Capitolo V
Analisi delle prestazioni
5.1 Parametri del sistema
Nelle simulazioni qui presentate, l’attenzione è focalizzata sul ricevitore single- user MRC.
La stima di canale è basata su un modello parametrico nel quale la risposta in frequenza del canale è vista come la trasformata discreta di Fourier (DFT) della risposta impulsiva finita. In questo modo è possibile ridurre il numero di parametri non noti, e l’accuratezza della stima è significativamente migliorata.
Le prestazioni dello schema proposto sono state valutate attraverso simulazioni al calcolatore, rappresentate con delle curve, che descrivono la probabilità di errore sul bit (BER) in funzione del rapporto segnale-rumore.
Di seguito riportiamo i parametri del sistema utilizzati in fase di simulazione:
• la trasmissione è a frame.
• Ciascun frame è composto da 100 blocchi OFDM.
• Concentriamo l’attenzione sulla n-sima sottoportante.
• I simboli trasmessi appartengono a una costellazione QPSK.
• Gli utenti hanno la stessa potenza.
5.2 Risultati delle simulazioni
Tramite la prima figura riportata si sceglie il parametro µ da utilizzare nell’algoritmo LMS (Least Mean Squares), per la stima di canale.
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101
BER
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
µ
MC-DS-CDMA SNR=10 dB
Bd=0.001 Bd=0.002 Bd=0.004
Fig. 5.1
La
Fig.5.1 riporta le curve di BER in funzione del parametro µ, fissato un rapporto pari a 10dB. E’utilizzato un rivelatore MRC con spreading factor pari a 8. Le tre simulazioni sono state effettuate al variare della Banda Doppler./ 0
Eb N
In base al risultato ottenuto, è stato scelto µ =0.1 come parametro ottimale.
Le figure che seguono riportano le curve di BER in funzione del rapporto del rivelatore MRC con spreading factor pari a 8 e Banda Doppler normalizzata pari a 0.002.
/ 0
Eb N
Come termine di paragone è riportata la curva di BER con canale ideale (Ideal Channel), rappresentata dalla linea nera. Le altre rappresentano le rivelazioni con canale stimato.
Le Fig.5.2 e 5.3 riportano le curve di BER del rivelatore MRC a pieno carico.
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
BER
30 25
20 15
10 5
0
Eb/N0 (dB)
MC-DS-CDMA utenti=8 antenne=1
canale vero LMS RLS
Fig. 5.2
In Fig.5.2 sono riportati i risultati relativi ad un sistema a pieno carico e con una sola antenna. A bassi rapporti segnale rumore la perdita delle curve con canale stimato è
pari a circa 3dB. All’aumentare del rapporto si verifica un floor (evidente già a 15-20 dB) per RLS e LMS, la curva relativa a quest’ultimo perde ancora 0.5dB rispetto al RLS a partire da =20dB.
/ 0
Eb N
/ 0
Eb N
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
BER
30 25
20 15
10 5
0
Eb/N0 (dB)
MC-DS-CDMA utenti=8 antenne=2
canale vero LMS RLS
Fig. 5.3
In Fig.5.3 è rappresentato il risultato della simulazione con due antenne. Le prestazioni migliorano, come ci aspettavamo che accadesse, rispetto al caso precedente.
La perdita rispetto al caso ideale è circa 8dB già a bassi SNR, e si verifica un floor per le curve relative al LMS e RLS a partire da 15-20 dB.
Le Fig.5.4 e 5.5 riportano i risultati con gli stessi parametri assunti per le simulazioni precedenti, ma con quattro utenti attivi.
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
BER
30 25
20 15
10 5
0
Eb/N0 (dB)
MC-DS-CDMA utenti=4 antenne=1
canale vero LMS RLS
Fig. 5.4
La Fig.5.4 rappresenta il risultato della simulazione con una sola antenna. Si può notare che le curve di BER relative al canale stimato perdono 2dB a bassi SNR e le prestazioni peggiorano all’aumentare del rapporto , fino al verificarsi di un floor per SNR=15-20dB e un peggioramento di 1dB della curva relativa al LMS rispetto a quella RLS.
/ 0
Eb N
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
BER
30 25
20 15
10 5
0
Eb/N0 (dB)
MC-DS-CDMA utenti=4 antenne=2
canale vero LMS RLS
Fig. 5.5
La Fig.5.5 rappresenta le curve di BER ottenute con due antenne, ed emerge che le curve con canale stimato perdono circa 10dB rispetto a quella con canale ideale per bassi SNR, hanno lo stesso andamento, e presentano un floor da circa 20dB in poi.
Le Fig.5.6 e 5.7 riportano le curve di BER del rivelatore MRC con un solo utente attivo.
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
BER
30 25
20 15
10 5
0
Eb/N0 (dB)
MC-DS-CDMA utenti=1 antenne=1
canale vero LMS RLS
Fig. 5.6
In Fig.5.6 sono riportati i risultati relativi ad un sistema con un utente attivo e una sola antenna. A bassi rapporti segnale rumore non notiamo una sostanziale differenza tra le curve. All’aumentare del rapporto si verifica un floor (evidente già a 15-20 dB) per LMS e RLS, che hanno ,inoltre, lo stesso andamento.
/ 0
Eb N
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
BER
30 25
20 15
10 5
0
Eb/N0 (dB)
MC-DS-CDMA utenti=1 antenne=2
canale vero LMS RLS
Fig. 5.7
In Fig.5.7 è rappresentato il risultato della simulazione con due antenne. Come ci aspettavamo, all’aumentare del numero di antenne, le prestazioni migliorano.
La perdita rispetto al caso ideale è circa 5dB già a bassi rapporti segnale rumore, e si verifica un floor per le curve relative sia al LMS che RLS a partire da 20 dB.
