Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật viễn thông: Nghiên cứu hiệu năng các hệ thống DCSK dưới ảnh hưởng của chuỗi loạn đảo ngược thời gian và kênh vệ tinh di động mặt đất

Chia sẻ: Minh Tú | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu trình bày kết quả phân tích về đặc điểm dạng sóng và đặc điểm tương quan của chuỗi hỗn loạn đảo ngược thời gian chỉ ra rằng có sự khác biệt về dạng sóng và đặc điểm tương quan chéo giữa các chuỗi hỗn loạn đảo ngược thời gian so với các chuỗi hỗn loạn thông thường. Sự khác biệt này là do sự phụ thuộc thống kê giữa các mẫu trong các chuỗi hỗn loạn được tổng hợp từ chuỗi hỗn loạn đảo ngược thời gian.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật viễn thông: Nghiên cứu hiệu năng các hệ thống DCSK dưới ảnh hưởng của chuỗi loạn đảo ngược thời gian và kênh vệ tinh di động mặt đất

BË GIO DÖC V O TO TR×ÍNG I HÅC BCH KHOA H NËI ON THÀ QU NGHIN CÙU HIU NNG CC H THÈNG DCSK D×ÎI NH H×ÐNG CÕA CHUÉI HÉN LON O NG×ÑC THÍI GIAN V KNH V TINH DI ËNG MT T Ng nh: Kÿ thuªt vi¹n thæng M¢ sè: 9520208 TÂM TT LUN N TIN S Kß THUT VIN THÆNG H NËI−2021
Cæng tr¼nh ÷ñc ho n th nh t¤i: Tr÷íng ¤i håc B¡ch khoa H Nëi Tªp thº h÷îng d¨n khoa håc: HD1: PGS.TS. Ho ng M¤nh Thng HD2: PGS.TS. Nguy¹n Xu¥n Quy·n Ph£n bi»n 1: Ph£n bi»n 2: Ph£n bi»n 3: Luªn ¡n ÷ñc b£o v» t¤i Hëi çng ¡nh gi¡ luªn ¡n ti¸n s¾ c§p Tr÷íng håp t¤i Tr÷íng ¤i håc B¡ch khoa H Nëi. V o hçi .... gií, ng y ..... th¡ng .... n«m ...... Câ thº t¼m hiºu luªn ¡n t¤i: 1. Th÷ vi»n T¤ Quang Bûu - Tr÷íng HBK H Nëi 2. Th÷ vi»n Quèc gia Vi»t Nam.
1 MÐ U 1. Bèi c£nh nghi¶n cùu Xu h÷îng ph¡t triºn cõa thæng tin khæng d¥y ái häi dung l÷ñng, tèc ë truy·n tin v an to n thæng tin ng y c ng cao, trong khi â phê t¦n sè væ tuy¸n l húu h¤n. i·u n y °t ra th¡ch thùc v· m°t kÿ thuªt c¦n gi£i quy¸t nh¬m n¥ng cao kh£ n«ng cõa kÿ thuªt i·u ch¸ ¢ v ang ÷ñc dòng. B¶n c¤nh hi»u su§t b«ng thæng, c¡c kÿ thuªt i·u ch¸ c¦n th¶m v· kh£ n«ng £m b£o an to n thæng tin ÷ñc truy·n. Þ t÷ðng º thüc hi»n truy·n tin b£o mªt ð lîp vªt lþ l sû döng t½n hi»u vîi nhúng °c t½nh °c bi»t m câ thº ©n gi§u ÷ñc thæng tin tr÷îc k´ t§n cæng. Þ t÷ðng n y l cì sð º truy·n tin sû döng kÿ thuªt hén lo¤n ÷ñc nghi¶n cùu v · xu§t trong hìn hai thªp k qua. Ùng döng hén lo¤n trong b£o mªt thæng i theo c¡c h÷îng ch½nh sau: H» thèng mªt m¢ sû döng hén lo¤n; H» thèng i·u ch¸/tr£i phê sû döng hén lo¤n. Vîi vi»c sû döng c¡c chuéi hén lo¤n câ °c t½nh b«ng rëng v bi¸n êi phi chu ký, c¡c h» thèng i·u ch¸ sû döng hén lo¤n ¢ thº hi»n nhúng ÷u iºm so vîi c¡c h» thèng sû döng sâng mang i·u háa truy·n thèng â l chèng l¤i c¡c y¸u tè g¥y nhi¹u (jamming) [29] v °c bi»t t«ng c÷íng b£o mªt lîp vªt lþ do x¡c su§t ph¡t hi»n th§p [39]. Mët sè l÷ñng lîn c¡c ph÷ìng ph¡p i·u ch¸ sè düa tr¶n hén lo¤n ¢ ÷ñc · xu§t qua hìn hai thªp k¿ qua, trong â iºn h¼nh l khâa dàch hén lo¤n vi sai (DCSK) [41]. Nhí gi£i i·u ch¸ khæng li¶n k¸t, h» thèng DCSK ¤t ÷ñc hi»u n«ng tèt qua mæi tr÷íng truy·n d¨n a ÷íng. Ngo i ra, DCSK câ thº ÷ñc thüc hi»n r§t ìn gi£n tr¶n c¡c n·n t£ng sè. Vîi nhúng lþ do n y, h¦u h¸t c¡c h» thèng hén lo¤n ÷ñc · xu§t v· sau n y cho truy·n thæng væ tuy¸n ·u düa tr¶n sü c£i ti¸n ho°c mð rëng tø DCSK 2. C¡c v§n · cán tçn t¤i C¡c h» thèng DCSK v¨n ð d¤ng ti·m n«ng c¦n nghi¶n cùu. ¸n nay, c¡c nh nghi¶n cùu v¨n khæng ngøng c£i ti¸n, · xu§t c¡c c§u tróc c£i ti¸n, c¡c kÿ thuªt k¸t hñp ¡p ùng hi»u n«ng tèt hìn cho c¡c h» thèng n y. Trong c¡c h» thèng truy·n thæng hén lo¤n düa tr¶n DCSK, DCSK l phi¶n b£n gèc câ c§u tróc ìn gi£n nh§t. Ph÷ìng ph¡p khâa dàch hén lo¤n vi sai c£i ti¸n (IDCSK) [48], sû döng ho¤t ëng £o ng÷ñc thíi gian trong chuéi tham chi¸u º truy·n çng thíi chuéi tham chi¸u v chuéi mang tin trong còng mët khe thíi gian d¨n ¸n c£i thi»n tèc ë dú li»u v hi»u qu£ sû döng phê ¡ng kº so vîi DCSK. Luªn ¡n ph¡t hi»n ra r¬ng ho¤t ëng £o ng÷ñc thíi gian cõa chuéi hén lo¤n t¤o ra sü b§t th÷íng trong d¤ng sâng cõa t½n hi»u hén lo¤n v l m thay êi °c iºm t÷ìng quan ch²o vèn câ giúa c¡c chuéi hén lo¤n. i·u n y câ thº £nh h÷ðng ¸n c¡ch t½nh to¡n hi»u n«ng t l» léi bit (BER) cho c¡c h» thèng sû döng chuéi hén lo¤n £o ng÷ñc thíi gian. V¼ vªy, luªn ¡n · xu§t nghi¶n cùu h» thèng IDCSK º l m rã v§n · nâi tr¶n. T¤i thíi iºm bt ¦u luªn ¡n n y, ¢ câ mët sè c¡c cæng tr¼nh cæng bè ¡nh gi¡ hi»u n«ng BER cõa c¡c h» thèng DCSK qua c¡c k¶nh truy·n d¨n khæng d¥y m°t §t kh¡c nhau sû döng c¡c mæ h¼nh k¶nh cì b£n nh÷ mæ h¼nh k¶nh t¤p ¥m Gauss trng cëng (AWGN), mæ h¼nh k¶nh fading Rice v mæ h¼nh k¶nh fading Rayleigh a ÷íng. Trong luªn ¡n n y,
