Nghiên cứu phương thức tiền méo số cho hệ thống mimo mc cdma ứng dụng trong công nghệ lte a

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Tuấn Vinh NGHIÊN CỨU PHƯƠNG THỨC TIỀN MÉO SỐ CHO HỆ THỐNG MIMO-MC-CDMA ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ LTE-A Chuyên ngành: Kỹ thuật truyền thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kỹ thuật truyền thông NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Hữu Trung Hà Nội – Năm 2014 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .3 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ LỜI MỞ ĐẦU 10 TỔNG QUAN 11 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG 13 1.1 Cơ sở nghiên cứu 13 1.2 Hệ thống thông tin di động .13 1.3 Q trình phát triển hệ thống thơng tin di động .15 1.4 Hệthống thông tin di động 4G công nghệ LTE-Advanced 18 1.4.1 Hệ thống thông tin di động 4G 18 1.4.2 Các dịch vụ hệ thống di động 4G cung cấp 20 1.4.3 Công nghệ LTE – Advanced 27 1.5.1 Kết luận chương 28 CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ LTE TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG 29 2.1 Tổng quan công nghệ LTE 29 2.1.1 Giới thiệu công nghệ LTE 29 2.1.2 Tình hình triển khai LTE 32 2.1.3.Các dịch vụ triển khai LTE 37 2.1.4 Quản lý tài nguyên vô tuyến 42 2.2 Kiến trúc mạng LTE .42 2.3 Truy nhập vô tuyến LTE .49 2.3.1 Các chế độ truy nhập vô tuyến 49 2.3.2 Băng tần truyền dẫn 49 2.3.3 Kỹ thuật đa truy nhập .50 2.3.4 Kỹ thuật đa anten MIMO 52 2.4 Lớp vật lý LTE .55 2.4.1 Điều chế 55 2.4.2 Truyền tải liệu người sử dụng hướng lên 56 2.4.3 Truyền tải liệu người sử dụng hướng xuống .61 2.5 Các thủ tục truy nhập LTE 67 2.5.1 Dị tìm tế bào 67 2.5.2 Truy nhập ngẫu nhiên .67 2.6 Kết luận chương 70 CHƯƠNG III.CÔNG NGHỆ LTE-ADVANCED TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG 71 3.1 LTE-Advanced 71 3.2 Những công nghệ đề xuất cho LTE-Advanced 71 3.2.1 Băng thông phổ tần 71 3.2.2 Giải pháp đa anten 72 3.2.3 Truyền dẫn đa điểm phối hợp 73 3.2.4 Các lặp chuyển tiếp .73 3.2.5 MCMC CDMA .75 3.2.5 Kết luận Chương 86 CHƯƠNG IV KỸ THUẬT TIỀN MÉO SỐ TRONG LTE-ADVANCED .87 4.1 Méo số LTE-Advanced 87 4.2 Mạch tiền méo nhớ đa thức 90 4.3 Ví dụ triển khai DPD 92 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 LỜI CAM ĐOAN Luận văn hoàn thành sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu nguồn tài liệu sách báo chuyên ngành thông tin mạng số nguồn đáng tin cậy Chi tiết tài liệu them khảo liệt kê cuối Luận văn Tôi xin cam đoan Luận văn chép cơng trình nghiên cứu luận văn trước Nếu sai với cảm đoan tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày 25 tháng năm 2014 Người thực NGUYỄN TUẤN VINH DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt 3GPP AMC Tiếng Anh 3rd Generation