Kỹ thuật xáo trộn mới cho hệ thống BICM-ID OFDM

heo chuẩn 802.11 (a và ac) được cho 
trong tài liệu [8] với điều chế 16QAM, tốc độ mã hóa (coderate) là ½ sử dụng mã xoắn [7, 
171, 133] (hệ octal). Các luật điều chế (bộ ánh xạ) dùng để mô phỏng là: phân hoạch tập 
(Set Partitioning), luật Gray, luật bình phương trọng số Ơ-cơ-lít cực đại MSEW 
(Maximum Squared Euclidean Weight) như hình 3. Kênh truyền để đánh giá sử dụng kênh 
gao-xơ và kênh fading đa đường theo mô hình kênh Tapped Delay Line (TDL) trong tài 
liệu [9] và thông số kênh theo tài liệu TGn [10], với số vòng lặp cho hệ thống là 6 vòng. 
a) b) c) 
Hình 3. Các luật ánh xạ: Set Partitioning (a); Gray (b); MSEW (c). 
4.2. Các kết quả mô phỏng và thảo luận 
#) Xác định và đánh giá độ dài tối ưu của kỹ thuật xáo trộn. 
Để xác định chất lượng và hiệu quả (thể hiện ở giá trị tỷ số lỗi bít BER – Bit Error 
Rate) cho kỹ thuật xáo trộn đề suất, tác giả đi khảo sát với từng mức năng lượng bít 
( 0/bE N ) cho từng sơ đồ ánh xạ rồi tăng dần độ dài bít xáo trộn và kết quả được thể hiện 
ở hình 4a, 4b. 
 a) b) 
Hình 4. Khảo sát độ dài xáo trộn cho từng bộ ánh xạ. 
Đối với ánh xạ Gray và phân hoạch tập (hình 4a), với các giá trị 0/bE N là 4dB, 5dB 
và 6dB, khi tăng độ dài bít xáo trộn thì giá trị BER không thay đổi. Như vậy, với 2 ánh xạ 
này thì độ dài xáo trộn không ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống. Nhưng với ánh xạ 
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
10
-5
10
-4
10
-3
10
-2
10
-1
Do dai khoi xao tron (bit)
B
E
R
Khao sat do dai New-Inter (802.11, 6lap)
Gray mapping,4dB
Gray mapping,5dB
Gray mapping,6dB
Set Partition, 4dB
Set Partition, 5dB
Set Partition, 6dB
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
10
-6
10
-5
10
-4
10
-3
10
-2
10
-1
10
0
X: 6144
Y: 1.444e-005
Do dai khoi xao tron (bit)
B
E
R
X: 768
Y: 0.1085
Khao sat do dai New-Inter (802.11, 6lap)
MSEW mapping,6dB
MSEW mapping,6,25dB
MSEW mapping,6,5dB
Set Partition, 6dB
Gray mapping,6dB
Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông 
 Đ.T. Cường, T.A. Thắng, , “Kỹ thuật xáo trộn mới hệ thống BICM-ID OFDM.” 104 
MSEW (hình 4b), cùng với mức 0/ 6,5bE N dB , với độ dài chuỗi xáo trộn là 768 bít, tỷ 
lệ lỗi bít là BER=1,085.10-1 nhưng với độ dài chuỗi xáo trộn là 6144 bít thì tỷ lệ lỗi bít đạt 
được là BER=1,444.10-5, điều đó cho thấy rằng độ dài xáo trộn tác động rất lớn đến hiệu 
quả hệ thống, hơn nữa, bộ ánh xạ này cho chất lượng tốt hơn 2 bộ ánh xạ trên. 
Như vậy, độ dài chuỗi bít xáo trộn càng lớn thì chất lượng hệ thống càng tăng, khi độ dài 
chuỗi bít xáo trộn đạt khoảng 6144 bít thì chất lượng hệ thống không tăng được hơn nhiều vì 
độ phân tập thời gian đã đạt đến mức bão hòa, đây sẽ là độ dài tối ưu của bộ xáo trộn này. 
#) Đánh giá hiệu quả của kỹ thuật xáo trộn. 
Để đánh giá hiệu quả của kỹ thuật xáo trộn mới, bài báo so sánh hiệu quả của kỹ thuật 
xáo trộn này với hai kỹ thuật xáo trộn đại số khác dùng cho mã Turbo cho trong tài liệu [7] 
là Relative Prime và Dithered golden interleaver và được thể hiện trong kết quả mô phỏng 
là GoldenInter0 và GoldenInter1 tương ứng. 
a) b) 
Hình 5. So sánh hiệu quả của kỹ thuật xáo trộn mới với kỹ thuật xáo trộn Golden[7] trên 
kênh Gao - xơ với từng tập ánh xạ điều chế, độ dài xáo trộn 6144 bit. 
