5 系統模擬與效能分析
5.2 模擬結果與效能分析
5.2.2 DVB-T系統運作之模擬
5.2.2.6 通道等化器與訊號檢測
模擬的結果顯示在通道沒有衰變（Fading）的情況下，即 AWGN 通道，逼 零等化器有很好的效能表現，路徑的延遲時間不同並不會影響等化器消除通道的 效應，當多重路徑的能量越集中及路徑的數目越少時，其有較好的效能表現。而 在通道有衰變（Fading）且相同車速的情況下，多重路徑的延遲時間對消除通道 影響不大，多重路徑數目愈少效能表現越佳，但若能量分散甚至是平均分配則效 能降低。通道的都卜勒頻率偏移和接收機的移動速度成正比，而都卜勒偏移又和 通道的同調時間成反比。因此當接收機移動速度越快，代表通道變化越快。在不 同的車速時，若路徑數目多則車速快時有較佳的效能表現；在路徑數目少時，低 訊號雜訊比時，車速不太影響效能表現，高訊號雜訊比時，車速慢有較佳的效能 表現。值得一提的，就是當通道為AWGN 通道時，二條路徑功率比為一比一的 情況下，其訊號通過通道的效能，反而會比訊號通過有車速情況下的通道效能 差，這是因為當二條路徑功率比為一比一時，二路徑的相位差可能會有180 度或 接近180 度的情形，此時訊號將會構成破壞性合成，因此訊號在時域中會有比較 多能量對消的情況出現，即接收訊號會有較多的 Null 點，其間接會造成雜訊增 強的現象，因此在此通道下，系統的效能會減低。而在有fading 的通道，即有車 速的情況下，因為二條通道隨時在變，二條路徑對消的情況相對上減輕很多，也 因此功率比為一比一的通道，訊號在車速比較快的效能反而會比較好，詳細模擬 圖可參照圖.5.49~ 圖.5.53。
NCTU.cm.wireless communication Lab
AWGN 通道
圖5.49 逼零等化器在 AWGN 通道下的 BER 行動接收通道
圖5.50 逼零等化器在行動接收通道下的 BER（車速 30km/hr）
圖5.51 逼零等化器在行動接收通道下的 BER（車速 90km/hr）
圖5.52 逼零等化器在兩條路徑下行動接收通道下的 BER（車速 30km/hr and 90km/hr）
NCTU.cm.wireless communication Lab
圖5.53 逼零等化器在三條路徑下行動接收通道下的 BER（車速 30km/hr and 90km/hr）
5.2.2.7 Viterbi 更正碼解碼系統之模擬結果
DVB-T 的 inner code 在 AWGN 的電腦模擬結果為圖.5.54，軟性決策的 Viterbi 演算法（Soft-Decision VA, SDVA）會比硬性決策的威特比演算法（Hard-Decision HDVA）好 2 dB。而爲了提升系統傳輸速度而經過打孔後的系統效能會略差 1dB 左右；在AWGN 通道下，含有頻率交錯器的系統，效能並不會變好。接著我們 模擬雙重路徑通道干擾對系統所造成的影響，圖.5.55 所模擬的環境各路徑能量 比為1：1，路徑延遲為 15*7/64 µsec，車速=0 km/hr，即通道並不會隨著時間改 變，但是由於此時是頻率選擇性衰減通道，故有經過頻率交錯器的系統效能會明 顯變好，由圖.5.55 可以看出大約可以好 5 到 8 dB。圖.5.56 至圖.5.58 分別模擬車 速30、60、120 km/hr 在雙重路徑通道干擾的環境下，各路徑能量比為 4：1，路 徑延遲為15*7/64 µsec，圖. 5.59 為碼率=1/2，含有頻率交錯器的系統，移動速度 分別為 0，30，60，120 km/hr 的位元錯誤率模擬圖，當通道受到都普勒效應的 影響，通道環境在某些時間點的情況下是非常糟的，發生連續性錯誤（burst error）
的情況大為增加，即使藉由頻率交錯器，所發生連續性錯誤（burst error）依舊 影響系統效能，此時只單一使用內層通道編碼效能會變的較差，需要配合時域交 錯器以及能抵抗連續性錯誤的外層RS 通道編碼來提升系統的效能。此外，在圖 5.54 至圖 5.59 分別我們也分別比較以硬性決策和軟性資訊為輸入的威特比演算 法系統效能。由模擬結果圖中可以發現，輸入為軟性資訊的威特比演算法系統效 能較硬性決策之威特比演算法系統效能來的佳，約有 2dB 系統效能提昇，這是
因為考慮了通道狀態資訊後的接收訊號的軟性資訊，提供給系統解碼器更可靠的 資訊做解碼。
0 2 4 6 8 10
