OFDMA OFDMA MỤC LỤC 21 MỞ ĐẦU 22 KHÁI NIỆM VỀ OFDMA 32 1 OFDMA nhảy tần 42 2 Truyền dữ liệu hướng xuống OFDM 52 2 1 Nguyên tắc đa truy nhập đường xuống OFDMA 52 2 1 1 OFDM 82 2 1 2 OFDMA 82 2 1 2 1 Các tham số của OFDMA 92 2 1 2 2 Cấu trúc lưới tài nguyên 102 2 1 2 3 Tiền tố vòng CP 112 3 Truyền dữ liệu hướng xuống 132 3 1 Truyền broadcastmulticast đa cell 152 4 Truyền Dữ liệu Hướng Lên 162 4 1 So sánh OFDMA SC FDMA 183 KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN 183 1 Kết Luận 183 2 Định Hướng TÌM HIỂ.
OFDMA MỤC LỤC MỤC LỤC 2.1.OFDMA nhảy tần 2.2.Truyền liệu hướng xuống OFDM .4 2.2.1.1 OFDM 2.2.1.2 OFDMA .7 2.3.Truyền liệu hướng xuống: 10 2.3.1.Truyền broadcast/multicast đa cell: 12 2.4.Truyền Dữ liệu Hướng Lên 14 TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ OFDMA MỞ ĐẦU Đối với việc truyền liệu qua giao tiếp vô tuyến, người ta định dùng phương thức truyền LTE, phương thức hoàn toàn khác biệt với giải pháp CDMA UMTS Thay dùng kênh truyền tải qua dải tần rộng, người ta định dùng phương thức truyền gọi Orthogonal Frequency Nguyễn Văn Dũng - Nguyễn Thu Hà – KTĐT K19 Page OFDMA Division Multiple Access (Đa Truy cập Phân Tần Trực giao), viết tắt OFDMA Bởi nhiều bit vận chuyển song song với nhau, nên tốc độ truyền kênh truyền tải cịn thấp nhiều so với tốc độ truyền liệu tổng cộng, nhằm giảm thiểu ảnh hưởng việc suy giảm đa đường dẫn (multipath fading) thời điểm đến nơi khác biệt đơi chút tín hiệu từ hướng khác Lý thứ hai để giải pháp chọn tác dụng suy hao đa đường dẫn phân tán độ trễ trở nên độc lập với lượng dải tần dùng cho kênh Đối với việc truyền liệu hướng lên, 3GPP chọn phương thức điều chế khác chút Việc truyền OFDMA phải chịu PAPR (Peak to Average Power Ratio _ tỷ lệ công suất đỉnh so với trung bình) cao, điều dẫn đến hệ tiêu cực việc thiết kế phát sóng nhúng UE Do đó, 3GPP chọn phương thức SC-FDMA cho hướng lên với PAPR thấp KHÁI NIỆM VỀ OFDMA OFDM (Orthorgonal Frequency Division Multiplexing) giới thiệu ứng dụng sơ đồ điều chế hay phần kỹ thuật đa truy nhập cách áp dụng việc trải mã miền tần số tạo nên hệ thống MC-CDMA Trong OFDMA, vấn đề đa truy nhập thực cách cung cấp cho người dùng phần số sóng mang có sẵn Bằng cách này, OFDMA tương tự phương thức đa truy nhập phân chia theo tần số thơng thường (FDMA); nhiên khơng cần thiết có dải phịng vệ lân cận rộng FDMA để tách biệt người dùng khác Hình 1.1 mơ tả ví dụ bảng tần số thời gian OFDMA, có người dùng từ a đến g người sử dụng phần xác định sóng mang phụ có sẵn, khác với người cịn lại f a d a d a c e a c e b e b e b f b f g g g g a d a d a d a d a c e a c e a c e a c e b e g b e g b e g b e g b f g b f g b f g b f g t Hình 1.1 Ví dụ biểu đồ số thời gian OFDMA Nguyễn Văn Dũng - Nguyễn Thu Hà – KTĐT K19 Page OFDMA Thí dụ cụ thể thực tế hỗn hợp OFDMA TDMA người sử dụng phát khe thời gian, chứa vài symbol OFDM người sử dụng từ a đến g đặt cố định (fix set) cho sóng mang theo bốn khe thời gian 2.1 OFDMA nhảy tần Trong ví dụ trước OFDMA, người sử dụng có đặt cố định cho sóng mang Có thể dễ dàng cho phép nhảy sóng mang phụ theo khe thời gian mơ tả hình 1.2 f a b c c b a b c b a c a t Hình 1.2 Ví dụ biểu đồ tần số thời gian với người dùng nhảy tần a, b, c có bước nhảy với khe thời gian Việc cho phép nhảy với mẫu nhảy khác cho người sử dụng làm biến đổi thực hệ thống OFDM hệ thống CDMA nhảy tần Điều có lợi tính phân tập theo tần