Dựa trên kết quả về độ dài xáo trộn hiệu quả, độ dài chuỗi xáo trộn là 6144 bít, hình 5 
cho kết quả đánh giá giữa kỹ thuật xáo trộn mới với kỹ thuật xáo trộn ở [7]. Với ánh xạ 
gray (hình 5a), các kỹ thuật xáo trộn không thể hiện sự khác biệt. Với ánh xạ phân hoạch 
tập (hình 5a) kỹ thuật xáo trộn đề suất chỉ tốt hơn kỹ thuật xáo trộn ở [7] khi giá trị Eb/N0 
lớn. Với ánh xạ MSEW (hình 5b), kỹ thuật xáo trộn khối đề suất tốt hơn kỹ thuật xáo trộn 
Relative Prime và tương đương với Dithered golden interleaver. Trên hình này cũng cho ta 
thấy rằng kỹ thuật xáo trộn đề suất cho chất lượng tốt hơn nhiều so với việc sử dụng kỹ 
thuật xáo trộn khối của chuẩn 802.11 (được biểu thị bằng đường Wifi-Inter). 
Hình 6. So sánh hiệu quả của kỹ thuật xáo trộn mới đối với kỹ thuật xáo trộn Golden [7] 
trên kênh fading, độ dài xáo trộn 6144 bit. 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
10
-7
10
-6
10
-5
10
-4
10
-3
10
-2
10
-1
10
0
EbNo
B
E
R
BICM-ID OFDM,AWGN, 16QAM (802.11,6lap)
Set Partition,GoldenInter 0
Set Partition,GoldenInter 1
Set Partition, New-Inter
Set Partition, Wifi-Inter
Gray Mapping,GoldenInter 0
Gray Mapping,GoldenInter 1
Gray mapping, New-Inter
Gray mapping, Wifi-Inter
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
10
-5
10
-4
10
-3
10
-2
10
-1
10
0
EbNo
B
E
R
BICM-ID OFDM,AWGN, 16QAM (802.11,6lap)
MSEW Mapping, WifiInter,
MSEW Mapping, NewInter
MSEW Mapping, GoldenInter 0
MSEW Mapping, GoldenInter 1
0 5 10 15 20 25 30
10
-5
10
-4
10
-3
10
-2
10
-1
10
0
EbNo
B
E
R
BICM-ID OFDM,Fading(model C),ZF, 16QAM (802.11,6lap)
SetPart mapping, NewInter
SetPart mapping, GoldenInter 0
SetPart mapping, GoldenInter 1
0 5 10 15 20 25 30
10
-5
10
-4
10
-3
10
-2
10
-1
10
0
EbNo
B
E
R
BICM-ID OFDM,Fading(model C),ZF, 16QAM (802.11,6lap)
Gray mapping, NewInter
Gray mapping, GoldenInter 0
Gray mapping, GoldenInter 1
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san ACMEC, 07 - 2017 105
Khi thực hiện đánh giá kỹ thuật xáo trộn trên kênh fading theo mô hình kênh C (model 
C) cho trong tài liệu [10], san bằng kênh (equalizer) được thực hiện dựa trên thuật toán san 
bằng kênh cưỡng ép về 0 - ZF (Zero Forcing) với thông tin kênh là hoàn hảo. Các kết quả 
đều cho thấy các kỹ thuật xáo trộn này đều cho kết quả tương tự như kênh Gao - xơ, tuy 
nhiên chất lượng hệ thống không thể hiện nổi bật về bản chất như kênh Gao - xơ do bài 
báo chỉ sử dụng cân bằng kênh ZF đơn giản. 
5. KẾT LUẬN 
Các bộ xáo trộn cho ở tài liệu [7] là bộ xáo trộn đại số được thiết kế cho mã Turbo cho 
hiệu quả cao nhưng vẫn dừng ở góc độ lý thuyết mà chưa thể áp dụng vào thực tiễn do độ 
phức tạp của nó. Trong khi đó, các hệ thống OFDM thực hiện nay đề sử dụng các bộ xáo 
trộn khối nhờ sự đơn giản trong thiết kế hệ thống. Bài báo này đã đề suất một bộ xáo trộn 
mới, với việc thiết kế kỹ thuật xáo trộn dựa trên xáo trộn khối, nó cho phép sử dụng phù 
hợp cho hệ thống thực mà vẫn cho hiệu quả cao tương đương với bộ xáo trộn phức tạp. 
