Đồ án tốt nghiệp: PHƯƠNG THỨC TRUYỀN DẪN ZERO TAIL DFTSOFDM CHO ĐƯỜNG LÊN 5G

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA: VIỄN THÔNG -����� - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐỀ TÀI: PHƯƠNG THỨC TRUYỀN DẪN ZERO TAIL DFT-S-OFDM CHO ĐƯỜNG LÊN 5G Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS ĐẶNG THẾ NGỌC Sinh viên thực : ĐẶNG THỊ LỊCH Lớp : D17CQVT02 – B Khóa : 2017 – 2021 Hệ : ĐẠI HỌC CHÍNH QUY Hà Nội – 2021 Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN “Sau năm học tập rèn luyện Học viện Công nghệ Bưu Viễn Thơng, đồ án tốt nghiệp dấu ấn quan trọng đánh dấu việc em hoàn thành nhiệm vụ ghế giảng đường Đại Học Trong suốt q trình nghiên cứu hồn thành đồ án này, em nhận nhiều quan tâm, hướng dẫn, dạy tận tình thầy cô, anh chị, bạn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tri ân sâu sắc thầy cô Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng, thầy khoa Viễn thơng I, tận tình truyền đạt kiến thức năm em học tập Với vốn kiến thức tiếp thu q trình học khơng tảng cho q trình nghiên cứu đồ án mà cịn hành trang quý báu để em bước vào đời cách vững tự tin Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Giảng viên hướng dẫn PGS.TS Đặng Thế Ngọc – thầy hướng dẫn tận tình dạy kiến thức cần thiết để em hoàn thành đồ án Em xin gửi lời cảm ơn đến anh chị khóa trên, bạn giúp đỡ em nhiều trình tìm tài liệu Xin cảm ơn sâu sắc đến bố mẹ, anh chị bên cạnh động viên chia sẻ khó khăn động lực to lớn để em hoàn thành đồ án quan trọng đời sinh viên Vì thời gian kiến thức hạn hẹp nên đồ án tốt nghiệp khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong góp ý q thầy cơ, để em rút kinh nghiệm hoàn thành tốt Em xin chân thành cảm ơn!” Hà Nội, ngày 10 tháng 11 năm 2021 Đặng Thị Lịch Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B Đồ án tốt nghiệp Đại học Nhận xét giảng viên phản biện NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Điểm: …………………….……… (bằng chữ:… ……………….) Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B I Đồ án tốt nghiệp Đại học Nhận xét giảng viên phản biện NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Điểm: …………………….……… (bằng chữ:… ……………….) …………, ngày… tháng… năm 20… CÁN BỘ - GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN (ký, họ tên) Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B II Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ………………………………………………………………………… NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ………………………………… I NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN ……………………… ………… II MỤC LỤC ……………… ……………………………………………………… III THUẬT NGỮ VIẾT TẮT …………….……………………… ………………… VI DANH MỤC HÌNH VẼ …………………………………………………………… IX LỜI MỞ ĐẦU ……………………………………………………………… …… CHƯƠNG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G …………………… …… … 1.1 Tổng quan mạng thông tin di động 5G ……………….……………… …… 1.1.1 Giới thiệu mạng thông tin di động 5G …………… ……… ………… 1.1.2 Các công nghệ lõi sử dụng 5G ……….……………………………… 1.1.2.1 Scalable numerology ………………………………………………… 1.1.2.2 Self-contained slots …………………………………… …………… 1.1.2.3 Băng thông kênh ……………………………………………………… 1.1.2.4 Bandwidth Part (BWP) ……………………………………………… 1.1.2.5 Dạng sóng 5G NR ………………… ………………………………… 1.1.2.6 Cấu hình TDD 1.1.2.7 Massive MIMO Beam Sweeping 1.1.3 Kiến trúc mạng di động 5G ………… ……………………………… … 1.1.3.1 Kiến trúc hệ thống mạng 5G ………………………………… ….