Adaptive Modulation Mobile Service) CAPEX Capital expenditure EDGE and Coding AMPS CQI Partnership Project Advanced CDMA Tiếng Việt Phone Dự án đối tác hệ thứ Điều chế mã hóa thích ứng Dịch vụ điện thoại di động tiên tiến Chi phí đầu tư Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã Chỉ thị chất lượng kênh Channel Quality Indicator Enhanced Data Rates for GSM Công nghệ di động nâng cấp Evolution từ GPRS EPC Evovled Packet Core Mạng lõi tiên tiến EPS Evolved Packet System Hệ thống gói cải tiến EUTRA Evolved UMTS Terrestrial Truy cập UMTS vô tuyến mặt đất Radio Access cải tiến GPRS General Packet Radio System Hệ thống vơ tuyến gói chung GSM Global System for Mobile Hệ thống di động toàn cầu HSDPA High Speed Downlink Packet Hệ thống truy nhập gói đường xuống tốc độ cao Access High Speed OFDM Packet HSOPA Access) HSPA High Speed Packet Access Hệ thống truy nhập gói OFDM tốc độ cao Hệ thống truy nhập gói tốc độ cao HSUPA High Speed Uplink Packet Hệ thống truy nhập gói đường lên tốc độ cao Access International ITU LTE Long Term Evolution LTE- Long Advanced Advanced MBMS Liên minh Viễn thông quốc tế Telecommunication Union Term Evolution- Multimedia Broadcast Multicast System Hệ thống phát quảng bá đa điểm MBS Mobile Broadband System Hệ thống di động băng rộng MIMO Multiple-Input, Multiple-Output Nhiều anten phát, nhiều anten thu MME Mobility Management Entity Thực thể quản lý di động OFDMA Orthogonal Frequency-Division Ghép kênh phân chia theo tần số Multiplexing trực giao OPEX Operational Expenses Chi phí hoạt động PAPR Peak to Average Power Ratio Tỷ số công suất đỉnh trung bình PDCCH PDSCH Physical Control Kênh điều khiển đường xuống vật Downlink Channel Physical lý Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống vật lý PNC Public Network Computing Tính tốn mạng cơng cộng QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ QPSK Quadrature-Phase Shift Keying SC-FDMA Single Carrier Frequency Điều chế khóa dịch pha cầu phương Đa truy nhập phân chia theo tần Domain Multiple Access số sóng mang SGW Serving Gateway Cổng phục vụ SINR Signal to Interference plus Noise Tỷ số cơng suất tín hiệu/cơng Ratio suất nhiễu SMR Specialized Mobile Radio Vô tuyến di động chuyên dụng SVC Switched Virtual Connection Kết nối chuyển mạch ảo Total Access Communication TASC TDMA UMTS System Hệ thống thông tin truy nhập tổng thể Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian Universal Mobile Hệ thống viễn thơng di động tồn Telecommunication System cầu Wiless Broadband System Hệ thống băng rộng không dây Wordwide Interoperability for Khả tương tác toàn cầu cho Microwave Access truy nhập viba WCDMA WiBro WiMAX DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Tổngkết hệ thông tin di động 18 