2 nghi¶n cùu sinh ti¸n h nh nghi¶n cùu v ¡nh gi¡ ph©m ch§t h» thèng DCSK qua mët mæ h¼nh k¶nh iºn h¼nh cõa ÷íng truy·n væ tuy¸n trong h» thèng thæng tin di ëng m°t §t (LMSS), trong â, mæ h¼nh k¶nh n y l sü k¸t hñp cõa c¡c mæ h¼nh cì b£n l Gauss, Rice hay Rayleigh. C¡c k¸t qu£ ¤t ÷ñc câ thº ÷ñc sû döng l m cì sð cho c¡c · xu§t nghi¶n cùu ph¡t triºn, c£i ti¸n º ¡p döng trong h» thèng LMSS trong t÷ìng lai. 3. Möc ti¶u nghi¶n cùu Xu§t ph¡t tø nhúng v¨n · cán tçn t¤i ð tr¶n, luªn ¡n s³ tªp trung thüc hi»n hai nëi dung khoa håc ch½nh nh÷ sau: (i) Nghi¶n cùu h» thèng IDCSK nh¬m c£i thi»n hi»u n«ng v t¼m c¡ch t½nh to¡n ch½nh x¡c hi»u n«ng BER cho c¡c h» thèng sû döng chuéi hén lo¤n £o ng÷ñc thíi gian; (ii) · xu§t ¡p döng h» thèng DCSK v IDCSK trong k¶nh v» tinh di ëng m°t §t: ph¡t triºn c¡c mæ h¼nh to¡n håc, ÷a ra c¡c cæng thùc t½nh hi»u n«ng º dü o¡n c¡c tham sè £nh h÷ðng ¸n hi»u n«ng h» thèng v tø â t¤o n·n t£ng cho c¡c · xu§t trong t÷ìng lai nh¬m mð rëng ho°c c£i ti¸n c¡c h» thèng thæng tin li¶n l¤c düa tr¶n DCSK trong truy·n thæng. 4. èi t÷ñng, ph¤m vi v ph÷ìng ph¡p nghi¶n cùu 5. C¡c âng gâp ch½nh cõa luªn ¡n Trong âng gâp ¦u ti¶n, luªn ¡n ph¥n t½ch d¤ng sâng v °c iºm t÷ìng quan cõa chuéi hén lo¤n £o ng÷ñc thíi gian. Tø â, luªn ¡n · xu§t mët cûa sê t½nh to¡n mîi º ÷îc l÷ñng ch½nh x¡c £nh h÷ðng cõa ho¤t ëng £o ng÷ñc thíi gian ¸n vi»c t½nh to¡n hi»u n«ng t¿ l» léi bit cho c¡c h» thèng IDCSK v 2T2R-IDCSK. Cûa sê · xu§t n y câ thº ÷ñc sû döng º t½nh to¡n hi»u n«ng BER cho c¡c h» thèng b§t ký sû döng chuéi hén lo¤n £o ng÷ñc thíi gian. Trong âng gâp thù hai, luªn ¡n · xu§t ¡p döng h» thèng DCSK v IDCSK cho k¶nh v» tinh di ëng m°t §t. Trong · xu§t n y, luªn ¡n mæ h¼nh hâa c¡c h» thèng trong mi·n thíi gian ríi r¤c v tø â t½nh to¡n hi»u n«ng cho c¡c h» thèng. C¡c cæng thùc t½nh to¡n BER, hi»u su§t n«ng l÷ñng v hi»u su§t phê cõa h» thèng DCSK v IDCK ÷ñc ÷a ra º dü o¡n c¡c thæng sè £nh h÷ðng ¸n ch§t l÷ñng cõa h» thèng. K¸t qu£ ¡nh gi¡ mùc ë £nh h÷ðng cõa c¡c c¡c thæng sè ¸n t¿ l» léi bit cõa h» thèng ch¿ ra iºm ¡ng chó þ sau: h» thèng DCSK v IDCSK cho hi»u n«ng BER k²m hìn so vîi c¡c ph÷ìng ph¡p i·u ch¸ dàch pha truy·n thèng sû döng sâng mang i·u háa. Tuy nhi¶n, do sû döng c¡c chuéi hén lo¤n º truy·n tin, DCSK v IDCSK ¢ k¸ thøa ÷u iºm cõa truy·n thæng düa tr¶n hén lo¤n â l t«ng c÷íng b£o mªt ð lîp vªt lþ v do â DCSK v IDCSK v¨n l mët gi£i ph¡p hùa hµn cho thæng tin v» tinh di ëng m°t §t. 6. Bè cöc cõa luªn ¡n Vîi k¸t c§u 3 ch÷ìng, luªn ¡n ¢ tr¼nh b y trån vµn c¡c nëi dung khoa håc ch½nh cõa luªn ¡n.
3 Ch÷ìng 1 CÌ SÐ LÞ THUYT V TRUYN THÆNG KHÆNG DY DÜA TRN Kß THUT HÉN LON Ch÷ìng n y tr¼nh b y cì sð lþ thuy¸t li¶n quan ¸n c¡c v§n · nghi¶n cùu cõa luªn ¡n bao gçm: têng quan v· hén lo¤n, ùng döng hén lo¤n trong truy·n thæng b£o mªt, c¡c h» thèng i·u ch¸ sè düa tr¶n DCSK v cì sð lþ thuy¸t v· mæ h¼nh hâa k¶nh v» tinh di ëng m°t §t. 1.1. Hén lo¤n 1.1.1. H» thèng ëng hén lo¤n Ba t½nh ch§t quan trång cõa h» thèng ëng hén lo¤n l : H» thèng x¡c ành, ÷ñc mæ t£ to¡n håc b¬ng c¡c ph÷ìng tr¼nh vi ph¥n ho°c sai ph¥n, Nh¤y c£m vîi i·u ki»n khði t¤o, Vªn ëng khæng câ chu ký. 1.1.2. C¡c °c iºm cõa t½n hi»u hén lo¤n T½n hi»u hén lo¤n l t½n hi»u khæng tu¦n ho n, gièng nh÷ ng¨u nhi¶n v ÷íng bao t½n hi»u n¬m trong mët mi·n giîi h¤n [55, 59, 60]. °c iºm n y ÷ñc thº hi»n trong H¼nh 1.3. H¼nh 1.3: D¤ng sâng cõa t½n hi»u hén lo¤n, ÷ñc t¤o ra bði Chebyshev bªc hai, theo thíi gian chu©n hâa. Ngo i ra, c¡c t½n hi»u hén lo¤n ÷ñc °c tr÷ng bði t½nh tü t÷ìng quan cao v t÷ìng quan ch²o th§p nh÷ thº hi»n l¦n l÷ñt trong H¼nh 1.4 (a) v (b). Cuèi còng, t½n hi»u hén lo¤n câ °c t½nh phê rëng nh÷ thº hi»n trong H¼nh 1.5. 1.2. Ùng döng cõa hén lo¤n trong truy·n thæng b£o mªt m¤ng khæng d¥y 1.2.1. H» thèng thæng tin li¶n l¤c khæng d¥y èi vîi truy·n d¨n sè, ch§t l÷ñng thu ÷ñc o b¬ng t sè giúa n«ng l÷ñng bit trung b¼nh v mªt ë phê cæng su§t cõa t¤p ¥m Eb /N0 . N«ng l÷ñng bit, ÷ñc kþ hi»u l Eb , ÷ñc