…… 1.1.3.2 Kiến trúc mạng 5G …………………………………………….….…… 1.1.4 Kiến trúc mạng 5GC ……………………………………………………… 11 1.1.4.1Tổng quan mạng 5G core ……………………… ………………… 11 1.1.4.2 Đặc trưng mạng 5GC ………………………………… ………… 12 Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B III Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục 1.1.4.3 Chức mạng Core 5G………………………………………… 12 1.1.5 Mạng RAN 5G …………………………………………………………… 13 1.2 Các kỹ thuật ghép kênh sử dụng 4G 5G …………………………… 13 1.2.1 Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) …………… 13 1.2.2 Kỹ thuật ghép kênh OFDM Zero Tail1 …………………………………… 17 1.2.3 Kỹ thuật DFT-s-OFDM …………………………………………………… 19 1.3 Lưới tài nguyên vô tuyến cho hệ thống thông tin di động 5G ……………… 24 1.4 Kết luận chương ……………………………………………………… …… 25 CHƯƠNG PHƯƠNG THỨC TRUYỀN DẪN ZERO TAIL DFT-s-OFDM 26 2.1 Tổng quan truyền dẫn Zero Tail DFT-s-OFDM ………………………… 26 2.1.1 Sự thúc đẩy cho tín hiệu Zaro Tail DFT-s-OFDM …… ………………… 26 2.1.2 Sự hình thành tín hiệu Zero Tail …………………………………………… 28 2.1.3 Phân tích lý thuyết ………………………………………………………… 30 2.2 Phân tích mơ hình kênh đường lên 5G ……………………………………… 32 2.2.1 Hệ thống phân cấp kênh 5G ………………………………… …….…… 33 2.2.2 Các kênh logic 5G NR ………………………………………… ………… 34 2.2.3 Kênh vận chuyển 5G NR ……………………………………… ………… 35 2.2.4 Các kênh liệu lớp vật lý 5G NR ………………………… …………… 36 2.2.5 Các tín hiệu tham chiếu sử dụng đường lên 5G NR ……….… 38 2.3 Mơ hình hệ thống Zero Tail DFT-s-OFDM cho đường lên 5G …… ……… 40 2.4 Kết luận chương ……………………………………… …………………… 41 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA HỆ THỐNG ZERO TAIL DFT-SOFDM …………….……………………………………………………………… 42 3.1 Phân tích hiệu …………………………………………… ……….…… 42 3.1.1 Tỷ lệ cơng suất đỉnh cơng suất trung bình (PAPR) …………………… 42 3.1.2 Phát xạ băng (OOBE) …………………………… ……………… 43 Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B V Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục 3.1.3 Hiệu suất BLER …………………………… …………………………… 44 3.1.4 Tác động giá trị δ khác lên hệ thống Zero Tail DFT-s-OFDM.45 3.1.5 BER Eb/N0 khơng có ước lượng kênh ……… …………………… 46 3.1.6 BER Eb/N0 có sử dụng ước lượng kênh ………………………… … 46 3.1.7 Dạng sóng ………………………………………………… ……………… 48 3.1.8 Phổ tín hiệu …………………………………………………… ………… 48 3.2 Đánh giá kết đạt …………………………………………………… 50 3.3 Kết luận chương ………………………………………… ………………… 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ……………………………………… …………… 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………… … 52 PHỤ LỤC …………………………………………………………………… …… 54 Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B V Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng anh AF Application Function Access and Session Management AMF Function AN Access Network AUSF Authentication Server Function AWGN Additive white Gaussian Noise BCCH Broadcast Control Channel BCH Broadcast Channel BER Bit Error Rate BLER Block Error Rate BPSK Binary Phase Shift Keying BWP Bandwidth Part CCCH Common Control Channel Complementary Cumulative CCDF Distribution Function CN Core Network CP Cyclic Prefix CRC Cyclic Redundancy Check DCCH Dedicated Control Channel DFT Discrete Fourier Transform DL Down Link DLSCH Downlink Shared