Bảng Bảng so sánh LTE với LTE-Advanced 28 Bảng Các yêu cầu hiệu suất phổ lưu lượng người dùng .41 Bảng So sánh 3G LTE 48 Bảng So sánh kỹ thuật tuyến tính hóa 87 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Q trình phát triển thơng tin di động 16 Hình Dịch vụ thơng tin y tế 20 Hình Hệ thống cung cấp nội dung tiên tiến 21 Hình Hệ thống định vị 22 Hình Hệ thống đặt hàng di động 23 Hình Hệ thống quản lý thực phẩm 24 Hình Hệ thống bảo hiểm rủi ro .25 Hình Hệ thống quản lý di động .26 Hình Định hướng phát triển hệ mạng di động (nguồn ITU) 29 Hình 10 Các định hướng phát triển phiên LTE 30 Hình 11 Cấu trúc tổ chức mạng băng thông .31 Hình 12 Kiến trúc mạng LTE 32 Hình 13 Danh sách Nhà khai thác cung cấp dịch vụ LTE giới 33 Hình 14 Phân bố quốc gia triển khai LTE toàn giới 34 Hình 15 Thị phần di động dịng cơng nghệ tính đến năm 2015 34 Hình 16 Tốc độ tăng trưởng số nước cam kết sử dụng công nghệ LTE 35 Hình 17 Dung lượng Internet ứng dụng trực tuyến 36 Hình 18 Các băng tần cho LTE (nguồn ITU) 37 Hình 19 Cấu trúc mạng LTE áp dụng SAE 43 Hình 20 Kiến trúc LTE SAE 43 Hình 21 Cấu trúc tổ chức mạng LTE .45 Hình 22 OFDMA SC-FDMA truyền chuỗi ký hiệu liệu QPSK .51 Hình 23 Các chế độ truy nhập kênh vô tuyến 53 Hình 24 MIMO 2x2 khơng có tiền mã hóa .54 Hình 25 Các chòm điểm điều chế LTE 55 Hình 26 Cấp phát tài nguyên hướng lên điều khiển lập biểu eNodeB 57 Hình 27 Cấu trúc khung LTE FDD 58 Hình 28 Tốc độ liệu TTI theo hướng lên 58 Hình 29 Cấu trúc khe đường lên với tiền tố vòng ngắn dài 59 Hình 30 Chuỗi mã hóa kênh PUSCH .60 Hình 31 Ghép kênh thơng tin điều khiển liệu 61 Hình 32 Cấp phát tài nguyên đường xuống eNodeB 62 Hình 33 Cấu trúc khe đường xuống cho băng thông 1.4 MHz 63 Hình 34 Chuỗi mã hóa kênh DL-SCH .64 Hình 35 Ví dụ chia sẻ tài nguyên đường xuống PDCCH & PDSCH 65 Hình 36 Sự tạo thành tín hiệu hướng xuống 66 Hình 37 Thủ tục truy nhập ngẫu nhiên 69 Hình 38 Ví dụ khối tập kết sóng mang 72 Hình 39 Truyền dẫn đa điểm phối hợp 73 Hình 40 Chuyển tiếp LTE-Advanced 75 Hình 41 Sự tạo tín hiệu MC-CDMA cho người dùng .76 Hình 42 Nguyên tắc tạo tín hiệu MC- CDMA 77 Hình 43 Máy phát MC-CDMA tuyến xuống 77 Hình 44 Sơ đồ khối phát Multi-code CDMA kiểu truyền song song 79 Hình 45 Sơ đồ khối thu Multi-code CDMA kiểu truyền song song 79 Hình 46 Mơ hình phát thu hệ thống Multi-code CDMA kiểu truyền M-ary 81 Hình 47 Mơ hình Multi-code CDMA tổng quát .82 Hình 48 Sự tạo tín hiệu rời rạc PMC-MC-CDMA 84 Hình 49.Sơ đồ rút gọn cho tạo tín hiệu rời rạc PMC-MC-CDMA 84 Hình 50 Sự tạo tín hiệu rời rạc MMC-MC-CDMA 85 Hình 51 Nguyên lý tiền méo số 88 Hình 52 Cấu trúc tiền méo số 89 Hình 53 Cấu trúc có nhớ đa thức cấu trúc đa thức phi tuyến 91 Hình 54 Hệ thống DPD kết hợp SystemVue, máy phát tín hiệu, tín hiệu phân tích 