4 H¼nh 1.4: C¡c h m t÷ìng quan chu©n hâa cõa c¡c t½n hi»u hén lo¤n, ÷ñc t¤o ra bði Chebyshev bªc hai, theo tr¹ thíi gian chu©n hâa. (a) Tü t÷ìng quan, (b) T÷ìng quan ch²o. H¼nh 1.5: Phê cæng su§t cõa t½n hi»u hén lo¤n. H¼nh 1.6: Sì ç khèi cõa mët h» thèng thæng tin li¶n l¤c khæng d¥y ìn gi£n. ành ngh¾a l n«ng l÷ñng trung b¼nh ÷ñc truy·n tr¶n méi bit, v N0 /2 l mªt ë phê cæng su§t hai ph½a cõa nguçn t¤p ¥m Gauss trng cëng. Hi»u su§t cõa h» thèng truy·n thæng sè th÷íng ÷ñc ¡nh gi¡ theo t l» léi bit (BER), ÷ñc ành ngh¾a l t sè giúa têng sè bit bà gi£i m¢ sai tr¶n têng sè bit ÷ñc truy·n. Vîi hai ph÷ìng ph¡p i·u ch¸ sè kh¡c nhau ho¤t ëng ð còng tèc ë dú li»u, so s¡nh hi»u su§t iºn h¼nh düa tr¶n BER cõa chóng theo còng Eb /N0 . Ngo i ra, c¡c ti¶u ch½ ¡nh gi¡ hi»u su§t kh¡c nh÷ hi»u su§t n«ng l÷ñng v hi»u su§t phê công ÷ñc xem x²t. 1.2.2. Tr£i phê v truy·n thæng b£o mªt trong m¤ng khæng d¥y B¶n c¤nh kÿ thuªt thi¸t y¸u dòng cho b£o mªt thæng tin l mªt m¢ hâa, m¤ng khæng d¥y c¦n th¶m kh£ n«ng b£o mªt ð lîp vªt lþ trong c¡c kÿ thuªt truy·n tin nh÷ i·u ch¸/tr£i phê. Tr£i phê l mët kÿ thuªt i·u ch¸ m thæng tin ÷ñc tr£i theo mi·n t¦n sè bði mët chuéi tr£i phê ho n to n ëc lªp vîi thæng tin. Cæng ngh» tr£i phê b£o v» thæng
5 tin li¶n l¤c tr÷îc hai h¼nh thùc t§n cæng, â l nghe trëm v g¥y nhi¹u (jamming). 1.2.3. ×u iºm cõa truy·n thæng b£o mªt düa tr¶n hén lo¤n H» thèng truy·n thæng b£o mªt düa tr¶n hén lo¤n thüc câ c¡c ÷u iºm sau: chèng t§n cæng nghe l²n v g¥y nhi¹u, t«ng hi»u qu£ sû döng b«ng thæng [29, 30, 31]. Ngo i ra, mët sè l÷ñng lîn c¡c t½n hi»u hén lo¤n ÷ñc t¤o ra d¹ d ng tø còng mët bë ph¡t hén lo¤n b¬ng c¡c i·u ki»n khði t¤o kh¡c nhau, do â i·u ch¸ hén lo¤n mang l¤i chi ph½ th§p cho c¡c h» thèng nhi·u ng÷íi sû döng. ¡nh gi¡ v· kh£ n«ng b£o mªt cõa vi»c ùng döng hén lo¤n trong truy·n thæng ¢ ÷ñc · cªp ¸n trong cæng tr¼nh [39], trong â kh£ n«ng bà ph¡t hi»n cõa chuéi hén lo¤n ÷ñc so s¡nh vîi chuéi gi£ ng¨u nhi¶n nhà ph¥n. K¸t qu£ ¤t ÷ñc cho th§y x¡c su§t ph¡t hi»n ÷ñc chuéi tr£i phê hén lo¤n th§p hìn so vîi chuéi tr£i phê nhà ph¥n, hay nâi mët c¡ch kh¡c chuéi hén lo¤n câ kh£ n«ng ©n gi§u thæng tin tèt hìn so vîi chuéi gi£ ng¨u nhi¶n. 1.3. C¡c h» thèng i·u ch¸ sè düa tr¶n hén lo¤n 1.3.1. H» thèng i·u ch¸ sè li¶n k¸t 1.3.2. H» thèng i·u ch¸ sè khæng li¶n k¸t 1.4. C¡c h» thèng i·u ch¸ hén lo¤n düa tr¶n DCSK 1.4.1. i·u ch¸ DCSK H¼nh 1.9: Sì ç khèi cho h» thèng DCSK: (a) M¡y ph¡t v (b) M¡y thu. (nguçn [31]) a. Sì ç m¡y ph¡t Trong kho£ng thíi gian bit thù i, èi vîi thíi gian k = 1, 2, ..., 2β , t½n hi»u ¦u ra m¡y ph¡t sk ÷ñc biºu di¹n nh÷ sau: ( xk , 1 ≤ k ≤ β, sk = (1.5) bi xk−β , β < k ≤ 2β, trong â xk−β l phi¶n b£n tr¹ cõa chuéi tham chi¸u xk , bi = ±1 l gi¡ trà cõa bit thù i.
6 b. Sì ç m¡y thu Gi¡ trà t½n hi»u ð ¦u ra bë t÷ìng quan Di t÷ìng ùng vîi bit thù i ÷ñc x¡c ành bði β (P β 2 k=1 xk , bi = 1, X Di = rk rk+β = Pβ (1.6) 2 − bi = −1. k=1 k=1 xk , Gi¡ trà t÷ìng quan Di ÷ñc ÷a qua bë quy¸t ành mùc vîi ng÷ïng khæng º khæi phöc l¤i bit truy·n d¨n thù i theo qui tc sau: ( ˆ +1, n¸u Di > 0, bi = (1.7) −1, n¸u Di < 0. H¤n ch¸ lîn nh§t cõa h» thèng DCSK l tèc ë truy·n dú li»u th§p do chuéi hén lo¤n tham chi¸u v chuéi hén lo¤n mang thæng tin ÷ñc truy·n trong hai nûa thíi gian t¡ch bi»t cõa chu ký bit. 1.4.2. i·u ch¸ khâa dàch hén lo¤n vi sai c£i ti¸n (IDCSK) H¼nh 1.10: Sì ç khèi cho ph÷ìng ph¡p IDCSK: (a) M¡y ph¡t v (b) M¡y thu. (nguçn [48]) º c£i thi»n tèc ë truy·n dú li»u cõa DCSK, h» thèng khâa dàch hén lo¤n vi sai c£i ti¸n (IDCSK) ÷ñc · xu§t [48]. H¼nh 1.10 thº hi»n sì ç m¡y ph¡t v m¡y thu IDCSK. a. Sì ç m¡y ph¡t èi vîi m¡y ph¡t IDCSK, trong méi kho£ng thíi gian ë rëng bit Tb , chuéi hén lo¤n xk ÷ñc t¤o ra tø bë ph¡t hén lo¤n ÷ñc nh¥n vîi bit dú li»u º t¤o ra chuéi hén lo¤n mang thæng tin, çng thíi chuéi hén lo¤n xk ÷ñc ÷a qua khèi £o ng÷ñc thíi gian º t¤o chuéi hén lo¤n tham chi¸u x˜k theo qui tc sau: x˜k = xβ−k+1 , 1 ≤ k ≤ β. (1.8) Trong kho£ng thíi gian bit thù i, èi vîi c¡c thíi iºm k = 1, 2, ..., β , t½n hi»u ¦u ra bë i·u ch¸ ð b÷îc thù k l sk = x˜k + bi xk , (1.9) vîi x˜k l phi¶n b£n £o ng÷ñc thíi gian cõa xk .