Channel DMRS Demodulation Reference Signal DN Data Network DTCH Dedicated Traffic Channel eMBB Enhanced Mobile Broadband EPC Evolved Packet Core FDD HARQ ICI IFFT IMBO IoT IRC LTE MEC MIB MIMO mIoT mMTC Frequency Division Duplex Hybrid Automatic Repeat Request Inter-carrier Interference Inverse Fast Fourier Transform Improved Monarch Butterfly Optimization Internet of Things Interference Rejection Combining Long Term Evolution Multi-access Edge Computing Master Information Block Multiple-In Multiple-Out Massive Internet of Things Massive Machine Type Communications Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B Tiếng Việt Chức ứng dụng Chức quản lý truy cập di động Mạng truy cập Chức máy chủ xác thực Nhiễu Gaussian trắng cộng Kênh điều khiển quảng bá Kênh quảng bá Tỷ lệ lỗi bit Tỷ lệ lỗi khối Điều chế pha nhị phân Phần băng thơng Kênh điều khiển chung Hàm phân phối tích lũy bổ sung Mạng lõi Tiền tố tuần hoàn Kiểm tra vòng dư Kênh điều khiển riêng Phép biến đổi Fourier rời rạc Đường xuống Kênh chia sẻ đường xuống Tín hiệu tham chiếu giải điều chế Mạng liệu Kênh lưu lượng dành riêng Băng rộng di động nâng cao Lõi gói phát triển Ghép song cơng phân chia theo tần số Yêu cầu lặp lại tự động kết hợp Giao thoa sóng mang Biến đổi Fourier nhanh Vạn vật kết nối Internet Loại bỏ giao thoa kết hợp Tiến hóa dài hạn Máy tính giới hạn đa truy nhập Khối thơng tin Cơng nghệ đa anten Mạng lưới vạn vật kết nối internet VI Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt Peak to Average Power Ratio Physical broadcast channel Paging Control Channel Policy Control Function Chức phơi sáng mạng Chức mạng ảo hóa Mạng vơ tuyến Chức lưu trữ mạng Không độc lập Chức lựa chọn lát cắt mạng Chức phân tích liệu mạng Phát xạ băng Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao Mơ hình kết nối hệ thống mở Tỷ lệ cơng suất đỉnh cơng suất trung bình Kênh quảng bá vật lý Kênh điều khiển tìm gọi Chức kiểm sốt sách Paging Channel Physical Downlink Control Channel Physical downlink shared channel Physical random access channel Physical Resource Block Partial Transmit Sequences Phase Tracking Reference Signal Physical uplink control channel Physical uplink shared channel Kênh dành riêng Kênh điều khiển đường xuống vật lý Kênh chia sẻ đường xuống vật lý Kênh truy cập ngẫu nhiên vật lý Khối tài nguyên vật lý Dãy truyền riêng phần Tín hiệu tham chiếu theo dõi pha Kênh điều khiển đường lên vật lý Kênh điều khiển đường lên vật lý Quadrature Phase Shift Keying Radio Access Network Radio Access Technology Resource Block Standalone Single Carrier-Frequency Division SC-FDMA Multiple Access SCS Subcarrier Spacing SCH Shared Channel SDN Software-defined Network SEPP Security Edge Protection Proxy SIB System Information Block Điều chế pha nhị phân Mạng truy cập vô tuyến Công nghệ truy nhập vô tuyến Khối tài nguyên Độc lập Đa truy nhập phân chia tần số đơn sóng mang Độ rộng sóng mang Kênh chia sẻ Mạng phần mềm xác định Proxy bảo vệ cạnh bảo mật Khối thông tin hệ thống NEF NFV NR NRF NSA NSSF NWDAF OOBE OFDM OFDMA OSI PAPR PBCH PCCH PCF PCIICH PCH PDCCH PDSCH PRACH PRB PTS PTRS PUCCH PUSCH PHICH QPSK RAN RAT RBs SA Network Exposure Function Network functions virtualize Network Radio Network Repository Function Non-standalone Network Slice Selection Function Network Data Analytics Function Out-of-Band Emissions Orthogonal Frequency Division Multiplexing Orthogonal Frequency Division Multiple Access Open System Interconnection Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B VII Đồ án tốt nghiệp Đại học SIC SM SMF SRS UDM UDR UDSF UE UL ULSCH UP UPF URLLC WIMAX Successive Interference Cancellation Session Management Session Management Function Sounding Reference Signal Unified Data Management Unified Data Repository Unstructured Data Storage Function User Equipment Up Link Uplink Shared Channel User Plane User Plane Function Ultra Reliable Low Latency Communications Worldwide Interoperability for Microwave Access Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B Thuật ngữ viết tắt Loại bỏ giao thoa liên tiếp Quản lý phiên Chức quản lý phiên Tín hiệu tham chiếu thăm dị Quản lý liệu hợp Kho lưu trữ liệu hợp Chức lưu trữ liệu phi cấu trúc Thiết bị người dùng Đường lên Kênh chia sẻ đường lên Mặt phẳng người dùng Chức mặt phẳng người dùng Truyền thơng có độ trễ thấp đáng tin cậy Internet băng thông rộng không dây khoảng cách lớn VIII Đồ án tốt nghiệp Đại học Phụ lục PHỤ LỤC CODE MATLAB simulation_BER_curves Nội dung      INPUT DATA OFDM OFDM Zero Tail QAM ĐỒ THỊ INPUT DATA M = 64; k = log2(M); N = 1024; usedN = 600; unusedN = N‐usedN; % Kích thước chịm tín hiệu % Số bit ký hiệu % Tổng số sóng mang % Số lượng sóng mang liệu % Số lượng sóng mang bảo vệ nSymbOFDM = 1000; n = usedN*k*nSymbOFDM; % Số lượng ký hiệu OFDM đầu vào % Số lượng bit CP = N/8; ZT = N/8; % Độ dài CP % Độ dài zero-tail nSymbEst = 2; % Số ký hiệu OFDM ước tính t = 0:1:120; BW = 20e6; % Hz Ts = (1/BW)*1e9; %ns % Vector thời gian để biểu thị kênh đa đường % Băng thông hệ thống % Thời gian lấy mẫu % Vectơ EbN0 để tạo đường cong BER EbN0_dB = 0:1:20; % Tỷ lệ lượng bit nhiễu mô % Khởi tạo HdB = ‐inf.*ones(1,length(t)); SER = ones(1,length(EbN0_dB)).*inf; BER = ones(1,length(EbN0_dB)).*inf; BER_ZT = ones(1,length(EbN0_dB)).*inf; BER_QAM = ones(1,length(EbN0_dB)).*inf; % % % % % Kênh đa đường Tỷ lệ lỗi ký hiệu Tỷ lệ lỗi bit OFDM Tỷ lệ lỗi bit OFDM‐Zero Tail Tỷ lệ lỗi bit QAM % Kênh đơn đường HdB(1) = 0; Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B Trang 54 Đồ án tốt nghiệp Đại học H = 10.^(HdB/10); Phụ lục % Chuyển đổi thành giá trị tự nhiên figure stem(t,HdB) title('CHANNEL') xlabel('Time Samples') ylabel('Signal realtion (dB)') % Bit đầu vào dataIn = randi([0 1],n,1); % Tạo vectơ liệu nhị phân ngẫu nhiên OFDM _ % TX ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ [ofdm , dataMod] = TX_OFDM(dataIn,M,N,usedN,CP); % NOISE ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ for z=1:length(EbN0_dB) [channelCorrection] = CHANNEL_ESTIMATION(H,nSymbEst,EbN0_dB(z),k,N,usedN,CP); [ofdmChannel] = CHANNEL_OFDM(ofdm,H); [ofdmAWGN] = AWGN_OFDM(EbN0_dB(z),ofdmChannel,k,N,usedN,CP); [dataInRx , dataModRx] = RX_CHANNEL_OFDM(ofdmAWGN,M,N,usedN,CP,channelCorrection); dataSymbolsIn = qamdemod(dataMod,M,0,'gray'); dataSymbolsInRx = qamdemod(dataModRx,M,0,'gray'); [SER(z)] = sum(dataSymbolsIn ~= dataSymbolsInRx)./length(dataSymbolsIn); [~, BER(z)] = biterr(dataIn,dataInRx); end OFDM ZT _ % TX ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ [ofdmZT , dataModZT] = TX_OFDM_ZEROTAIL(dataIn,M,N,usedN,ZT); % NOISE ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ for z=1:length(EbN0_dB) [channelCorrectionZT] = CHANNEL_ESTIMATION_ZEROTAIL (H,nSymbEst,EbN0_dB(z),k,N,usedN,ZT); [ofdmChannelZT] = CHANNEL_OFDM(ofdmZT,H); [ofdmAWGNZT] = AWGN_OFDM(EbN0_dB(z),ofdmChannelZT,k,N,usedN,ZT); Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B Trang 55 Đồ án tốt nghiệp Đại học Phụ lục [dataInRxZT , dataModRxZT] = RX_CHANNEL_OFDM_ZEROTAIL (ofdmAWGNZT,M,N,usedN,ZT,channelCorrectionZT); dataSymbolsZT = qamdemod(dataModZT,M,0,'gray'); dataSymbolsRxZT = qamdemod(dataModRxZT,M,0,'gray'); [SER_ZT(z)] = sum(dataSymbolsZT ~= dataSymbolsRxZT)./length(dataSymbolsZT); [~, BER_ZT(z)] = biterr(dataIn,dataInRxZT); end QAM % Định hình lại liệu thành ‐ nhị phân dataInMatrix = reshape(dataIn,length(dataIn)/k,k); % Chuyển đổi thành số nguyên dataSymbolsIn = bi2de(dataInMatrix); % Điều chỉnh liệu với mã Gray dataMod = qammod(dataSymbolsIn,M,0,'gray'); % NOISE ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ for z=1:length(EbN0_dB) % Tỷ lệ tín hiệu nhiễu snrdB = EbN0_dB(z) + 10*log10(k); % Kênh AWGN dataModNoise = awgn(dataMod,snrdB,'measured'); % GIải điều chế với mã Gray dataSymbolsInRx = qamdemod(dataModNoise,M,0,'gray'); % Chuyển đổi sang liệu nhị phân dataInMatrixRx = de2bi(dataSymbolsInRx); % Định hình thành vector nhị phân dataInRx = reshape (dataInMatrixRx,size(dataInMatrixRx,1)*size(dataInMatrixRx,2),1); [SER(z)] = sum(dataSymbolsIn ~= dataSymbolsInRx)./length(dataSymbolsIn); [~, BER_QAM(z)] = biterr(dataIn,dataInRx); end ĐỒ THỊ % Đường cong BER lý thuyết EbN0 = 10.^(EbN0_dB/10); SER_MQAM = 2*erfc(sqrt((3*k*EbN0)/(2*(M‐1)))); BER_MQAM = SER_MQAM./k; % Tỷ lệ lỗi bit lý thuyết figure semilogy(EbN0_dB,[BER;BER_ZT;BER_QAM;BER_MQAM],'LineWidth',2) grid on; legend('Simulation OFDM','Simulation OFDM ZT','Simulation Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B Trang 56 Đồ án tốt nghiệp Đại học Phụ lục QAM','Theoretical'); xlabel('Eb/N0 (dB)');ylabel('Bit Error Rate'); title('BER OFDM') Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B Trang 57 Đồ án tốt nghiệp Đại học Phụ lục Simulation_DFTs Nội dung       INPUT DATA OFDM ZERO TAIL DFT-S-OFDM OFDM ZERO TAIL OFDM DẠNG SÓNG PHỔ TÍN HIỆU INPUT DATA M = 64; hiệu k = log2(M); N = 2048; usedN = 1200; unusedN = N - usedN; nSymbOFDM = 100; % Kích thước chịm tín n = usedN*k*nSymbOFDM; % Số lượng bit đầu vào CP = N/8; ZT = N/8; % Độ dài CP % Độ dài Zero tail dataIn = randi([0 1],n,1); % Tạo vectơ liệu nhị phân % % % % % Số bit ký hiệu Số lượng sóng mang Number of data carriers Số lượng sóng mang liệu Số lượng đầu vào ký hiệu OFDM ZERO TAIL DFT-s-OFDM % TX ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ [ofdmZTDFT , ~] = TX_OFDM_ZEROTAIL_DFT(dataIn,M,N,usedN,ZT); OFDM ZEROTAIL % TX ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ [ofdmZT , ~] = TX_OFDM_ZEROTAIL(dataIn,M,N,usedN,ZT); OFDM % TX ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ [ofdm , ~] = TX_OFDM(dataIn,M,N,usedN,CP); DẠNG SÓNG figure subplot(3,1,1) plot(real(ofdm(1:N+300))) title('OFDM') subplot(3,1,2) plot(real(ofdmZT(1:N+300)),'r') title('OFDM Zero Tail') subplot(3,1,3) plot(real(ofdmZTDFT(1:N+300)),'g') title('Zero Tail