93 Hình 55 Trích xuất mơ hình (a) với đầu vào đầu PA, (b) với đầu vào đầu băng thông .94 Hình 56 Đường đặc tính DPD tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz 95 Hình 57 Đường đặc tính DPD tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz 96 Hình 58 Đường đặc tính DPD tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz kênh 20MHz không lân cận .96 Hình 59 Đường đặc tính DPD tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz kênh 20MHz không lân cận .97 Ta thấy khác tạo tín hiệu PMC-MCCDMA MC-CDMA nằm trải phổ Trong hệ thống PMC-MC-CDMA, trải phổ tạo 𝑀𝑘 mã trải rộng Bộ trải phổ nhân vector ký tự liệu 𝑑𝑘 với ma trận mã trải rộng người dùng k 𝐶𝑘 = (𝐶𝑘,1 , 𝐶𝑘,2 , … , 𝐶𝑘,𝑀𝑘 )𝑇 (3.14) 𝐶𝑘,𝑚 (m =1,…,𝑀𝑘 ) vector cột có chiều dài L = 𝑁𝑐 biểu diễn mã trải rộng tập mã trải rộng người dùng thứ k Bộ trải phổ có dạng : 𝑆𝑘 = 𝐶𝑘 𝑑𝑘 = (𝑆𝑘,1 , 𝑆𝑘,2 , … , 𝑆𝑘,𝐿 )𝑇 (3.15)  Hệ thống MMC-MC-CDMA Hệ thống MMC-MC-CDMA (M-ary Multicode MC-CDMA) kết hợp nối tiếp hệ thống Multi-code CDMA kiểu truyền M-ary hệ thống MCCDMA Trong hệ thống người dùng có mã 𝐶𝑘 (chiều dài L) đặc trưng cho người dùng tập mã {𝑉𝑚 (n)|1≤ m ≤ M } chung cho tất người dùng (chiều dài mã tập mã chung N) Hình 50 Sự tạo tín hiệu rời rạc MMC-MC-CDMA Hình 50 miêu tả tạo tín hiệu MMC-MC-CDMA rời rạc cho người dùng k sử dụng điều chế BPSK Khi người dùng k có tốc độ liệu gấp 𝑙𝑜𝑔2 (𝑀𝑘 ) lần tốc độ liệu (1/𝑇𝑠 ) khoảng thời gian 𝑇𝑠 khối chọn lọc “ánh xạ” ký tự M-ary tương ứng với 𝑙𝑜𝑔2 (𝑀𝑘 ) bit thông tin vào số 𝑀𝑘 mã tập mã chung, tập 𝑀𝑘 mã gọi tập mã thông tin cho người dùng k Chiều dài N chuỗi mã tập mã chung cố định với giá trị khác 85 𝑀𝑘 , thay đổi tốc độ ký tự liệu không làm thay đổi chiều dài N chuỗi mã hay tốc độ luồng bit vào trải phổ (N/𝑇𝑠 ) làm thay đổi kích thước 𝑀𝑘 tập mã thơng tin Khơng tính tổng qt ta khảo sát khoảng thời gian 𝑇𝑠 cho người dùng tích cực k, giả sử ký tự M-ary dk tương ứng với 𝑙𝑜𝑔2 (𝑀𝑘 ) bit thôngtin khoảng thời gian ánh xạ vào mã 𝑉𝑑𝑘 (n), N bit mã 𝑉𝑑𝑘 (n) sau qua trải phổ Với bit 𝑣𝑑𝑘,𝑛 (bit thứ n mã 𝑉𝑑𝑘 ; n =1, 2, ,N) vào trải phổ ngỏ trải phổ ta chuỗi có chiều dài L 𝑆𝑘,𝑛 = (𝑆𝑘,𝑛,1 𝑆𝑘,𝑛,2 … 𝑆𝑘,𝑛,𝐿 )𝑇 = 𝑣𝑑𝑘,𝑛 𝐶𝑘 = (𝑣𝑑𝑘,𝑛 𝐶𝑘,1 𝑣𝑑𝑘,𝑛 𝐶𝑘,2 … 𝑣𝑑𝑘,𝑛 𝐶𝑘,𝐿 )𝑇 (3.16) Chuỗi L giá trị phức nối tiếp 𝑆𝑘,𝑛 qua chuyển đổi S/P để chuyển thành L giá trị song song vào khối OFDM Ngỏ khối OFDM đưa qua khối D/A, chuyển lên tần số sóng mang cao tần phát kênh truyền 3.2.5 Kết luận Chương Qua công nghệ sử dụng yêu cầu then chốt đạt nêu chương 3, ta nhận thấy LTE-Advanced thức chuẩn hệ thống thơng tin di động hệ thứ tư Với khả truyền tải cao sử dụng băng tần lớn đáp ứng phần nhu cầu người ứng dụng thông tin di động Việc áp dụng công nghệ LTE-Advanced tất yếu cấp bách nhà khai thác viễn thông 86 CHƯƠNG IV KỸ THUẬT TIỀN MÉO