7 b. Sì ç m¡y thu Gi¡ trà ¦u ra bë t÷ìng quan ùng vîi bit thù i ÷ñc x¡c ành bði β (P β 2 k=1 (xk + x˜k ) , bi = 1, X Di = rk r˜k = Pβ (1.10) k=1 − ˜ k )2 , k=1 (xk − x bi = −1. Gi¡ trà t÷ìng quan n y ÷ñc ÷a qua bë quy¸t ành vîi mùc ng÷ïng khæng º khæi phöc bit dú li»u thù i theo qui tc sau ( ˆ +1, n¸u Di > 0, bi = (1.11) −1, n¸u Di < 0. Vîi vi»c sû döng ho¤t ëng £o ng÷ñc thíi gian º truy·n çng thíi chuéi hén lo¤n tham chi¸u v chuéi hén lo¤n mang thæng tin trong còng kho£ng thíi gian cõa chu ký bit, IDCSK ¢ c£i thi»n tèc ë truy·n dú li»u, hi»u qu£ sû döng phê v hi»u n«ng BER so vîi DCSK [48]. 1.4.3. C¡c phi¶n b£n c£i ti¸n kh¡c cõa DCSK Ngo i h» thèng IDCSK, mët sè l÷ñng lîn c¡c phi¶n b£n c£i ti¸n cõa DCSK ¢ ÷ñc · xu§t v ¡nh gi¡ nh÷: IDCSK, NR-DCSK, SR-DCSK v PI-DCSK, v.v. C¡c h» thèng NR-DCSK, SR-DCSK v PI-DCSK ho¤t ëng tèt hìn so vîi DCSK. Tuy nhi¶n c¡c h» thèng n y ph£i ¡nh êi sü c£i thi»n hi»u n«ng b¬ng sü gia t«ng ë phùc t¤p cõa h» thèng. H» thèng IDCSK câ tèc ë truy·n dú li»u, hi»u su§t sû döng n«ng l÷ñng, hi»u n«ng BER cao hìn so vîi DCSK nh÷ng khæng l m t«ng ë phùc t¤p cõa h» thèng. º ¡nh gi¡ ho¤t ëng cõa c¡c h» thèng DCSK qua c¡c k¶nh truy·n thüc t¸, mët sè l÷ñng lîn c¡c cæng tr¼nh nghi¶n cùu ¢ ÷ñc cæng bè [48, 49, 50, 51, 74,75], trong â ¢ ti¸n h nh kh£o s¡t c¡c h» thèng n y qua c¡c k¶nh truy·n d¨n væ tuy¸n m°t §t kh¡c nhau, sû döng mæ h¼nh k¶nh ìn gi£n AWGN ¸n c¡c mæ h¼nh k¶nh phùc t¤p hìn nh÷ mæ h¼nh k¶nh fading Rice, mæ h¼nh k¶nh fading Rayleigh a ÷íng. Cho ¸n nay, vi»c ¡nh gi¡ hi»u n«ng cõa h» thèng DCSK qua mæ h¼nh k¶nh truy·n væ tuy¸n cõa h» thèng thæng tin v» tinh di ëng m°t §t v¨n ch÷a ÷ñc nghi¶n cùu. 1.5. K¶nh v» tinh di ëng m°t §t 1.5.1. Giîi thi»u k¶nh v» tinh di ëng m°t §t K¶nh v» tinh di ëng m°t §t giúa «ng-ten ph¡t cõa v» tinh v «ng-ten thu cõa m¡y thu di ëng ÷ñc minh håa trong H¼nh 1.11. Do t½nh ch§t ng¨u nhi¶n v khæng thº o¡n tr÷îc cõa mæi tr÷íng lan truy·n l m t«ng ë phùc t¤p cõa °c t½nh suy gi£m truy·n d¨n trong c¡c li¶n k¸t truy·n thæng di ëng m°t §t, n¶n c¡c £nh h÷ðng truy·n d¨n ÷ñc mæ h¼nh hâa b¬ng c¡c h m ph¥n phèi x¡c su§t kh¡c nhau. 1.5.2. Mët sè h m ph¥n phèi x¡c su§t cho mæ h¼nh hâa k¶nh v» tinh di ëng m°t §t Tr÷íng hñp ð khu vüc th nh thà, t½n hi»u ¦u v o t¤i m¡y thu ÷ñc coi l têng cõa c¡c th nh ph¦n bà che khu§t, bà ph£n x¤ ho°c nhi¹u x¤ g¥y ra bði sü dàch pha, ë tr¹ thíi gian
8 H¼nh 1.11: Minh håa k¶nh v» tinh di ëng m°t §t. (nguçn [77]) v sü suy gi£m kh¡c nhau. Trong tr÷íng hñp n y, h m ph¥n phèi x¡c su§t (PDF) cõa h» sè k¶nh ÷ñc ÷a ra trong [80] nh÷ sau: 2 α α pRayleigh (α) = 2 exp − 2 , (1.12) σ 2σ trong â α l h» sè k¶nh (hay cán gåi l h» sè fading) v σ l tham sè t l» cõa ph¥n phèi. Ph¥n bè Rayleigh th÷íng ÷ñc °c t£ bði h» sè K ÷ñc x¡c ành bði 1 K = 10 log [dB] . (1.13) 2σ 2 Trong c¡c kàch b£n truy·n d¨n vîi sü hi»n di»n cõa th nh ph¦n LOS, t½n hi»u nhªn ÷ñc ÷ñc biºu thà b¬ng têng cõa th nh ph¦n LOS v c¡c th nh ph¦n fading a ÷íng ëc lªp kh¡c nhau. H» sè k¶nh tu¥n theo ph¥n phèi Rice [80], ÷ñc x¡c ành bði 2 2 α α +C aC pRice (α) = exp − I0 , (1.14) σ2 2σ 2 σ2 trong â I0 (.) v C t÷ìng ùng l h m Bessel bªc khæng sûa êi v bi¶n ë cõa th nh ph¦n LOS. T l» cæng su§t cõa th nh ph¦n LOS vîi c¡c th nh ph¦n a ÷íng ÷ñc gåi l h» sè Rice ÷ñc ÷a ra nh÷ sau: 2 C K = 10 log [dB] . (1.15) 2σ 2 Trong tr÷íng hñp câ ch÷îng ng¤i vªt k½ch th÷îc lîn, t½n hi»u thu bà ph¥n t¡n v h§p thö, do â gi¡ trà trung b¼nh cõa cæng su§t nhªn ÷ñc thay êi. H m ph¥n phèi x¡c su§t cõa h» sè k¶nh bà £nh h÷ðng bði che khu§t tu¥n theo ph¥n phèi Lognormal [80], ÷ñc vi¸t nh÷ sau: 2 1 (ln α − mµ ) pLognormal (α) = √ exp − , (1.16) ασµ 2π 2σµ2 vîi σµ v mµ l¦n l÷ñt l ë l»ch chu©n v gi¡ trà trung cõa th nh ph¦n che khu§t (ln(α)).