DFT-s-OFDM') Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B Trang 58 Đồ án tốt nghiệp Đại học Phụ lục PHỔ TÍN HIỆU figure [pxx,f] = periodogram(ofdmZT); plot(f/pi,10*log10(pxx),'r') hold on [pxx,f] = periodogram(ofdm); plot(f/pi,10*log10(pxx)) hold on [pxx,f] = periodogram(ofdmZTDFT); plot(f/pi,10*log10(pxx),'g') ylabel('Power/frecuency (dB/rad/sample)') xlabel('Normalized Frecuency (xpi rad/sample)') title('OFDM ZEROTAIL vs ZERO TAIL DFT-s-OFDM') legend('OFDM ZT', 'OFDM', ZERO TAIL DFT-s-OFDM ') Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B Trang 59 Đồ án tốt nghiệp Đại học Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B Phụ lục Trang 60 Đồ án tốt nghiệp Đại học Phụ lục AWGN_OFDM % - % OFDM qua kênh AWGN % Mô hiệu ứng loại kênh tạo tín hiệu OFDM % [ ofdmAWGN ] = AWGN_OFDM( EbN0_dB , ofdm, k ) % Hàm trả ofdmNoise (cùng thứ nguyên với với OFDM) phụ thuộc vào tham số đầu vào: % % % % % % EbN0_dB -> Tỷ lệ lượng bit nhiễu tính dB ofdm -> Chuỗi ký hiệu OFDM (hoặc số chúng) k‐> Bit ký hiệu QAM N‐> Số lượng sóng mang OFDM usedN‐> Số lượng sóng mang liệu CP‐> Độ dài tiền tố tuần hồn (hoặc 0) % - function [ ofdmAWGN ] = AWGN_OFDM( EbN0_dB , ofdm, k , N , usedN , CP ) EbN0 = 10^(EbN0_dB/10); snr = (N/(N + CP))*(usedN/N)*EbN0*k; snrdB = 10*log10(snr); ofdmAWGN = awgn(ofdm,snrdB,'measured'); % % % % % % % % SNR từ EbN0 % Kênh AWGN figure plot(real(ofdmAWGN),'r') hold on plot(real(ofdm)) plot(real(ofdmAWGN)‐real(ofdm),'g') title('OFDM NOISE') legend('OFDM AWGN','OFDM','NOISE') end Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B Trang 61 Đồ án tốt nghiệp Đại học Phụ lục CHANNEL_ESTIMATION % -% Ước lượng kênh sử dụng mô để thu giá trị hiệu chỉnh cho sóng mang OFDM để tránh sai lệch kênh đa đường % [channelCorrection] = CHANNEL_ESTIMATION( H , nSymbEst, EbN0_dB, k , N , usedN, CP ) % Hàm trả channelCorrection (Nx1) phục thuộc vào tham số đầu vào: % % % % % % % % H -> Kênh nSymbEst‐> Số ký hiệu kiểm tra OFDM để thực ước lượng EbN0_dB -> Tỷ lệ lượng bit nhiễu tính dB ofdm -> Chuỗi ký hiệu OFDM (hoặc số chúng) k‐> Bit ký hiệu QAM N‐> Số lượng sóng mang OFDM usedN‐> Số lượng sóng mang liệu CP‐> Độ dài tiền tố tuần hồn (hoặc 0) % function [channelCorrection] = CHANNEL_ESTIMATION(H, nSymbEst, EbN0_dB, k, N ,usedN, CP) unusedN = N - usedN; % TX dataModUsedN = ones(usedN,nSymbEst); %Kiểm tra liệu để gửi dataModN = zeros(N,nSymbEst); ofdm = zeros(size(dataModN,2)*N,1); ofdmSymbol = zeros(N,size(dataModN,2)); ofdmSymbolCP = zeros(N+CP,size(dataModN,2)); for j=1:size(dataModN,2) dataModN(:,j) = ertcat(zeros(unusedN/2,1), dataModUsedN(:,j), zeros(unusedN/2,1)); % Tạo ký hiệu OFDM ofdmSymbol(:,j) = ifft(dataModN(:,j),N); % Thêm tiền tố tuần hoàn vào đầu ký hiệu OFDM ofdmSymbolCP(:,j) = vertcat(ofdmSymbol(NCP+1:N,j),ofdmSymbol(:,j)); % Tạo vectơ với tất ký hiệu OFDM ofdm((j-1)*length(ofdmSymbolCP)+1:j*length(ofdmSymbolCP)) = ofdmSymbolCP(:,j); end % Kênh ofdmChannel = filter (H,1,ofdm); % Kênh đa đường % AWGN EbN0 = 10.^(EbN0_dB/10); snr = (N/(N+CP)).*(usedN/N)*EbN0*k; snrdB = 10.