通道模型參數已知

首先我們假設通道響應在接收端為已知,同步以及頻率偏移估計為完美的 情況,且對於傳送端發生之 Clipping ,CR 在接收端亦為已知.而此部份之模擬主 要可分為 AWGN 以及 ISI 通道兩個情況.

A. AWGN Channel

圖 5.2 是對於傳送端之 Clipping 比較不同的 CR 值對系統的影響程度.我們 可以發現隨著 CR 越低,表示遭受 Clipping 的訊號越多.系統表現亦越差,所以當 SNR 增加時,考慮 Clipping 的 SER 並不會隨著下降.因為此時主宰系統表現的 為 CN.

圖 5.3 則是比較傳送端施以超頻取樣對於傳送端產生之 CN 消除的成效可 以發現 J=2 與 J=4 以及 J=8 的效果很接近.主要是因為超頻取樣後的訊號經過 Clipping 再轉至頻域中會有一大部分的 CN 集中在低頻區域.因此改善程度在 2 倍超頻取樣即已達到飽和.

圖 5.4 是 DAR 對於消除傳送端產生之 CN 的模擬結果.我們假設 CR 在接 收端為已知.首先,在經過兩次遞迴後,錯誤率便相當接近沒有 Clipping 的情況.

此外,我們刻意考比較不同的 N 對於 DAR 表現的影響.發現 N 越大, DAR 的效 果越佳.主要是因為當 N 越大, IFFT 後的訊號會越接近高斯分布的統計特性,使 得高峰值訊號的比例增加,而這類的訊號在 DAR 第四步驟中是屬於振幅較容 易回復的.因此較大的 N 對於 DAR 效果有較好的影響.

圖 5.5 以及圖 5.6 分別為 DAR 以及 CNEC 在不同的遞迴次數對於傳送端 產生之 CN 消除效果. CR 在此假設接收端已知.我們發現兩種方法在 I=2 時都 已相當接近沒有 Clipping 的情況,惟 DAR 效果會如同第三章所討論的略遜於 CNEC.

圖 5.7 比較傳送端有無使用超頻取樣對於接收端使用 CNEC 的影響.我們刻 意取較低的 CR=3dB.發現若不使用超頻取樣以及低通濾波器, CNEC 不論經過 幾次的遞迴都無法將錯誤率降低至沒有 Clipping 的情況.而若使用超頻取樣,則 CNEC 在 CR=3dB 時仍可以將訊號還原.

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Symbol Error Rate

nonclipped

Symbol Error Rate

J=2 J=4 J=8

Nyquist Rate(J=1) W ithout clipping

圖 5.3 不同超頻取樣倍數對於降低傳送端產生之 CN 之效果 (CR=6dB , N=256 , 64-QAM , AWGN)

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Symbol Error Rate

lower bound

W ithout DAR,N=256 W ithout DAR,N=512 W ithout DAR,N=1024 DAR,I=2,N=256

Symbol Error Rate

lower bound W ithout DAR W ith DAR,I=1 W ith DAR,I=2 W ith DAR,I=3

圖 5.5 不同的遞迴次數對於 DAR 降低傳送端產生之 CN 效果影響 (CR=5dB , N=1024 , 64-QAM , AWGN)

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Symbol Error Rate

lower bound W ithout CNEC W ith CNEC,I=1 W ith CNEC,I=2

圖 5.6 不同的遞迴次數對於 CNEC 降低傳送端產生之 CN 效果影響

Symbol Error Rate

CNEC,J=1,I=2,CR=3 CNEC,J=1,I=3,CR=3 CNEC,J=4,I=2,CR=3 CNEC,J=4,I=3,CR=3 W ithout clipping

圖 5.7 傳送端使用超頻取樣時,CNEC 在低 CR 下消除傳送端產生之 CN 效果 (CR=3dB , N=1024 , 64-QAM , AWGN)

B. ISI Channel

圖 5.8 是在考慮通道以及不施予任何補償時,比較傳送端與接收端產生的 CN 對系統的影響.我們可以發現,接收端產生的 CN 在 CR=8dB 時與傳送端以 CR=5dB 作 Clipping 的錯誤相當接近.顯示接收端的 Clipping 對於系統影響較 大.而原因如同之前所討論的,主要來自接收端作 FEQ 時通道之大小響應較低 的點對於接收端產生的 CN 會有放大的效應.

圖 5.9 以及圖 5.10 分別為在 CR=4dB 下 DAR 對於傳送端 CN 消除的結果.

可以發現 16-QAM 受 CN 的影響較小所以僅需要一次的遞迴就可以達到不錯 的效果.而 64-QAM 則需要較次的過程才能逼近沒有 Clipping 的情況.

圖 5.11 與圖 5.12 則是在 CR=4dB 下, CNEC 對於傳送端 CN 消除的效果.

同樣的我們發現 16-QAM 比 64-QAM 需要較少的遞迴次數.且與 DAR 比較,在 經過三次遞迴後, CNEC 比 DAR 更貼近不作 Clipping 的情況.

圖 5.13 是考慮在 ISI 通道中,將超頻取樣與 CNEC 合併使用的效果.發現即 使在 CR=1dB 的情況下,在傳送端使用超頻取樣的機制後 CNEC 依舊可以還原 原本的訊號.但若沒有使用超頻取樣則在過低的 CR 時, CNEC 幾乎完全失去效 果.

30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50

Symbol Error Rate

lower bound

Clipping at Rx, CR=8dB Clipping at Rx, CR=7dB Clipping at Rx, CR=6dB Clipping at Tx, CR=5dB

圖 5.8 在 ISI 通道下,比較傳送端與接收端產生的 CN 對系統之影響

Symbol Error Rate

lower bound W ithout DAR DAR,I=1 DAR,I=2 DAR,I=3

圖 5.9 在 ISI 通道下,不同的遞迴次數對於 DAR 降低傳送端產生之 CN 效果影響 (CR=4dB , N=1024 , 64-QAM)

15 20 25 30 35 40

Symbol Error Rate

lower bound W ithout DAR DAR,I=1

Symbol Error Rate

lower bound W ithout CNEC CNEC,I=1 CNEC,I=2 CNEC,I=3

圖 5.11 在 ISI 通道下,不同的遞迴次數對於 CNEC 降低傳送端產生之 CN 效果影響 (CR=4dB , N=1024 , 64-QAM)

15 20 25 30 35 40

Symbol Error Rate

lower bound W ithout CNEC CNEC,I=1

Symbol Error Rate

CNEC,J=1,I=2 CNEC,J=4,I=2 CNEC,J=1,I=3 CNEC,J=4,I=3

圖 5.13 在 ISI 通道下,傳送端使用超頻取樣,CNEC 在低 CR 消除傳送端產生之 CN 效果 (CR=1dB , N=1024 , 64-QAM)