ thống n = bậc của đa thức nguyên thuỷ Tính R = ma trận trương quan giữa các mã trải phổ (chuỗi m) y = RAb + n y = sign(y) BER = sum(y ≠ b)/prod(size(y)) Tách sóng đa truy nhập dùng mạng Hopfield Giải thuật và chương trình GVHD: TS. Phạm Hồng Liên Trang 144 1.5. Tính xác suất lỗi cho máy thu khử tương quan 1.6. Tính xác suất lỗi cho máy thu LMMSE Begin End Tính ngõ vào của bộ lọc thích hợp y = RAb + n y1 = sign(R-1y) BER = sum(y1 ≠ b) Begin End Tính ngõ vào của bộ lọc thích hợp y = RAb + n y1 = sign[(R + σ2I-2)-1y] BER = sum(y1 ≠ b) Tách sóng đa truy nhập dùng mạng Hopfield Giải thuật và chương trình GVHD: TS. Phạm Hồng Liên Trang 145 1.7. Tính xác suất lỗi cho máy thu dùng mạng Hopfield Begin End Tính ngõ vào của bộ lọc thích hợp y = RAb + n y1 = sign(y) BER = sum(y1 ≠ b) M = số lần lặp cho mạng neural W = R, wii = 0 i = 0 yk = sign(y1 - W*y1) yk = y1? i < M? i = i + 1 y1 = yk Y N Y N Tách sóng đa truy nhập dùng mạng Hopfield Giải thuật và chương trình GVHD: TS. Phạm Hồng Liên Trang 146 Xác suất lỗi cho mạng Hopfield dừng (SHN): Begin End Tính ngõ vào của bộ lọc thích hợp y = RAb + n y1 = sign(y) BER = sum(y1 ≠ b) M = số lần lặp cho mạng neural W = R, wii = 0 i = 0 yk = sign(y1 - W*y1 + ν) yk = y1? i < M? i = i + 1 y1 = yk Y N Y N Tính giá trị của biến ngẫu nhiên ν có hàm phân phối F(x) = xe1 1 α−+ Tách sóng đa truy nhập dùng mạng Hopfield Giải thuật và chương trình GVHD: TS. Phạm Hồng Liên Trang 147 2. Chương trình mô phỏng Cửa sổ khởi động của chương trình mô phỏng: Bậc của đa thức tạo chuỗi PN Chiều dài chuỗi PN Số user của hệ thống Chọn loại máy thu Công suất nhiễu Sơ đồ khối của hệ thống Tách sóng đa truy nhập dùng mạng Hopfield Giải thuật và chương trình GVHD: TS. Phạm Hồng Liên Trang 148 Chương trình mô phỏng thực hiện cho 4 phương pháp tách sóng khác nhau: 1.1. Máy thu RAKE cổ điển (dùng bộ lọc thích hợp) Vẽ dạng sóng tín hiệu BER sau khi tách sóng Vẽ dạng BER theo: - Số user trong hệ thống - SNR Sơ đồ khối của máy thu RAKE cổ điển Tách sóng đa truy nhập dùng mạng Hopfield Giải thuật và chương trình GVHD: TS. Phạm Hồng Liên Trang 149 Dạng sóng cho máy thu RAKE cổ điển: Tỉ số lỗi bit (BER) của máy thu cổ điển vẽ theo số user của hệ thống (ứng với các giá trị nhiễu 0.01, 0.5, 1, 5): Ngõ vào bộ lọc Ngõ ra bộ lọc Dữ liệu truyền Dữ liệu thu Tách sóng đa truy nhập dùng mạng Hopfield Giải thuật và chương trình GVHD: TS. Phạm Hồng Liên Trang 150 Tỉ số lỗi bit (BER) của máy thu cổ điển vẽ theo SNR (ứng với số user trong hệ thống là 1, 20, 40, 60): Đối với máy thu cổ điển, tỉ số lỗi bit BER không phụ thuộc nhiều vào số user trong hệ thống mà phụ thuộc vào tỉ số tín hiệu trên nhiễu SNR, nếu tín hiệu này đủ lớn thì BER sẽ tiến về 0. 1.2. Tách sóng dùng máy thu khử tương quan Tách sóng đa truy nhập dùng mạng Hopfield Giải thuật và chương trình GVHD: TS. Phạm Hồng Liên Trang 151 Tỉ số lỗi bit (BER) của máy thu khử tương quan vẽ theo số user của hệ thống (ứng với các giá trị nhiễu 0.01, 0.02, 0.03, 0.04): Tỉ số lỗi bit (BER) của máy thu khử tương quan vẽ theo SNR (ứng với số user trong hệ thống là 1, 20, 40, 60): Đối với máy thu khử tương quan, do ảnh hưởng của ma trận tương quan R-1 đến phân bố của nhiễu nên tỉ số lỗi bit BER không những phụ thuộc vào số user trong hệ thống mà còn phụ thuộc vào cả tỉ số tín hiệu trên nhiễu SNR. Tách sóng đa truy nhập dùng mạng Hopfield Giải thuật và chương trình GVHD: TS. Phạm Hồng Liên Trang 152 1.3. Tách sóng dùng máy thu LMMSE Tỉ số lỗi bit (BER) của máy thu LMMSE vẽ theo số user của hệ thống (ứng với các giá trị nhiễu 0.08, 0.1, 0.5, 1): Tách sóng đa truy nhập dùng mạng Hopfield Giải thuật và chương trình GVHD: TS. Phạm Hồng Liên Trang 153 Tỉ số lỗi bit (BER) của máy thu LMMSE vẽ theo SNR (ứng với số user trong hệ thống là 1, 20, 40, 60): Máy thu MMSE sử dụng phương trình giống như máy thu khử tương quan nên kết quả cũng gần tương tự. 1.4. Tách sóng dùng Hopfield network Quá trình thực hiện tính toán của mạng Hopfield So sánh BER của các loại máy thu Tách sóng đa truy nhập dùng mạng Hopfield Giải thuật và chương trình GVHD: TS. Phạm Hồng Liên Trang 154 Tỉ số lỗi bit (BER) của máy thu dùng mạng Hopfield vẽ theo số user của hệ thống (ứng với các giá trị nhiễu 0.01, 0.05, 0.08, 0.1): Tỉ số lỗi bit (BER) của máy thu Hopfield vẽ theo SNR (ứng với số user trong hệ thống là 1, 20, 40, 60): Đối với máy thu dùng mạng Hopfield, tỉ số lỗi bit sẽ nhỏ hơn so với trường hợp dùng các dạng máy thu khác đã khảo sát ở trên. Tỉ số này thay đổi nhiều theo SNR và ít thay đổi hơn so với số user của hệ thống. Tách sóng đa truy nhập dùng mạng Hopfield Giải thuật và chương trình GVHD: TS. Phạm Hồng Liên Trang 155 So sánh xác suất lỗi bit giữa các phương pháp tách sóng: Ta thấy, tùy theo tỉ số SNR mà tỉ số lỗi bit của các phương pháp tách sóng có thể lớn hơn hay nhỏ hơn. Tuy nhiên, nếu SNR đủ lớn thì BER có thể sắp xếp teo thứ tự phương pháp cổ điển – khử tương quan – LMMSE – Hopfield. Quá trình thực hiện mạng: Vẽ dạng sóng cho mạng Ma trận trọng số của mạng Quá trình cập nhật mạng theo từng bước Tách sóng đa truy nhập dùng mạng Hopfield Giải thuật và chương trình GVHD: TS. Phạm Hồng Liên Trang 156 Dạng tín hiệu cho mạng neural ứng với 1 bit thông tin: