ارزیابی عملکرد روش‌های مدولاسیون و کدگذاری تطبیقی در کانال‌های مخابرات بی سیم

Abstract

نیاز به انتقال داده‌های با نرخ بالا از یک‌ طرف و محدودیت منابع در دسترس به‌خصوص کمبود طیف فرکانسی از طرف دیگر، مهم‌ترین چالش پیش روی شبکه‌های مخابراتی با استانداردهای G4، مانندWiMAX ، LTE و TD-SCDMA است که منجر به ابداع روش‌هایی جهت بهبود بازدهی طیفی (SE) شده‌ است. ازجمله این روش‌ها، مدولاسیون و کدگذاری وفقی (AMC) است که در آن فرستنده، طرح مدولاسیون و کدگذاری (MCS) خود را بر اساس شرایط کانال و با رعایت محدودیت احتمال خطا از یک مجموعه معین انتخاب می‌کند. در این مقاله، عملکرد دو روش AMC با طرح مدولاسیون و کدگذاری یکسان، یکی با روش ماشین وضعیت مور و دیگری با روش زنجیره‌ی مارکوف حالت محدود مرتبه‌ی اول شبیه‌سازی شده است. نو‌آوری این مقاله، مقایسه و ارزیابی عملکرد این دو روش در یک محیط رایلی و استخراج حالت بهینه است. در هر‌یک از این دو روش، هر وضعیت با یک جفت ‌مرتبهی مدولاسیون و نرخ کد‌گذاری نشان داده می‌شود. طرح‌های مورد‌نظر، مدولاسیون‌‌های QPSK، QAM16 و QAM64 و کدهای بلوکی با نرخ 2/1، 3/2 و 4/3 هستند. در روش مور وفقی، تطبیق طرح مدولاسیون و کدگذاری بر اساس ضریب تضعیف متوسط کانال انجام می‌شود و در روش مارکوف وفقی، بر اساس نسبت سیگنال به نویز (SNR) متوسط کانال انجام می‌شود. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که بهره‌وری طیفی روش مور در نسبت سیگنال به نویز‌های پایین از 9 تا 13.35 دسی‌بل 31.6% و در نسبت‌های سیگنال به نویز‌ متوسط از 13.35 تا 18.6 دسی‌بل 7.9% بهتر از بهره‌وری طیفی روش مارکوف وفقی است. همچنین بهره‌وری طیفی روش مارکوف در نسبت سیگنال به نویز‌های بالا از 18.6 تا 22 دسی‌بل 52.1% بهتر از بهره‌وری طیفی روش مور وفقی است.

Keywords

• بهره‌وری طیف
• شاخص کیفیت کانال
• ضریب تضعیف کانال
• مدولاسیون و کدگذاری وفقی
• نرخ خطای بیت