*log10(snr); % SNR từ EbN0 for j=1:size(snrdB) ofdmAWGN = awgn(ofdmChannel,snrdB(j),'measured'); %Kênh AWGN end Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B Trang 62 Đồ án tốt nghiệp Đại học Phụ lục ofdmSymbolCPRx = reshape (ofdmAWGN,N+CP,length(ofdmAWGN)/(N+CP)); ofdmSymbolRx = ofdmSymbolCPRx(CP+1:end,:); dataModNRx = zeros(N,size(ofdmSymbolRx,2)); channelCorrectionMatrix = zeros(N,size(ofdmSymbolRx,2)); for j=1:size(ofdmSymbolRx,2) % Thông tin sóng mang CP bị bỏ qua % dataModNRx = H dataModNRx(:,j) = fft(ofdmSymbolRx(:,j),N); % X / Y = / H channelCorrectionMatrix(:,j)=dataModN(:,j)./dataModNRx(:,j); end channelCorrection = mean(channelCorrectionMatrix,2); % Ước lượng nSymb %figure %subplot(4,1,1) %stem(real(dataModN(:,1))) %title('Test Data Sent') %subplot(4,1,2) %stem(real(dataModNRx(:,1))) %title('Test Data Received') %subplot(4,1,3) %stem(real(channelCorrection)) %title('Channel Correction') %subplot(4,1,4) %stem(real(channelCorrection.*dataModNRx(:,1))) %title('Test Data Received X Channel Correction') end Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B Trang 63 Đồ án tốt nghiệp Đại học Phụ lục CHANNEL_ESTIMATION_ZEROTAIL % % Ước lượng kênh cho Zero Tail % Ước tính kênh sử dụng mô để thu giá trị hiệu chỉnh cho sóng mang OFDM để tránh sai lệch kênh đa đường % [ channelCorrection ] = CHANNEL_ESTIMATION_ZEROTAIL ( H , nSymbEst, EbN0_dB, k , N , usedN, ZT ) % Hàm trả channelCorrection (Nx1) phụ thuộc vào tham số đầu vào: % % % % % % % H -> Kênh nSymbEst‐> Số ký hiệu kiểm tra OFDM để thực ước lượng EbN0_dB -> Tỷ lệ lượng bit nhiễu tính dB k‐> Bit ký hiệu QAM N‐> Số lượng sóng mang OFDM usedN‐> Số lượng sóng mang liệu CP‐> Độ dài tiền tố tuần hoàn (hoặc đuôi 0) % function [ channelCorrection ] = CHANNEL_ESTIMATION_ZEROTAIL( H , nSymbEst, EbN0_dB, k , N ,usedN, ZT ) unusedN = N - usedN; % Tx dataModUsedN = ones(usedN,nSymbEst); % Kiểm tra liệu để gửi dataModN = zeros(N,nSymbEst); % qua kênh ofdm = zeros(size(dataModN,2)*N,1); ofdmSymbol = zeros(N,size(dataModN,2)); ofdmSymbolZT = zeros(N+ZT,size(dataModN,2)); zerotail = zeros (ZT,size(dataModN,2)); for j=1:size(dataModN,2) dataModN(:,j) = vertcat(zeros(unusedN/2,1, dataModUsedN(:,j), zeros(unusedN/2,1)); % Tạo ký hiệu OFDM ofdmSymbol(:,j) = ifft(dataModN(:,j),N); % Thêm số cuối ofdmSymbolZT(:,j) = vertcat(ofdmSymbol(:,j),zerotail(:,j)); % Tạo vector với tất ký hiệu OFDM ofdm((j1)*length(ofdmSymbolZT)+1:j*length(ofdmSymbolZT)) = ofdmSymbolZT(:,j); end % Kênh ofdmChannel = filter (H,1,ofdm); % Kênh đa đường % AWGN EbN0 = 10.^(EbN0_dB/10); snr = (N/(N+ZT))*(usedN/N).*EbN0*k; snrdB = 10.*log10(snr); Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B Trang 64 Đồ án tốt nghiệp Đại học Phụ lục for j=1:size(snrdB) ofdmAWGN = awgn(ofdmChannel,snrdB(j),'measured'); % Kênh AWGN end %RX ofdmSymbolZTRx = reshape (ofdmAWGN,N+ZT,length(ofdmAWGN)/(N+ZT)); dataModNRx = zeros(N,size(ofdmSymbolZTRx,2)); channelCorrectionMatrix = zeros(N,size(ofdmSymbolZTRx,2)); for j=1:size(ofdmSymbolZTRx,2) ofdmSymbolZTRx(1:ZT,j) = ofdmSymbolZTRx(1:ZT,j)+ ofdmSymbolZTRx(N+1:end,j); % dataModNRx = H ofdmSymbolRx = ofdmSymbolZTRx(1:N,:); % X / Y = / H dataModNRx(:,j) = fft(ofdmSymbolRx(:,j),N); channelCorrectionMatrix(:,j)=dataModN(:,j)./dataModNRx(:,j); end channelCorrection = mean(channelCorrectionMatrix,2); % % % % % % % % % % % % % figure subplot(4,1,1) stem(real(dataModN(:,1))) title('Test Data Sent') subplot(4,1,2) stem(real(dataModNRx(:,1))) title('Test Data Received') subplot(4,1,3) stem(real(channelCorrection)) title('Channel Correction') subplot(4,1,4) stem(real(channelCorrection.