第五章 適應性調變正交分頻多工系統模擬與分析
5.6 group AOFDM 系統的傳輸模式選擇
當使用group adaptive modulation 時，我們必須有一個方法來決 定我們group 所使用的modulation type，在以前所發表的論文當中，
modulation type的依據。雖然這個方法可以確保我們系統的錯誤率 小於我們所設定的臨界值，但是這樣保守的選擇方法卻也使得系統 的輸出率降低了很多。圖5.6.1(a)和圖 5.6.1(b)是我們使用不同的 subcarrier 以作為模式選擇依據時所作的簡單模擬，其中 kk=1 代 表使用最差的 subcarrier 來決定傳輸模式、kk=6 代表使用第六個 差的 subcarrier 來決定傳輸模式、…，由這樣的結果我們可以發現 在模擬的通道中，使用 kk=32 時有最好的系統效能，而當 kk=40 時 系統錯誤率已經超過我們所設定的臨界值。這也說明瞭選用最差 subcarrier 來決定傳輸模式其實是非常保守的作法，系統效能仍然 有很大的進步空間。因此在這個部分，我提出了兩個方法來選擇傳 輸的模式。
0 5 10 15 20 25 30 35 40 10-7
10-6 10-5 10-4 10-3 10-2
group size=64
SNR (dB)
BER
kk=1 kk=6 kk=16 kk=32 kk=40
圖5.6.1(a)選用不同的 subcarrier作為模式選擇時的平均錯誤率
0 5 10 15 20 25 30 35 40
group size=64
SNR (dB)
法一：SNR mapping algorithm
當使用最差的subcarrier作為決策的依據時會有系統效能低落的 問題，而使用通道資訊較好的 subcarrier時卻會有錯誤率可能超出臨 界值的危險。因此一個最直接的想法就是同時考慮一個group中的n
演算法流程：
圖5.6.2 SNR mapping algorithm的系統方塊圖 其中XM =
[
SNR SNR1 2 SNRM]
XN =
[
SNR SNR1 2 SNRN]
且M ≥N N, ≥1圖5.6.3(a)和圖 5.6.3(b)是我們實際使用這個方法在 perfect channel information 和 group size=64 時的系統錯誤率和輸出率。
Decide the Size of XN
BER estimator
BER estimator
Mode selection
BER estimator
BER estimator
XM XN
_ _
BER av BPSK
_ _
BER av QPSK
_ _16
BER av QAM
_ _ 64 BER av QAM
其中 n 代表我們所考慮的 subcarrier 的數量，當 n 越大時系統的錯 誤率會越接近我們所設定的臨界而且輸出率會越高。表5.6.1 則是相 對應的 cost 值。由此可知，這個方法可以在確保系統的錯誤率之下 提升系統的效能。
0 5 10 15 20 25 30 35 40
10-6 10-5 10-4 10-3
group size=64
SNR (dB)
BER
n=1 n=4 n=10 n=24 n=32
圖5.6.3(a)不同的n值時的平均錯誤率
0 5 10 15 20 25 30 35 40
group size=64
SNR (dB)
cost 51.6114 51.1693 50.6861 49.5454 49.0775 表5.6.1不同的 n值時的 cost值
法二：cost function evaluation
因為選用不同的subcarrier來決定傳輸的模式會有不同的錯誤率 和輸出率，因此也會有不同的cost值。當group AOFDM系統操作 在固定的環境時，我們可以利用系統模擬找出能讓cost值最小化所 對應的subcarrier，並用此subcarrier來決定 group modulation type。
圖5.6.4是我們根據這樣的想法所模擬出圖形，由此圖中我們可以看 出k=32 時會有最小的cost。因此，我們就可以利用第32個差的 subcarrier來決定group 的 modulation type。
圖5.6.4(b)是我們用相同的方法在channel B之下所跑出來的系 統模擬圖形，由結果我們可以看出選擇第12個差的 subcarrier可以 獲得最小的cost。這其中的差異是因為channel B的delay spread較 channel A來得大，或是說channel B的coherent bandwidth 較小，因 此在相同的group size時，group所對應的 channel frequency response 在channel A 是較平順且一致的，也就是說在channel A中通道品質 在最差的subcarrier和最好的 subcarrier是相差較小的。因此在 channel A，我們可以嘗試使用通道狀況較為好的subcarrier 來做 modulation type選擇。
0 10 20 30 40 50 60 70 40
50 60 70 80 90 100 110 120
channel A
kth worst in group
cost
圖5.6.4(a) channel A 中選用不同的subcarrier時所對應的cost值
0 10 20 30 40 50 60 70 50
100 150 200
channel B
kth worst in group
cost
圖 5.6.4(b) channel B中選用不同的 subcarrier時所對應的cost值