Eb/No(dB)
10-610-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
B E R
Uncoded Code_Rate1/2 _Hard
Code_Rate1/2 _Hard_interleaver Code_Rate1/2 _Soft
Code_Rate_3/4 _Hard
Code_Rate_3/4_Hard_interleaver LLR(Code_Rate_1/2)
DVB -T AWGN channel
圖5.54 DVB-T 系統在 AWGN 通道下不同碼率之含交錯器軟硬 Viterbi 演算法位 元錯誤率之比較
0 5 10 15 20 25 30
Eb/No
10-610-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
BE R
Uncoded Code_Rate1/2
Code_Rate1/2_interleaver Code_Rate3/4
Code_Rate3/4_Hard_interleaver LLR (Code_Rate_1/2)
DVB -T Two Path Fix channel Power 1:1 Dealy=15 Samples
圖5.55 DVB-T 系統在無衰變多重路徑通道下不同碼率之含交錯器軟硬 Viterbi 演算法位元錯誤率之比較
NCTU.cm.wireless communication Lab
0 5 10 15 20 25 30
Eb/No
10-610-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
B E R
Uncoded Code_Rate1/2
Code_Rate1/2_interleaver Code_Rate3/4
Code_Rate3/4_interleaver LLR(Code Rate 1/2)
DVB -T Two Path Fading channel Power 4:1 Dealy=15 Samples V=30
圖5.56 DVB-T 系統在多重路徑行動通道下不同碼率之含交錯器硬式 Viterbi 演 算法位元錯誤率之比較（移動速度：30km/hr）
0 5 10 15 20 25 30
Eb/No
10-610-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
BE R
Uncoded Code_Rate1/2
Code_Rate1/2_interleaver Code_Rate3/4
Code_Rate3/4_interleaver LLR(Code Rate 1/2)
DVB -T Two Path Fading channel Power 4:1 Dealy=15 Samples V=60
圖5.57 DVB-T 系統在多重路徑行動通道下不同碼率之含交錯器硬式 Viterbi 演 算法位元錯誤率之比較（移動速度：60km/hr）
0 5 10 15 20 25
Eb/No
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
BE R
Uncoded Code_Rate1/2
Code_Rate1/2_interleaver Code_Rate3/4
Code_Rate3/4_interleaver LLR (Code Rate 1/2)
DVB -T Two Path Fading channel Power 4:1 Dealy=15 Samples V=120
圖5.58 DVB-T 系統在多重路徑行動通道下不同碼率之含交錯器硬式 Viterbi 演 算法位元錯誤率之比較（移動速度：120km/hr）
0 5 10 15 20 25
Eb/No
10-510-4 10-3 10-2 10-1 100
BE R
Fix Channel Jakes V=30 km/hr Jakes V=60 km/hr Jakes V=120 km/hr
DVB -T Two Path
Power 4:1 Dealy=15 Samples interleaver ON
圖5.59 DVB-T 系統在多重路徑通道下碼率為 1/2 之含交錯器硬式 Viterbi 演算 法位元錯誤率之比較