*dataModNRx(:,1))) title('Test Data Received X Channel Correction') end Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B Trang 65 Đồ án tốt nghiệp Đại học Phụ lục CHANNEL_OFDM % % OFDM qua kênh đa đường % Mô ảnh hưởng loại kênh tạo tín hiệu OFDM % [ ofdmChannel ] = CHANNEL_OFDM( ofdm , H ) % Hàm trả ofdmChannel phụ thuộc vào tham số đầu vào % ofdm -> Chuỗi ký hiệu OFDM (hoặc số chúng) % H‐> Kênh % function [ ofdmChannel ] = CHANNEL_OFDM( ofdm , H ) ofdmChannel = filter (H,1,ofdm); %OFDM qua kênh đa đường end Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B Trang 66 Đồ án tốt nghiệp Đại học Phụ lục RX_CHANNEL_OFDM % % Phía thu tín hiệu OFDM với hiệu chỉnh kênh % Mô việc tách ký hiệu OFDM, thơng tin hữu ích chúng chuỗi QAM cuối để giải điều chế % [ dataInRx,dataModRxFixed ] = RX_CHANNEL_OFDM(ofdm,M,N,usedN,CP,channelCorrection) % Phải có vector channelCorrection mơ hàm CHANNEL_ESTIMATION.m % OUTPUT: % dataInRx -> Vectơ bit thu từ tín hiệu ofdm % dataModRxFixed -> Các ký hiệu QAM bên sóng mang OFDM với việc hiệu chỉnh kênh cần thiết %INPUT: % ofdm -> Chuỗi ký hiệu OFDM % M -> Số ký hiệu chòm QAM % N -> Số lượng sóng mang OFDM % usedN -> Số lượng sóng mang liệu OFDM % CP -> Độ dài tiền tố theo chu kỳ % channelCorrection -> vector 1xN tương đương với / H, phần bù hiệu ứng kênh đa đường % -function [ dataInRx,dataModRxFixed ] = RX_CHANNEL_OFDM ( ofdm,M,N,usedN,CP,channelCorrection ) unusedN = N - usedN; ofdmSymbolCPRx = reshape (ofdm,N+CP,length(ofdm)/(N+CP)); ofdmSymbolRx = ofdmSymbolCPRx(CP+1:end,:); dataModNRx = zeros(N,size(ofdmSymbolRx,2)); dataModUsedNRx = zeros(usedN,size(ofdmSymbolRx,2)); dataModNRxFixed = zeros(N,size(ofdmSymbolRx,2)); for j=1:size(ofdmSymbolRx,2) % Thông tin sóng mang mang CP bị loại bỏ % Sóng mang với ký hiệu QAM dataModNRx(:,j) = fft(ofdmSymbolRx(:,j),N); % Kênh sóng mang cố định dataModNRxFixed (:,j) = dataModNRx(:,j).*channelCorrection; % Khơi phục liệu sóng mang dataModUsedNRx(:,j) = dataModNRxFixed(unusedN/2+1:N-unusedN/2,j); end % Thơng tin sóng mang OFDM đến chuỗi ký hiệu QAM để nhận vector liệu dataModRxFixed = reshape(dataModUsedNRx,size(dataModUsedNRx,1) *size(dataModUsedNRx,2),1); dataSymbolsInRx = qamdemod(dataModRxFixed,M,0,'gray'); dataInMatrixRx = de2bi(dataSymbolsInRx); dataInRx = reshape(dataInMatrixRx,size(dataInMatrixRx,1)* size(dataInMatrixRx,2),1); end Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B Trang 67 Đồ án tốt nghiệp Đại học Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B Phụ lục Trang 68 ... D17CQVT02 – B Trang 25 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Phương thức truyền dẫn Zero Tail DFT-s-OFDM CHƯƠNG PHƯƠNG THỨC TRUYỀN DẪN ZERO TAIL DFT-s-OFDM 2.1 Tổng quan truyền dẫn Zero Tail DFT-s-OFDM Hiệu... mơ hình kênh đường lên 5G Sau đưa mơ hình hệ thống Zero Tail DFT-s-OFDM cho đường lên 5G Chương Đánh giá hiệu hệ thống Zero Tail DFT-s-OFDM: So sánh hiệu hệ thống dùng 4G 5G, để từ đánh giá hiệu... diện cho miền thời gian tương ứng zero- head zero- tail cho bởi: Đặng Thị Lịch, D17CQVT02 – B Trang 28 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Phương thức truyền dẫn Zero Tail DFT-s-OFDM =[ =[ Trong đó: zero- tail