số tăng lên người sử dụng dùng tồn băng thơng có sẵn có lợi xun nhiễu trung bình, điều phổ biến biến thể CDMA Bằng cách sử dụng mã sửa lỗi hướng bước nhảy, hệ thống sửa cho sóng mang phụ bị fading sâu hay sóng mang bị xuyên nhiễu người dùng khác Do đặc tính xuyên nhiễu fading thay đổi với bước nhảy, hệ thống phụ thuộc vào lượng tín hiệu nhận trung bình phụ thuộc vào fading lượng nhiễu trường hợp xấu Ưu điểm hệ thống OFDMA nhảy tần hẳn hệ thống DS-CDMA MC-CDMA tương đối dễ dàng loại bỏ xuyên nhiễu tế bào cách sử dụng mẫu nhảy trực giao tế bào Nguyễn Văn Dũng - Nguyễn Thu Hà – KTĐT K19 Page OFDMA Một ví dụ việc nhảy tần mơ tả hình 1.3 cho N sóng mang phụ, ln ln tạo N mẫu nhảy trực giao a f e d c b b a f e d c c b a f e d d c b a f e e d c f f b a e d c b a Hình 1.3 Ví dụ mẫu nhảy tần trực giao với tần số nhảy khác 2.2 Truyền liệu hướng xuống OFDM Hệ thống truyền dẫn đường xuống LTE dựa công nghệ OFDM Như biết OFDM hệ thống truyền dẫn đường xuống hấp dẫn với nhiều lí khác Vì thời gian kí tự OFDM tương đối dài việc kết hợp với tiền tố chu trình, nên OFDM cung cấp đủ độ mạnh để chống lại lựa chọn tần số kênh (channel frequency selectivity) Mặc dù lí thuyết việc sai lệch tín hiệu kênh truyền chọn lọc tần số kiểm soát kỹ thuật cân phía thu, phức tạp kỹ thuật cân bắt đầu trở nên hấp dẫn việc triển khai thiết bị đầu cuối di động băng thơng MHz Vì mà OFDM với khả vốn có việc chống lại fading lựa chọn tần số (bằng cách chia kênh thông tin thành nhiều kênh fading phẳng băng hẹp, hệ thống OFDM chịu đựng fading lựa chọn tần số tốt hệ thống sóng mang đơn) trở thành lựa chọn hấp dẫn cho đường xuống, đặc biệt kết hợp với ghép kênh không gian (spatial multiplexing) 2.2.1 Nguyên tắc đa truy nhập đường xuống OFDMA 2.2.1.1 OFDM Kế hoạch truyền dẫn đường xuống cho E-UTRAN chế độ FDD TDD dựa OFDM truyền thống OFDM sử dụng WLAN, WIMAX công nghệ truyền quảng bá DVB OFDM có số lợi ích độ bền Nguyễn Văn Dũng - Nguyễn Thu Hà – KTĐT K19 Page OFDMA với fading đa đường kiến trúc thu nhận hiệu Ngồi OFDM cịn có số lợi ích khác như: - OFDM dễ dàng hỗ trợ cho việc phân bố băng thông cách linh hoạt, cách biến đổi băng tần sở thành sóng mang để truyền đi, sóng mang điều chế độc lập dòng liệu tốc độ thấp - Hỗ trợ truyền dẫn broadcast/multicast, mà thông tin giống truyền từ nhiều trạm gốc Một số đặc điểm OFDM: - Sử dụng lượng tương đối lớn sóng mang băng hẹp Truyền OFDM sử dụng vài trăm sóng mang truyền liên kết vô tuyến đến máy thu - Dạng xung đơn giản hình 1.4a Điều đáp ứng phổ dạng sa sóng mang, minh họa hình 1.4 b - Những sóng mang xếp chặt chẽ miền tần số với khoảng cách sóng mang f =1/Tu (hình 1.5), với Tu thời gian điều chế symbol sóng mang Khoảng cách sóng mang tốc độ điều chế sóng mang Hình 1.4: Dạng xung phổ sóng mang cho truyền OFDM Nguyễn Văn Dũng - Nguyễn Thu Hà – KTĐT K19 Page OFDMA Hình 1.5: Khoảng cách sóng mang OFDM Trong miền thời gian, khoảng bảo vệ thêm vào ký hiệu để chống lại nhiễu liên ký hiệu OFDM kênh lan truyền trễ Trong E-UTRAN, khoảng bảo vệ tiền tố vòng mà chèn vào trước ký hiệu OFDM Trong thực tế, tín hiệu OFDM tạo cách sử dụng IFFT (biến đổi Fourier nhanh nghịch đảo) IFFT chuyển đổi số lượng N ký hiệu liệu phức sử dụng phễu để biến đổi tín hiệu miền tần số sang tín hiệu miền thời gian N điểm IFFT minh họa hình 1.6, nơi mà có a(mN+n) tham chiếu tới ký hiệu liệu điều chế sóng mang thứ n, khoảng thời gian mTu