A Comparative Performance Analysis of OFDM using MATLAB Simulation with M-PSK and M-QAM Mapping การวิเคราะห์การเปรียบเทียบ OFDM ด้วยโปรแกรม Matlab simulation กับ M-PSK and M-QAM mapping

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) OFDM system design is simulated using MATLAB simulink toolbox M-PSK (M-ary Phase Shift Keying) M-QAM (M-ary Quadrature Amplitude Modulation) BER (Bit Error Rate)

การมอดูเลตทางเฟส (Phase-shift Keying:PSK) การมอดูเลตทางเฟส (Phase-shift Keying:PSK)เป็นการเปลี่ยนเฟสของสัญญาณพาหะ ตามการเปลี่ยนบิตข้อมูล ในกรณีของ binary PSKเป็นการเปลี่ยนเฟสของพาหะระหว่างสองเฟสโดยจะเป็นการกลับเฟส คือ ให้มีความแตกต่างของเฟสมากที่สุด ดังแสดงในรูปที่ 1.1 (ก) และเมื่อมอดูเลตแบบ M-array PSK จะได้สัญญาณในรูปที่ 1.2 (ข) ซึ่งเป็น 4-array PSK 1.1

การมอดูเลตแบบ M-array PSK จะไม่ทำให้แบนด์วิดท์ของสัญญาณที่มอดูเลตแล้วกว้างมากขึ้นเมื่อ M สูงขึ้นซึ่งดีกว่าการมอดูเลตแบบ M-array FSK ทำนองเดียวกับ M-array ASK ที่เมื่อเพิ่มจำนวน M จะทำให้ความแตกต่างของแต่ละสัญญาณที่แทนคอมบิเนชันของบิตข้อมูลลดลง โอกาสที่จะเกิดการรับและตีความที่ผิดพลาดจะสูงขึ้น พิจารณารูปที่ 1.3 แสดง signal constallation ของสัญญาณ 8-array PSK และ 16-array PSKจะเห็นว่าความต่างเฟสของแต่ละสัญญาณในกรณีของ 16-array PSK จะน้อยกว่าทำให้บริเวณที่ยอมให้มีการผิดพลาดของสัญญาณแต่ยังสามารถรับได้อย่างถูกต้องจะแคบกว่ากรณีของ 4-array PSK มาก (ดูจากบริเวณที่แบ่งโดยเส้นประของแต่ละจุด)

รูปที่ 1.3

Quadature Amplitude Modulation: QAM Quadature Amplitude Modulation การคอมบิเนชันของพาหะทั้งสองที่ขนาดต่างๆ ซึ่งจะใช้แทนคอมบิเนชันของบิตข้อมูล ซึ่งจะทำให้ได้อัตราบิตที่สูงขึ้น4-array ASK จะได้การเปลี่ยนแปลงสัญญาณแต่ละครั้งแทนบิตข้อมูลสองบิต ในขณะที่การแทนด้วย 4-arrayASK สองพาหะจะได้การเปลี่ยนแปลงสัญญาณแต่ละครั้งแทนบิตข้อมูลถึงสี่บิต ดังแสดงในรูปที่ 4.38ในรูป(ก) เป็นการมอดูเลตแบบ 4-array ASK สองพาหะที่ orthogonal กัน คือตัวหนึ่ง inphase อีกตัวหนึ่งquadature โดยแต่ละจุดบนเส้นแสดงขนาดของสัญญาณพาหะ เรียกว่า signal constallation แต่ละพาหะจะมี 4 จุดแต่ละจุดแทนบิตข้อมูลสองบิต แต่เมื่อนำมารวมกันเป็นรูป (ข) จะทำให้เกิดเป็นคอมบิเนชันของสัญญาณพาหะทั้งสองได้จุดบน signal constallation ถึง 16 จุด ซึ่งแต่ละจุดก็จะแทนบิตข้อมูล 4 บิต

OFDM system can be selected on the basis of the requirement of power or spectrum efficiency and BER analysis. OFDM is better than Code Division Multiple Access (CDMA)

Model Design of OFDM Transceiver Using MATLAB/SIMULINK Bit rate R = 1/T : 1 Mbps Data mapping : M-PSK and M-QAM IFFT, FFT size : 64-point Channel used : AWGN Guard Interval size : IFFT size/4 = 16 samples OFDM transmitted frame size: 64+16 = 80

Simulation result The parameter Eb/No, where Eb is bit energy and No is noise energy, is adjusted every time by changing noise in the designed channel. (a) 4-PSK (b) 8-PSK (c) 8-QAM (d) 16 QAM

Bit Error Rate

(a) 4-PSK

(b) 8-PSK

(c) 8-QAM

(d) 16-QAM

ประโยชน์ที่ได้รับ ประสิทธิภาพของ OFDM โดยใช้ M-PSK และ M-QAM เทคนิคคือ M-PSK และ M-QAM ใช้ MATLAB / SIMULINK กล่องเครื่องมือ. มันเป็น สังเกตจากแปลง M-PSK BER ที่ BER น้อยในกรณี 4-PSK ต่ำ Eb / No เป็น เมื่อเทียบกับ 8 - PSK และ 16-PSK. ดังนั้นมูลค่าสูง M-ary สเปกตรัมเพิ่มประสิทธิภาพ, แต่ได้รับผลกระทบได้อย่างง่ายดายด้วยเสียง. ดังนั้นระบบ OFDM กับโครงการ QPSK เหมาะสำหรับกำลังส่งระยะสั้นข้อมูลน้อย ขณะ OFDM ด้วยการปรับขึ้นโครงการ M ary ใช้สำหรับความจุข้อมูลขนาดใหญ่ใช้ระยะไกล เมื่อเปรียบเทียบของ M-PSK และ M-QAM พบว่า BER ใน M-PSK มีขนาดใหญ่กว่า เมื่อเทียบกับ M-QAM และโดยทั่วไปขึ้นอยู่กับโปรแกรม. สำหรับค่าที่สูงขึ้นของ M ที่ สำหรับ M> 16 โครงการปรับ QAM จะใช้ใน OFDM. ในทำนองเดียวกันผลลัพธ์ที่สามารถทดสอบ เพิ่มช่องทางเข้ารหัสป้องกันในการออกแบบการเข้ารหัสได้