9 1.5.3. Mæ h¼nh k¶nh Lutz Mæ h¼nh k¶nh v» tinh di ëng m°t §t ÷ñc sû döng º ¡nh gi¡ hi»u n«ng cõa c¡c h» thèng nghi¶n cùu trong luªn ¡n l mæ h¼nh k¶nh Lutz. Mët sè mæ h¼nh k¶nh v» tinh ¢ ÷ñc · xu§t nh÷ Loo, Corazza, Lutz, Nakagami v Norton [80], trong â mæ h¼nh Lutz phò hñp nh§t vîi dú li»u thüc nghi»m. Trong c¡c cæng tr¼nh ¢ ÷ñc cæng bè g¦n ¥y [81-87] cho th§y mæ h¼nh k¶nh Lutz v¨n ÷ñc sû döng rëng r¢i cho ph¥n t½ch k¶nh v» tinh trong h» thèng thæng tin v» tinh di ëng m°t §t. Mæ h¼nh Lutz, ÷ñc · xu§t bði Lutz Erich v c¡c cëng sü [88], l mæ h¼nh k¶nh vîi hai tr¤ng th¡i, tr¤ng th¡i tèt v tr¤ng th¡i x§u. Ð tr¤ng th¡i tèt, h m ph¥n phèi x¡c su§t cõa h» sè k¶nh ÷ñc biºu thà nh÷ trong cæng thùc (1.14). Ð tr¤ng th¡i x§u, h» sè k¶nh bà thay êi ng¨u nhi¶n theo ph¥n phèi Suzuki, â l sü k¸t hñp giúa c¡c ph¥n phèi Rayleigh v Lognormal. Trong tr÷íng hñp n y, h m ph¥n phèi x¡c su§t cõa h» sè k¶nh ÷ñc ÷a ra l Z∞ pRayleigh α| σ 2 pLognormal (σ 2 )dσ 2 , pSuzuki (α) = (1.17) 0 trong â, pRayleigh (.) v pLognormal (.) ÷ñc biºu di¹n l¦n l÷ñt theo c¡c cæng thùc (1.12) v (1.16). H m ph¥n phèi x¡c su§t cõa h» sè k¶nh trong mæ h¼nh hai tr¤ng th¡i ÷ñc x¡c ành bði pLutz (α) = (1 − A) · pRice (α) + A · pSuzuki (α), (1.18) vîi A l x¡c su§t xu§t hi»n tr¤ng th¡i k¶nh x§u. 1.6. K¸t luªn ch÷ìng Tø nëi dung ¢ ÷ñc · cªp trong Ch÷ìng 1, mët sè nhªn x²t sau ¥y ÷ñc rót ra: Sû döng c¡c h» thèng truy·n thæng b£o mªt düa tr¶n hén lo¤n cho c¡c ùng döng khæng d¥y l mët gi£i ph¡p ¦y hùa hµn cho t«ng c÷íng b£o mªt ð lîp vªt lþ. C¡c h» thèng i·u ch¸ v gi£i i·u ch¸ sè khæng li¶n k¸t ÷ñc nghi¶n cùu rëng r¢i do t½nh kh£ thi cõa chóng cao hìn c¡c h» thèng li¶n k¸t. °c bi»t, h» thèng DCSK d nh ÷ñc sü quan t¥m lîn cõa c¡c nh nghi¶n cùu. Nhi·u phi¶n b£n c£i ti¸n cõa DCSK ¢ ÷ñc · xu§t v ¡nh gi¡ mang l¤i sü c£i thi»n hi»u n«ng ¡ng kº, trong â ti¶u biºu l IDCSK. ¡nh gi¡ hi»u n«ng c¡c h» thèng DCSK qua k¶nh v» tinh di ëng m°t §t c¦n ph£i ÷ñc nghi¶n cùu º l m cì sð cho c¡c · xu§t mð rëng ho°c c£i ti¸n c¡c h» thèng n y trong thæng tin v» tinh. Xu§t ph¡t tø nhúng ph¥n t½ch ð tr¶n, c¡c · xu§t nghi¶n cùu trong c¡c ch÷ìng ti¸p theo cõa luªn ¡n tªp trung v o hai h» thèng, â l DCSK v IDCSK, theo c¡c h÷îng: c£i thi»n hi»u n«ng t¿ l» léi bit cho c¡c h» thèng; mæ h¼nh hâa h» thèng, ph¥n t½ch v ÷a ra cæng thùc t½nh BER cho h» thèng DCSK v IDCSK qua k¶nh v» tinh di ëng m°t §t.
10 Ch÷ìng 2 PHN TCH HIU NNG CÕA H THÈNG 2T2R-IDCSK VÎI NH H×ÐNG CÕA CHUÉI HÉN LON O NG×ÑC THÍI GIAN Trong ch÷ìng n y, luªn ¡n · xu§t mët cûa sê t½nh to¡n mîi º ÷îc l÷ñng ch½nh x¡c £nh h÷ðng cõa ho¤t ëng £o ng÷ñc thíi gian ¸n vi»c t½nh to¡n hi»u n«ng BER cõa c¡c h» thèng sû döng chuéi hén lo¤n £o ng÷ñc thíi gian. K¸t qu£ theo ph¥n t½ch lþ thuy¸t v mæ phäng cho th§y h» thèng 2T2R-IDCSK câ hi»u n«ng BER tèt hìn so vîi h» thèng IDCSK. 2.1. D¤ng sâng v °c iºm t÷ìng quan cõa chuéi hén lo¤n £o ng÷ñc thíi gian Luªn ¡n ph¥n t½ch c¡c °c iºm v· d¤ng sâng v t÷ìng quan cõa c¡c chuéi hén lo¤n trong hai tr÷íng hñp sau: Tr÷íng hñp 1: Giúa hai chuéi hén lo¤n thæng th÷íng b§t ký ÷ñc t¤o bði còng mët h» thèng hén lo¤n vîi c¡c i·u ki»n ban ¦u kh¡c nhau; Tr÷íng hñp 2: Giúa mët chuéi hén lo¤n thæng th÷íng b§t ký v phi¶n b£n £o ng÷ñc thíi gian cõa nâ. 2.1.1. D¤ng sâng cõa t½n hi»u hén lo¤n H¼nh 2.1 thº hi»n d¤ng sâng cõa t½n hi»u têng v t½ch cõa hai chuéi hén lo¤n thæng th÷íng cho tr÷íng hñp 1 . Chóng ta câ thº th§y sü bi¸n êi hén lo¤n cõa bi¶n ë theo thíi gian chu©n hâa cõa c¡c t½n hi»u n y. H¼nh 2.1: D¤ng sâng cõa (a) têng v (b) t½ch cõa hai t½n hi»u hén lo¤n thæng th÷íng. D¤ng sâng cõa têng v t½ch cõa c¡c chuéi, â l xk v x˜k , cho tr÷íng hñp 2 ÷ñc hiºn
11 thà trong H¼nh 2.2 (a) v (b) t÷ìng ùng. Câ thº th§y r¬ng trong cûa sê quan s¡t, β = 200, d¤ng sâng ð nûa kho£ng thíi gian thù nh§t vîi 0 < β ≤ 100 v nûa kho£ng thíi gian thù hai vîi 100 < β ≤ 200 £o ng÷ñc v· thíi gian vîi nhau. C¡c m¨u t÷ìng ÷ìng trong hai nûa, v½ dö t¤i c¡c khe thíi gian thù k v (β − k + 1), câ bi¶n ë b¬ng nhau v phö thuëc thèng k¶ v o nhau. Tuy nhi¶n, c¡c m¨u ð thíi gian kh¡c nhau trong còng mët nûa l ëc lªp thèng k¶ vîi nhau. Do â, c¡c m¨u ri¶ng bi»t ð c¡c khe thíi gian kh¡c nhau cõa c¡c chuéi têng v t½ch, â l xk + x˜k v xk x˜k , ch¿ ëc lªp thèng k¶ trong mët nûa cûa sê quan s¡t. H¼nh 2.2: D¤ng sâng cõa (a) têng v (b) t½ch cõa c¡c chuéi hén lo¤n thæng th÷íng v £o ng÷ñc thíi gian. 2.1.2. °c iºm tü t÷ìng quan v t÷ìng quan ch²o H¼nh 2.4 (a) v (b) t÷ìng ùng hiºn thà c¡c h m t÷ìng quan ch²o cho c¡c tr÷íng hñp 1 v 2. Chóng ta câ thº th§y sü kh¡c bi»t trong c¡c gi¡ trà t÷ìng quan ch²o. èi vîi h¦u h¸t c¡c ë tr¹ thíi gian, gi¡ trà t÷ìng quan ch²o cõa tr÷íng hñp 2 lîn hìn gi¡ trà t÷ìng quan ch²o cõa tr÷íng hñp 1. Sü kh¡c bi»t n y câ thº ÷ñc gi£i th½ch b¬ng sü phö thuëc thèng k¶ giúa c¡c m¨u trong tr÷íng hñp 2. nh h÷ðng cõa sü phö thuëc thèng k¶ n y ¸n t½nh to¡n hi»u n«ng BER s³ ÷ñc ph¥n t½ch trong Möc 2.4. 2.2. K¸t hñp giúa i·u ch¸ khâa dàch hén lo¤n vi sai c£i ti¸n vîi kÿ thuªt MIMO H» thèng khâa dàch hén lo¤n vi sai c£i ti¸n (IDCSK) sû döng chuéi hén lo¤n £o ng÷ñc thíi gian cho th§y sü c£i thi»n ¡ng kº v· hi»u n«ng BER, tèc ë truy·n dú li»u v hi»u qu£ sû döng phê so vîi sì ç DCSK thæng th÷íng. Vi»c ¡p döng 2x2 MIMO sû döng m¢ khèi khæng gian - thíi gian cõa Alamouti [90] cho sì ç DCSK truy·n thèng, â l MIMO-DCSK, ¢ ÷ñc i·u tra trong cæng tr¼nh [91] vîi möc ti¶u c£i thi»n hi»u n«ng cõa h» thèng. K¸t qu£ ¤t ÷ñc cho th§y MIMO-DCSK câ hi»u n«ng BER v÷ñt trëi hìn nhi·u so vîi sì ç DCSK thæng th÷íng. G¦n ¥y, mët h» thèng 2x2 MIMO-IDCSK ¢ ÷ñc ·
12 H¼nh 2.4: C¡c h m t÷ìng quan ch²o, theo tr¹ thíi gian chu©n hâa, cõa (a) hai chuéi hén lo¤n thæng th÷íng v (b) chuéi hén lo¤n thæng th÷íng v chuéi £o ng÷ñc thíi gian. xu§t trong [92] cung c§p ph¥n t½ch hi»u n«ng t l» léi bit qua k¶nh nhi¹u Gaussian trng cëng. Tuy nhi¶n, ph¥n t½ch n y khæng xem x²t sü kh¡c bi»t v· kh½a c¤nh t÷ìng quan giúa chuéi hén lo¤n £o ng÷ñc thíi gian v chuéi hén lo¤n thæng th÷íng. Nhí nhúng lñi th¸ cõa sì ç IDCSK trong c¡c h» thèng düa tr¶n hén lo¤n v MIMO trong truy·n thæng khæng d¥y, luªn ¡n nghi¶n cùu hi»u n«ng t l» léi bit cõa h» thèng k¸t hñp gçm IDCSK v kÿ thuªt 2x2 MIMO, â l 2T2R-IDCSK, qua k¶nh AWGN. Kh¡c vîi ph¥n t½ch trong [92], cæng vi»c cõa luªn ¡n chùng minh sü kh¡c nhau v· °c iºm t÷ìng quan giúa chuéi hén lo¤n thæng th÷íng v chuéi hén lo¤n £o ng÷ñc thíi gian. °c bi»t, £nh h÷ðng cõa sü kh¡c nhau n y ÷ñc xem x²t v ph£n ¡nh trong t½nh to¡n hi»u n«ng BER cõa h» thèng. 2.3. H» thèng 2T2R-IDCSK 2.3.1. M¡y ph¡t C¡c t½n hi»u truy·n trong thíi gian hai chu ký bit (2Tb ) câ thº ÷ñc biºu di¹n nh÷ sau: ( x˜k + b1 xk , 1 ≤ k ≤ β, s1,k = (2.2) x˜k−β − b∗2 xk−β , β < k ≤ 2β, ( x˜k + b2 xk , 1 ≤ k ≤ β, s2,k = (2.3) x˜k−β + b∗1 xk−β , β < k ≤ 2β, 2.3.2. M¡y thu C¡c m¨u t½n hi»u nhªn ÷ñc thù k tr¶n hai «ng-ten thu ÷ñc x¡c ành bði ( (1) h11 (˜ xk + b1 xk ) + h12 (˜ xk + b2 xk ) + n1,k , 1 ≤ k ≤ β, r1,k = (2) (2.5) h11 x˜k−β − b∗2 xk−β + h12 x˜k−β + b∗1 xk−β + n1,k , β < k ≤ 2β, v ( (1) h21 (˜ xk + b1 xk ) + h22 (˜ xk + b2 xk ) + n2,k , 1 ≤ k ≤ β, r2,k = (2) (2.6) h21 x˜k−β − b∗2 xk−β + h22 x˜k−β + b∗1 xk−β + n2,k , β < k ≤ 2β. C¡c t½n hi»u ¦u ra cõa bë gi£i m¢ STBC ÷ñc x¡c ành bði D1 = H ∗ Y = U H ∗ HB + H ∗ I + H ∗ N, (2.25) D2
13 H¼nh 2.5: Sì ç khèi cõa h» thèng 2T2R-IDCSK: (a) Sì ç m¡y ph¡t v (b) Sì ç m¡y thu. h∗11 h∗21 h12 h22 vîi H ∗ = l ho¡n và li¶n hñp cõa H . h∗12 h∗22 − h11 −h21 Cuèi còng, c¡c bit dú li»u ð ¦u ra cõa bë quy¸t ành mùc ÷ñc khæi phöc dú li»u. 2.4. Ph¥n t½ch hi»u n«ng t l» léi bit düa tr¶n cûa sê t½nh to¡n mîi Trong cæng tr¼nh [92] cõa Bingyan v c¡c cëng sü, t l» léi bit cõa h» thèng 2x2 MIMO- IDCSK ÷ñc t½nh nh÷ sau:   2 !−1/2 1 3 N0 β N0 BER = erfc  + . (2.28) 2 4 Eb 32 Eb Tuy nhi¶n qu¡ tr¼nh t½nh to¡n BER cõa Bingyan khæng x²t ¸n sü kh¡c bi»t v· °c iºm t÷ìng quan cõa chuéi hén lo¤n £o ng÷ñc thíi gian so vîi chuéi hén lo¤n thæng th÷íng. Li»u sü kh¡c bi»t v· °c iºm t÷ìng quan cõa chuéi hén lo¤n £o ng÷ñc so vîi chuéi hén lo¤n thæng th÷íng câ £nh h÷ðng g¼ ¸n c¡ch t½nh to¡n hi»u n«ng BER. º l m rã v§n · n y, luªn ¡n tªp trung ph¥n t½ch £nh h÷ðng t÷ìng quan cõa c¡c chuéi hén lo¤n £o ng÷ñc thíi gian ¸n vi»c t½nh to¡n hi»u n«ng BER cõa h» thèng 2T2R-IDCSK. Ph¥n t½ch BER düa tr¶n c¡c gi£ thi¸t nh÷ sau: k¶nh AWGN vîi h» sè k¶nh hij = 1, sû