Nói một cách khác là nó có ý nghĩa thực tiễn rất lớn do bộ xáo trộn đề suất vẫn đảm bảo 
hiệu quả của sơ đồ BICM-ID đồng thời vẫn phù hợp với thiết kế hệ thống OFDM hiện 
nay. Ngoài ra, dựa vào các kết quả mô phỏng, để đạt được hiệu quả cao nhất thì độ dài 
chuỗi bít cần từ khoảng 6144 bít trở lên và bộ ánh xạ cho hiệu quả cao là MSEW. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Li and J. A. Ritcey, “Bit-interleaved coded modulation with iterative decoding,” 
IEEE Commun.Lett., vol. 1, pp. 169–171, Nov. 1997 
[2]. X. Li, A. Chindapol, and J. A. Ritcey, “Bit-Interleaved Coded Modulation With 
Iterative Decoding and 8PSK Signaling”, IEEE TRANSACTIONS ON 
COMMUNICATIONS, VOL. 50, NO. 8, AUGUST 2002, pp 1250-1257 
[3]. N. F. Kiyani and J. H. Weber, "OFDM with BICM-ID and Rotated MPSK 
Constellations and Signal Space Diversity," 2007 14th IEEE Symposium on 
Communications and Vehicular Technology in the Benelux, Delft, 2007,pp.1-4 
[4]. N. H. Tran, H. H. Nguyen and T. Le-Ngoc, "Bit-Interleaved Coded OFDM With 
Signal Space Diversity: Subcarrier Grouping and Rotation Matrix Design," in IEEE 
Transactions on Signal Processing, vol. 55, no. 3, pp. 1137-1149, March 2007 . 
[5]. Đ.C.Hùng, Đ.T.Cường, N.Q.Bình: “Nâng cao chất lượng hệ thống OFDM bằng 
BICM-ID,” Tạp chí Bưu chính viễn thông, Chuyên san Các công trình nghiên cứu – 
triển khai viễn thông và công nghệ thông tin, 02.2007 
[6]. Phạm Xuân Nghĩa, Trần Anh Thắng,“Đánh giá hiệu quả sử dụng sơ đồ BICM-ID cho 
truyền dẫn OFDM và chuẩn 802.11“, Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc 
san ACMEC , 07 – 2016, pp 112-119. 
[7]. Crozier, S.N., Lodge, J., Guinand, P. and Hunt, A. (1999) “Performance of Turbo 
codes with Relative Prime and Golden Interleaving Strategies”, Proceedings of Sixth 
International Mobile Satellite Conference, Ottawa, Canada. 
[8]. IEEE Standard for Information technology “Telecommunications and information 
exchange between systems Local and metropolitan area networks,” Specific 
requirements, IEEE Std 802.11™-2 2012. 
[9]. Yong Soo Cho et al”MIMO-OFDM WIRELESS COMMUNICATIONS WITH 
MATLAB”, IEEE press, 2010. 
[10]. IEEE P802.11 ”Wireless LANs TGn Channel Models” (doc:IEEE 802.11-03/940r4), 
May 2004. 
Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông 
 Đ.T. Cường, T.A. Thắng, , “Kỹ thuật xáo trộn mới hệ thống BICM-ID OFDM.” 106 
ABSTRACT 
A NEW INTERLEAVING TECHNIQUE FOR BICM-ID OFDM SYSTEM 
A combination BICM-ID (Bit-interleaved coded modulation with iterative 
decoding) with OFDM transceiver technology give high-speed transmission with 
great efficiency. To suitable with reality, on the one hand, this combination 
compatible with the real OFDM system, on the other hand must prove the 
effectcient of the BICM-ID scheme. Bit-interleaving technique is an important part 
of the BICM-ID scheme. To making a Bit-interleaver that fit with system design and 
ensure the effectcient of the BICM-ID is necessary. This paper proposes a new Bit-
interleaving technique based on Block interleaving that fit with real system design 
and give high effectcient simultaneously. Simulation results based on the IEEE 
802.11 transmission model show that the Bit-interleaving, although is simple, but 
still gives high transmission efficiency equivalent to the Golden interleaving 
technique. 
Keywords: Telecommunication; BICM-ID OFDM; IEEE 802.11 standard; Block Interleaving; Golden 
interleaving. 
Nhận bài ngày 02 tháng 5 năm 2017 
Hoàn thiện ngày 10 tháng 6 năm 2017 
Chấp nhận đăng ngày 20 tháng 7 năm 2017 
Địa chỉ: 1 Cục công nghệ thông tin – Bộ Tổng tham mưu – Bộ quốc phòng; 
 2 Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại Học Thái Nguyên; 
 3 Học viện Kỹ thuật quân sự. 
 * Email: trananhthang@tnut.edu.vn