SỐ TRONG LTE-ADVANCED 4.1 Méo số LTE-Advanced Các khuếch đại sử dụng hệ thống thơng tin liên lạc có đặc tính phi tuyến nằm đầu cuối phạm vi hoạt động hệ thống Đặc tính phi tuyến tạo mở rộng phổ gây can nhiễu kênh lân cận cho hệ thống bên cạnh tần số phát Đồng thời gây méo tần số phát làm giảm chất lượng tín hiệu Để giảm đặc tính phi tuyến, khuếch đại cần hoạt động mức lượng thấp, nhiên, điều đem lại hiệu suất thấp, thường thấp 10% Với 90% lượng điện chiều bị biến thành nhiệt, hiệu suất khuếch đại, độ tin cậy chi phí hoạt động hiệu Một phương án khác để điều hành khuếch đại cơng suất tối đa để tuyến tính hóa cách sử dụng kỹ thuật hồi tiếp, truyền thẳng, tiền méo số (DPD) Các số hiệu suất điển hình kỹ thuật tuyến tính hóa minh họa bảng sau: Bảng So sánh kỹ thuật tuyến tính hóa Trong số kỹ thuật tuyến tính, DPD kỹ thuật có hiệu suất So với kỹ thuật hồi tiếp truyền thẳng DPD có nhiều ưu điểm: khả tuyến tính hóa tốt, bảo tồn hiệu suất khuếch đại cơng suất, khả sử dụng vi xử lý tín hiệu kỹ thuật số chuyển đổi Các nguyên lý DPD thể hình 51 thêm mạch số làm méo trước dải tần để tạo thành phần phi tuyến thêm vào đến đặc tính nén khuếch đại cơng suất Bằng cách tăng mạch số làm méo với hệ số nén khuếch đại cơng suất, ta có kết sau chèn méo tín hiệu trở nên tuyến tính Bộ khuếch đại cơng 87 suất sử dụng lên đến điểm bão hòa trì tín hiệu tuyến tính tốt, làm tăng đáng kể hiệu Hình 51 Ngun lý tiền méo số Đầu DPD vd(t) công suất khuếch đại đầu biểu diễn bằng: Khuếch đại cơng suất tuyến tính hóa khi: Có hai loại DPD, mơ hình khơng có nhớ mơ hình có nhớ Loại khơng có nhớ sử dụng cho khuếch đại công suất có phi tuyến khơng nhớ, tức là, đầu phụ thuộc vào đầu vào thông qua chế phi tuyến Phi tuyến tức thời thường đặc trưng AM/PM AM/PM đáp ứng khuếch đại cơng suất, biên độ tín hiệu đầu độ lệch pha đầu khuếch đại công suất hàm biên độ đầu vào Cả hai thuật toán đa thức bảng tra cứu (LUT) sử dụng cho mơ hình khơng nhớ Khi băng thơng tín hiệu rộng, khuếch đại công suất bắt đầu thể tính nhớ Điều đặc biệt khuếch đại công suất lớn sử dụng eNB Nguyên nhân hiệu ứng nhớ gán cho số nhiệt thành phần mạng khử méo phụ thuộc vào tần số Kết đầu khuếch đại công suất không phụ thuộc vào nhớ Đối với khuếch đại công suất, méo không nhớ đạt với mức tuyến tính hạn chế: đó, DPD với mơ hình hiệu ứng nhớ cần phải sử dụng 88 Thuật toán quan trọng cho mơ hình với nhớ cho DPD chuỗi Volterra đạo hàm Tuy nhiên, có nhiều hệ số chuỗi Volterra làm cho chuỗi không sử dụng cho ứng dụng thực tế, người ta sử dụng mơ hình đa thức để thay Đa thức nhớ xem trường hợp đặc biệt mơ hình tổng qt Hammerstein chi tiết hóa cách kết hợp với mơ hình Wiener Có hai cách tiếp cận để xây dựng mạch tiền méo số với cấu trúc nhớ Cách tiếp cận xác định trực tiếp nghịch