14 döng chuéi hén lo¤n ÷ñc t¤o bði h m a thùc Chebyshev (CPF) bªc hai, t¤p ¥m Gauss câ gi¡ trà trung b¼nh E [nk ] = 0 v gi¡ trà ph÷ìng sai V ar [nk ] = N0 /2. Vîi gi£ sû r¬ng x¡c su§t xu§t hi»n cõa c¡c bit b1 v b2 xu§t hi»n ð ¦u ra cõa nguçn dú li»u l nh÷ nhau, t l» léi bit câ thº ÷ñc x§p x¿ b¬ng biºu thùc sau [29]: h i E D1 |b 1 =1,b2 =1 BER = 21 erfc √ , (2.52) 2V ar[ D1 |b1 =1,b2 =1] Qu¡ tr¼nh t½nh to¡n c¡c gi¡ trà ph÷ìng sai cõa D1 ph£i £m b£o r¬ng trong cûa sê t½nh to¡n c¡c m¨u ëc lªp thèng k¶ vîi nhau. Tuy nhi¶n, theo ph¥n t½ch trong Möc 2.1, k¸t qu£ cho th§y trong cûa sê t½nh to¡n thæng th÷íng (Tb ), c¡c m¨u ríi r¤c cõa c¡c chuéi khæng ëc lªp thèng k¶ vîi nhau, nh÷ng c¡c m¨u ð méi nûa cûa sê quan s¡t l¤i ëc lªp thèng k¶. Do â, luªn ¡n · xu§t mët c¡ch ti¸p cªn kh¡c º x¡c ành cûa sê t½nh to¡n mîi, â l Tb /2 vîi Tb = Tc β v β l sè nguy¶n ch®n, º £m b£o r¬ng trong cûa sê t½nh to¡n mîi c¡c m¨u s³ ëc lªp thèng k¶ vîi nhau. H¼nh 2.6 (a) v (b) minh håa cûa sê t½nh to¡n mîi cho xk + x˜k v xk x˜k t÷ìng ùng. H¼nh 2.6: Minh håa thíi l÷ñng t½nh to¡n mîi cho (a) xk + x˜k v (b) xk x˜k . Düa tr¶n cûa sê t½nh to¡n · xu§t, c¡c gi¡ trà trung b¼nh v ph÷ìng sai cõa bi¸n quy¸t ành D1 ÷ñc t½nh to¡n v biºu thùc BER thu ÷ñc nh÷ sau:   2 !−1/2 1 5 3 N0 β N0 BER = erfc  + + . (2.80) 2 Eb 4 Eb 16 Eb Tø c¡c cæng thùc (2.28) v (2.80) câ thº th§y: k¸t qu£ t½nh BER cõa luªn ¡n theo cæng thùc (2.80) kh¡c vîi k¸t qu£ t½nh to¡n cõa [92] theo cæng thùc (2.28). Sü kh¡c bi»t n y l do vi»c xem x²t sü £nh h÷ðng t÷ìng quan cõa c¡c chuéi hén lo¤n £o ng÷ñc thíi gian trong qu¡ tr¼nh ph¥n t½ch BER cõa [92].
15 L÷u þ rng, ph÷ìng ph¡p t½nh BER trong ph¦n n y câ thº ¡p döng èi vîi b§t ký h m hén lo¤n n o. C¡c gi¡ trà trung b¼nh v ph÷ìng sai cõa bi¸n quy¸t ành ð ¦u ra bë gi£i m¢ STBC (Di ) s³ ÷ñc t½nh to¡n vîi h m hén lo¤n cö thº sau â c¡c gi¡ trà n y ÷ñc dòng º t½nh to¡n BER theo c¡c b÷îc ÷ñc ch¿ ra trong ph¥n t½ch tr¶n. 2.5. K¸t qu£ mæ phäng sè 2.5.1. Hi»u n«ng BER qua k¶nh AWGN v k¶nh fading Tr÷îc h¸t, BER thu ÷ñc trong cæng thùc (2.80) ÷ñc x¡c minh b¬ng mæ phäng sè. Sü phö thuëc BER v o c¡c tham sè thæng th÷íng, â l t¿ sè Eb /N0 v h» sè tr£i phê β , ÷ñc ÷a ra. K¸t qu£ trong H¼nh 2.7 v H¼nh 2.8 thº hi»n r¬ng câ mët sü tròng khîp kh¡ tèt giúa c¡c gi¡ trà BER mæ phäng v gi¡ trà BER ph¥n t½ch cõa luªn ¡n. Ngo i ra, công câ thº th§y r¬ng c¡c gi¡ trà BER ÷ñc ÷a ra trong [92] kh¡c vîi k¸t qu£ BER cõa luªn ¡n. Sü kh¡c bi»t n y l do £nh h÷ðng t÷ìng quan cõa c¡c chuéi hén lo¤n £o ng÷ñc thíi gian khæng ÷ñc t½nh ¸n trong ph¥n t½ch BER cõa [92]. 0 10 Computed BER of 2T2R-IDCSK, β = 200 Computed BER of MIMO-IDCK in [92], β = 200 Simulation BER of 2T2R-IDCSK, β = 200 10 -1 BER 10 -2 10 -3 10 -4 0 5 10 15 E b /N0 (dB) H¼nh 2.7: C¡c gi¡ trà BER theo Eb /N0 qua k¶nh AWGN vîi β = 200. 10 0 10 -1 10 -2 BER 10 -3 Analysis, E b /N0 = 5dB Analysis, E b /N0 = 7dB -4 10 Analysis, E b /N0 = 10dB Simulation, E b /N0 = 5dB Simulation, E b /N0 = 7dB, Simulation, E b /N0 = 10dB -5 10 50 100 150 200 β H¼nh 2.8: C¡c gi¡ trà BER cõa 2T2R-IDCSK theo h» sè tr£i phê β qua k¶nh AWGN. Ti¸p theo, k¸t qu£ mæ phäng BER cõa 2T2R-IDCSK, MIMO-DCSK, IDCSK, DCSK
16 qua k¶nh AWGN v k¶nh Rayleigh fading ÷ñc ÷a ra t÷ìng ùng trong H¼nh 2.9 v 2.10. 10 0 10 -1 BER 10 -2 10 -3 Simulation 2T2R-IDCSK, β = 200 Simulation MIMO-DCSK, β = 200 Simulation IDCSK, β = 200 Simulation DCSK, β = 200 10 -4 0 5 10 15 E b /N0 (dB) H¼nh 2.9: C¡c gi¡ trà BER ¤t ÷ñc tø mæ phäng theo Eb /N0 qua k¶nh AWGN vîi β = 200. 10 0 10 -1 BER 10 -2 10 -3 Simulation 2T2R-IDCSK, β = 200 Simulation MIMO-DCSK, β = 200 Simulation IDCSK, β = 200 Simulation DCSK, β = 200 10 -4 0 5 10 15 E b /N0 (dB) H¼nh 2.10: C¡c gi¡ trà BER ¤t ÷ñc tø mæ phäng theo Eb /N0 cõa 2T2R-IDCSK, MIMO-DCSK, IDCSK v DCSK qua k¶nh Rayleigh fading. 2.5.2. Hi»u n«ng BER qua k¶nh fading a ÷íng 2.6. K¸t luªn ch÷ìng Tø k¸t qu£ ¤t ÷ñc, mët sè nhªn x²t ÷ñc rót ra nh÷ sau: Ph¥n t½ch BER cho c¡c h» thèng sû döng c¡c chuéi hén lo¤n £o ng÷ñc thíi gian c¦n ÷ñc thüc hi»n düa tr¶n mët cûa sê t½nh to¡n mîi º ÷îc l÷ñng ch½nh x¡c £nh h÷ðng cõa ho¤t ëng £o ng÷ñc thíi gian; C£ k¸t qu£ ph¥n t½ch v mæ phäng ·u ch¿ ra hi»u n«ng BER cõa h» thèng 2T2R-IDCSK tèt hìn so vîi cõa h» thèng IDCSK. K¸t qu£ thu ÷ñc chùng minh r¬ng sì ç 2T2R-IDCSK câ thº ÷ñc ph¡t triºn º trð th nh mët gi£i ph¡p truy·n thæng düa tr¶n sü hén lo¤n cho c¡c ùng döng khæng d¥y. Cûa sê t½nh to¡n mîi ¢ · xu§t ð ch÷ìng n y s³ ÷ñc ¡p döng cho t½nh to¡n hi»u n«ng cõa h» thèng IDCSK qua k¶nh v» tinh di ëng m°t §t ð Ch÷ìng 3.
