이동통신 Matlab Simulink 시뮬레이션 과제 / Mobile communication simulation homework 1

소개글

이동통신과목 시뮬레이션과제입니다. Matlab source와 Simulink를 사용하는 시뮬레이션입니다. 중간고사 전에 나가는 과제로 Raised cosine pulse, Eye diagram, Equalizer, 16-QAM 통신시스템 관련된 내용을 담고 있습니다. 과제 수행시 참고바랍니다.

목차

1. Raised cosine pulse spectrum
(1) Plot time / frequency response, Indicate values (and reason) at important points (roll-off factor, r=0.25)
(2) Repeat (1) by changing the roll-off factor (0, 0.25, 0,5, 1) (Frequency resoponse: dB scale)
(3) Explain why the roll-off factor is needed, write down equations, and explain why we have different results

2. Eye diagram
(1) Explain how to obtain eye diagram
(2) What information can we obtain from eye diagram
(3) Plot frequency response and eye diagram (r = 0)
(4) Compare eye diagrams when roll-off factor varies

3. Equalizer
(1) Plot waveform and eye diagram of transmit signal (without channel)
(2) Plot the signals after channel. Cn = [0.0, 0.2, 0.9, -0.3, 0.1], Gain5 = sqrt(2)/Sum(Cn)
(3) Plot the signal after 3-tap zero forcing equalizer. (Cn = [-0.2140, 0.9631, 0.3448])
(4) Plot the signal after 5-tap zero forcing equalizer. (Cn = [0.0443, -0.1994, 0.9637, 0.3419, 0.0069])
(5) Explain the principle zero-forcing equalizer, find the value of Cn mathematically

4. Basic Communication system (16-QAM)
Q1. Explain each block
Q2. Plot the outputs of sampling block (sine-wave generator and pulse generator) and analog filter. Explain whether sampling theorem is satisfied
Q3. Explain why quantization interval is 10/32. Plot time-domain result
Q4. Explain Buffer block using the relationship between the number of input and output bits
Q5. Compare the final result of analog filter 3rd-order and 18th-order (sine wave, 16-QAM, EbN0=10)
Q6. After changing input signal sine >> random, Plot scatter plot and eye diagram before and after AWGN channel (EbN0=0,10) for the case of 16-QAM. Plot eye diagram after changing raised cosine filter Tx & Rx (square root >> normal). Explain the reason. When do we use the square root cosine filter?

본문내용

Nyquist pulse는 zero ISI를 위한 이상적인 Filter인데, 이러한 Nyquist pulse는 무한대 갯수의 Filter weights가 필요한 rectangular BW를 가지고 있고, 무한대의 time delay가 필요하며 아주 작은 timing error에서도 정확한 detection이 매우 힘들기 때문에 (혹은 timing error에 매우 민감하기 때문에) 실제로 구현 불가능한 filter이다.
이와 달리 Raised-cosine pulse는 ‘roll-off factor’라는 인자를 통해 Bandwidth가 Sharp하지 않고 Smooth한 보다 Realizable한 Filter이다. Roll-off factor조절을 통해 또한 Impulse response의 Shape을 조절할 수 있어, Timing error에 덜 민감하도록 design할 수 있다.

3) 위 측정된 값을 바탕으로 Sampling rate을 1/T 라고 할때, Ts=ΔT=1 [sec]라고 할 수 있다. 그리고 Raised cosine pulse의 Bandwidth를 Wo, 고 한다면,
Ts = 1/2Wo를 만족해야 하는데, 2Wo = 2Δf=1.089 [Hz] ≒ 1/Ts = 1 [Hz] 이다. 따라서 위와 같은 값이 관찰되게 된다. (오차는 Round-off error라고 볼 수 있다.)
Sampling period 약 1 [sec]로 sampling되었을때, Intersymbol interference (ISI)가 0이어야 하므로, Zero crossing point들은 t= 1[sec]의 정수배로 나타난다.

2) 비교
Roll-off factor가 증가함에 따라,
-Impulse response의 side lobe의 크기가 작아진다.
-Impulse response의 관찰되는 side lobe의 개수가 줄어든다.
-Frequency response의 Bandwidth가 증가한다.

참고 자료

없음