đảo đáp ứng khuếch đại công suất Cách tiếp cận gọi kiến trúc học tập trực tiếp (DLA) Tuy nhiên, có nghịch đảo hệ thống phi tuyến với nhớ nói chung nhiệm vụ khó khăn Phương pháp thứ hai sử dụng kiến trúc học tập gián tiếp (IDLA) để thiết kế mạch tiền méo Ưu điểm IDLA giúp loại bỏ số u cầu cho mơ hình tham số ước tính khuếch đại cơng suất Hình 52 minh họa IDLA, sử dụng kỹ thuật tiền méo Đường hồi tiếp có nhãn " Đào tạo tiền méo" (khối A) có tín hiệu đầu vào y(n)/G, G khuếch đại tín hiệu nhỏ đầu vào 𝑧̂ (n) tín hiệu đầu Các mạch tiền méo thực tế xác đường hồi tiếp (bản A); có tín hiệu đầu vào x(n) tín hiệu đầu 𝑧̂ (n) Lý tưởng nhất, y(n) = Gx(n), điều làm cho z(n) = 𝑧̂ (n) sai số e(n) = Với y(n) z(n) cho trước, cấu trúc cho phép tìm trực tiếp thơng số khối A Thuật toán hội tụ lượng lỗi ||e(n)||2 giảm thiểu Hình 52 Cấu trúc tiền méo số 89 4.2 Mạch tiền méo nhớ đa thức Hình minh họa 52 thể kiến trúc DPD x(n) tín hiệu đầu vào cho mạch tiền méo, có tín hiệu z(n) đưa vào khuếch đại công suất để tạo đầu ra y(n) Dạng tổng quát phi tuyến với nhớ hữu hạn chiều dài Q+1 mô tả chuỗi Volterra, bao gồm tổng tích chập đa chiều Trong nhánh đào tạo hình 52, chuỗi Volterra mạch tiền méo mơ tả bằng: Trong đó: Trong Zk tích chập chiều k đầu vào với hạt nhân Volterra hk Tổng quát chuỗi lũy thừa với nhớ hữu hạn chiều dài Q+1 z(n) biểu diễn sau: Một mạch tiền méo có nhớ đa thức sử dụng hạt nhân đường chéo chuỗi Volterra xem trường hợp khái quát mạch tiền méo Hammerstein Mạch tiền méo có nhớ đa thức sử dụng để tuyến tính hóa khuếch đại công suất với hiệu ứng nhớ Mạch tiền méo tạo cách sử dụng kiến trúc học tập gián tiếp, loại bỏ số yêu cầu cho mơ hình giả định tham số ước tính khuếch đại cơng suất So với mạch tiền méo Hammerstein, mạch tiền méo nhớ đa chiều cần có nhiều điều kiện Tuy nhiên, mạch thiết thực thơng số dễ dàng ước tính cách bình phương nhỏ Trong nhánh đào tạo hình 52, mạch tiền méo nhớ đa chiều mơ tả 90 (*) y(n) z(n) tương ứng đầu vào đầu mạch tiền méo nhánh đào tạo, akq hệ số mạch tiền méo Hình 53 Cấu trúc có nhớ đa thức cấu trúc đa thức phi tuyến Cấu trúc nhớ đa thức cấu trúc đa thức Qth thể hình 53 Nếu Q = cấu 53(a) đa thức khơng nhớ Kể từ mơ hình phương trình (*) tuyến tính hệ số, hệ số mạch tiền méo akq tính phương pháp bình phương nhỏ Bằng cách định nghĩa chuỗi: Hội tụ z = Ua Trong đó: 91 Áp dụng bình phương nhỏ cho z = Ua: 𝑎̂ = (𝑈 𝐻 𝑈)−1 𝑈 𝐻 𝑧 Trong (∙)H thành phần liên hợp Sau nhận hệ số nhớ đa chiều 𝑇 𝑎̂ = [𝑎̂10 , … 𝑎̂𝐾0 , … 𝑎̂1𝑄 , … , 𝑎̂𝐾𝑄 ] hệ số nạp vào lọc phi tuyến hình 53 (b) 4.3 Ví dụ triển khai DPD Lý tưởng hóa cơng cụ để thực thuật toán DPD tránh phụ thuộc vào nguồn cung cấp chipset phần cứng để khởi tạo mơ hình, tích hợp với phần lại hệ thống phụ xử lý băng tần để giảm thiểu chi