17 Ch÷ìng 3 PHN TCH HIU NNG H THÈNG DCSK V IDCSK QUA KNH V TINH DI ËNG MT T Trong ch÷ìng n y, luªn ¡n · xu§t ¡p döng h» thèng DCSK v IDCSK trong thæng tin v» tinh di ëng m°t §t. K¸t qu£ ¤t ÷ñc tø ph¥n t½ch lþ thuy¸t v mæ phäng cho th§y hi»u n«ng BER cõa DCSK v IDCSK phö thuëc v o tr¤ng th¡i k¶nh truy·n. Ngo i ra, hi»u n«ng BER cõa DCSK v IDCSK th§p hìn so vîi c¡c ph÷ìng ph¡p i·u ch¸ truy·n thèng sû döng sâng mang i·u háa. 3.1. Þ t÷ðng ¡p döng DCSK v IDCSK trong thæng tin v» tinh di ëng m°t §t H» thèng khâa dàch hén lo¤n vi sai (DCSK) v nhúng phi¶n b£n mð rëng cõa nâ ¢ ÷ñc nghi¶n cùu rëng r¢i trong c¡c ùng döng khæng d¥y. Tuy nhi¶n, vi»c ¡p döng c¡c h» thèng DCSK cho thæng tin v» tinh di ëng m°t §t v¨n ch÷a ÷ñc nghi¶n cùu. V· cì b£n, do sü phö thuëc nh¤y c£m v o c¡c i·u ki»n ban ¦u, t½n hi»u hén lo¤n cho ph²p t¤o ra væ sè t½n hi»u phi chu ký v khæng t÷ìng quan. Ngo i ra, vîi °c t½nh b«ng rëng vèn câ, c¡c t½n hi»u hén lo¤n ¢ ÷ñc chùng minh l r§t phò hñp cho truy·n thæng tr£i phê. C¡c h» thèng DCSK sû döng c¡c chuéi hén lo¤n º truy·n t£i c¡c bit dú li»u, n¶n chóng k¸ thøa nhúng ÷u iºm cõa h» thèng truy·n thæng tr£i phê nh÷ kh£ n«ng chèng g¥y nhi¹u (anti-jamming) v x¡c su§t ph¡t hi»n th§p. Tø nhúng ph¥n t½ch n y, þ t÷ðng ¡p döng DCSK v IDCSK cho k¶nh v» tinh di ëng m°t §t ÷ñc · xu§t. 3.2. Mæ phäng k¶nh Lutz 3.3. H» thèng DCSK qua k¶nh v» tinh di ëng m°t §t 3.3.1. Sì ç h» thèng èi vîi m¡y ph¡t DCSK ÷ñc tr¼nh b y trong H¼nh 3.5 (a), t½n hi»u ¦u ra cõa k¶nh t÷ìng ùng vîi m¨u truy·n thù k ð chu ký b§t ký câ thº ÷ñc biºu thà b¬ng ( αxk + nk , 1 ≤ k ≤ β, rk = αsk + nk = (3.1) αbi xk−β + nk , β < k ≤ 2β vîi h» sè fading α l bi¸n ng¨u nhi¶n vîi h m ph¥n phèi x¡c su§t ÷ñc t½nh theo cæng thùc (1.18). B¶n m¡y thu, t½n hi»u nhªn ÷ñc rk ÷ñc ÷a v o bë gi£i i·u ch¸ DCSK. Gi¡ trà cõa bi¸n quy¸t ành ð ¦u ra bë t÷ìng quan ÷ñc t½nh l β β β β Di = α2 bi x2k + α P P P P xk nk+β + bi xk nk + nk nk+β , (3.3) k=1 k=1 k=1 k=1
18 H¼nh 3.5: Sì ç khèi cõa h» thèng DCSK: (a) M¡y ph¡t DCSK, (b) K¶nh truy·n, (c) M¡y thu DCSK. C¡c bit dú li»u ð ¦u ra bë gi£i i·u ch¸ DCSK ÷ñc khæi phöc theo cæng thùc sau: ( ˆ +1, n¸u Di > 0, bi = (3.7) −1, n¸u Di < 0. 3.3.2. ×îc l÷ñng lþ thuy¸t t l» léi bit Công vîi c¡c gi£ thi¸t t÷ìng tü nh÷ trong Möc 2.4, t l» léi bit cõa h» thèng DCSK vîi gi¡ trà α nh§t ành ÷ñc t½nh x§p x¿ nh÷ sau: BER(α) = 12 erfc √ E[ Di |bi =+1] , (3.9) 2V ar[ Di |bi =+1] R∞ trong â h m erfc(·) ÷ñc x¡c ành bði erfc (ε) = √2 exp −x2 dx. π ε T½nh to¡n c¡c gi¡ trà trung b¼nh v ph÷ìng sai cõa bi¸n quy¸t Di sau â thay v o cæng thùc (3.9) ÷ñc  2 !− 12  1 2V ar xk 4 2β BER(α) = erfc  2 + E + , (3.18) 2 2 βE 2 b xk Eb 2 α N0 α 2 N0 Z∞  !− 12  1 2V ar x2k 4 2β BER = erfc  2 + + p(α)dα. (3.19) 2 2 βE xk Eb α2 N E 2 0 α2 Nb0 0 Düa tr¶n biºu thùc BER thu ÷ñc trong cæng thùc (3.19) v biºu ç ph¥n bè gi¡ trà cõa α thu ÷ñc, hi»u n«ng BER cõa h» thèng ÷ñc x§p x¿ M  2 !− 12  X 2V ar xk 4 2β BER = 0.5 erfc  2 + + φ(αm ), (3.20) 2 βE 2 Eb xk Eb 2 α m N0 2 αm m=1 N0