phí Ngồi ra, kết nối với công cụ khác để xác thực phần cứng quan trọng Ví dụ mơ tả minh họa cụ thể cho khái niệm DPD: Quá trình xử lý mạch tiền méo DUT đo thực nghiệm phương pháp sử dụng sóng phức hợp tức thời băng tần Một thiết lập điển hình thể hình 54 Các dạng sóng kỹ thuật số băng tần tải máy phát tín hiệu vector (VSG) đưa quaDUT Đầu DUT sau chuyển đổi lấy mẫu tín hiệu vector phân tích (VSA) Dữ liệu đầu vào đầu sử dụng để tạo mơ hình xử lý: mơ hình DPD mơ hình khuếch đại cơng suất (PA) cho mơ hình DUT 92 Hình 54 Hệ thống DPD kết hợp SystemVue, máy phát tín hiệu, tín hiệu phân tích Để chọn tín hiệu phân tích cần tính đến sóng hài thứ tự thứ thứ băng thơng tín hiệu Q trình đo lường DPD tiến hành qua năm bước hình 54 Hai phương pháp để trích xuất mơ hình DPD tùy thuộc vào lựa chọn tín hiệu Phương pháp (a) hình 54sử dụng đầu vào PA (điểm B A hình 54) Phương pháp (b) hình 54 sử dụng đầu vào baseband đầu PA (điểm C A hình 54) Quá trình năm bước để kiểm tra DUT với DPD sau: Tạo tín hiệu kích thích DPD Các dạng sóng kích thích DPD (ví dụ, 802.11ac, LTE/LTE-A, WCDMA,…) tạo tải thông qua mạng LAN GPIB vào VSG Thu tín hiệu đầu PA Đáp ứng đầu vào đầu PA (điểm B A hình 54), PA đầu (điểm A hình 54) thu từ VSA PA đầu thu cách chèn PA VSG VSA với hiệu chuẩn tín hiệu thích hợp, bao gồm tín hiệu đệmvà suy hao Tạo mơ hình DPD Bước để trích xuất mơ hình DPD dựa đầu vào đầu PA Bước bao gồm ước tính thời gian trễ có điều chỉnh cho 93 phù hợp Độ trễ lan truyền thông qua DUT tạo khoảng chênh lệch mẫu sử dụng để tính tốn tức thời AM/PM đặc tính AM/PM DUT Khoảng chênh lệch chuyển thành phân tán AM/PM đặc tính AM/PM mà bị hiểu sai coi hiệu ứng nhớ Sử dụng tiền méo với tín hiệu kích thích Các đáp ứng DPD + PA thu cách kích thích mơ hình DPD trích xuất tải dạng sóng đầu DPD vào VSG Các dạng sóng đầu PA sau thu từ VSA Kiểm tra hiệu suất DPD Các đáp ứng DPD + PA xác minh cải thiện hiệu suất DPD Hình 55 Trích xuất mơ hình (a) với đầu vào đầu PA, (b) với đầu vào đầu băng thông Bước phương pháp (b) cần tính tốn thời gian trễ Điều thực cấp lấy mẫu để đồng hóa dạng sóng đầu PA thực tế dạng sóng mơ băng tần tín hiệu kích hoạt sử dụng để thu tín hiệu VSA dạng sóng băng dạng sóng lý tưởng khơng có thời gian trì hỗn Thời gian trì hỗn thơ lần ước tính phương trình sau: 94 Trong đóN số lượng mẫu thu Các kết hiển thị hình Hình 56 minh họatích hợp kênh lân cậnsóng mang 20 MHz Các điểm thấp tín hiệu kích thích, điểm cao đáp ứng khuếch đại cơng suất khơng có DPD, điểm đáp ứng khuếch đại công suất có DPD Cải thiện hiệu suất kênh lân cận thấy rõ hình Hình 57 minh họa tín hiệu đường xuống LTE-Advanced tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz Hình 58 minh họa tín hiệu đường xuống LTE-Advanced tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz kênh 20MHz khơng lân cận Hình 59 minh họa tín hiệu đường xuống LTE-Advanced tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz kênh 20MHz khơng lân cận Hình 56 Đường đặc tính DPD tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz 95 Hình 57 Đường đặc tính DPD tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz Hình 58 Đường đặc tính DPD tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz kênh 20MHz khơng lân cận 96 Hình 59 Đường đặc tính DPD tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz kênh 20MHz không lân cận 97 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Công nghệ LTE-Advanced cơng nghệ cịn mới, triển khai toàn giới với khả truyền tải tốc độ cao sử dụng băng tần hiệu Vì việc thực nghiên cứu kỹ thuật sử dụng công nghệ LTE-Advanced đòi hỏi thiết yếu, sở cho việc triển khai thực tế Dựa vào lý thuyết kết mơ trình bày, người thực luận văn bước đầu giải toán tăng hiệu suất cho khuếch đại công suất sử dụng công nghệ LTE-Advanced Với kết đạt được, người thực luận văn hướng tới nghiên cứu phát triển nội dung như: thiết kế, tính tốn thực tế tối ưu hóa mạng thơng tin di động sử dụng công nghệ LTE-Advanced 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO Erik Dahlman, Stefan Parkvall, Johan Skold and Per Beming, “3G Evolution HSPA and LTE Mobile Broadband”, Academic Press, 2007 2.Harri Holma, Antti Toskala (2009) ,“LTE for UMTS – OFDMA and SC-FDMA Based Radio Access”, John Wiley & Sons Ltd Agilent Technologies (2009), “3GPP Long Term Evolution: System Overview, Product Development,and Test Challenges.” Farooq Khan (2009), “LTE for 4G Mobile Broadband: Air Interface Technologies and Performance”, Cambridge University Press 5.C.Gessner (2008), “UMTS Long Term Evolution (LTE) Technology Introduction”, Rohde-Schwarz Erik Dahlman, Stefan Parkvall and Johan Skold, “LTE/LTE – Advanced for mobile broadband.” Agilent Technologies (2013), “LTE and the Evolution to 4G Wireless: Design and Measurement Challenges”, Moray Rumney Các website tham khảo : www.vntelecom.org www.dientucongnghe.net www.wikipedia.org www.3gpp.org www.ieee.org 99 ... ? ?Nghiên cứu phương thức tiền méo số cho hệ thống MIMO- MC- CDMA ứng dụng cơng nghệ LTE- A? ?? để có hội nghiên cứu, tìm hiểu kĩ cơng nghệ C Mục đích đề tài Đề tài nghiên cứu thực với mục đích áp dụng. .. 1x: Hệ thống CDMA 2000 giai đoạn + WCDMA (Wideband CDMA) : Hệ thống CDMA băng rộng + CDMA 2000 Mx: Hệ thống CDMA 2000 giai đoạn + HSPA (High Speed Packet Access): Hệ thống truy nhập gói tốc độ cao... chung, người thực chọn đề tài ? ?Nghiên cứu phương thức tiền méo số cho hệ thống MIMO- MC- CDMA ứng dụng công nghệ LTE- A? ?? để có hội nghiên cứu, tìm hiểu kĩ công nghệ Nội dung luận án gồm có Chương: