Các xu thế phát triển mới của hệ thống thu phát vô tuyến trong các hệ thống thông tin di động

Đề tài :Các xu thế phát triển mới của hệ thống thu phát vô tuyến trong các hệ thống thông tin di động. Luận văn về xu thế phát triển của hệ thống thu phát vô tuyến, một tài liệu cần thiết cho học tập và nghiên cứu về hệ thống thu phát vô tuyến trong các hệ thống thông tin di động.

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài “CÁC XU THẾ PHÁT TRIỂN MỚI CỦA HỆ THỐNG THU PHÁT VÔ TUYẾN TRONG CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG” Ngƣời hƣớng dẫn: TS. NGUYỄN PHẠM ANH DŨNG Sinh viên thực hiện: NGUYỄN QUANG HUY Lớp: D08VT1 Khóa: 2008-2013 Hệ: Đại học chính quy Hà Nội, tháng 12 năm 2012 SVTH: Nguyn Quang Huy  D08VT1 Trang I NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN Hà Nội,ngày… /12/2012 Điểm……………. (Bằng chữ .……………………………………………………….) Giảng viên hƣớng dẫn (ký, họ tên) TS. NGUYỄN PHẠM ANH DŨNG SVTH: Nguyn Quang Huy  D08VT1 Trang II NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Hà Nội,ngày /12/2012 Điểm……………. (Bằng chữ .……………………………………………………….) Giảng viên hƣớng dẫn (ký, họ tên)  t nghii hc Mc lc SVTH: Nguyn Quang Huy  D08VT1 Trang III MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN I NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN II MỤC LỤC III DANH MỤC HÌNH VẼ V THUẬT NGỮ VIẾT TẮT VII LỜI MỞ ĐẦU 1 Chƣơng 1: Quá trình số hóa đầu thu phát vô tuyến 2 1.1 Tng quan v h thn 2 1.2 S n 4 1.2.1 y m 4 1.2.2 M quan trng 15 1.2.3 i ADC 17 Chƣơng 2: Vô tuyến định nghĩa bằng phần mềm và đầu cuối đa chuẩn đa băng 30 2.1 Tng quan v t b ng phn mm (SDR) 30 2.1.1 m 30 2.1.2 n ca SDR 31 2.1.3 m ca SDR 34 2.1.4 King phn mm 36 2.2 nh phn cng s ca SDR 40 2.2.1 B x u s (DSP) 41 2.2.2 Mng cng lc dng (FPGA) 46 2.2.3 p cho ng d 47 2.3 ng phn mm 48 2.3.1 m gc 48 2.3.2 ng c 51  t nghii hc Mc lc SVTH: Nguyn Quang Huy  D08VT1 Trang IV 2.3.3 m tay 51 2.4 u cun (MST) 52 2.4.1 a ca MST 52 2.4.2 i vi MST kh lp li c 53 Chƣơng 3: Kiến trúc mạng truy nhập và trạm gốc mới 56 3.1 n s n 56 3.2 L 58 3.3  59 3.3.1 M u 59 3.3.2 t xa (RRH) 60 3.3.3 m c 60 KẾT LUẬN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64  t nghii hc Danh m SVTH: Nguyn Quang Huy  D08VT1 Trang V DANH MỤC HÌNH VẼ a mt h thn 3  c c theo thn chc ly mu ti fs=2f max c ly mu ti fs>2f max , c ly mu ti fs<2f max . 6 a chn t ly m  7  ly mu ti thia t s n tn s cao nht  ru 8  v u trung tn (IF) gi  bi ly mu ti t 2Msps 8  c gn mong mu mong muu sau ly mu ti f s =2f d 9  ca dithering tr 14 i ph t tng t do ly mn tn 16   u ra ca ADC. 17  b m 18   19  ADC xp x p 19  Flash ADC 21  i con 22 ng ca MA ADC ni tng. 23  n 24 ADC bc mt 25 o dng t 27 c tuya b u ch  28  ng ca SDR - n 1 31 - n 2 32 - n 3 33 - n 4 (sn ph 34  t nghii hc Danh m SVTH: Nguyn Quang Huy  D08VT1 Trang VI ng 36 y mu trung tn 38 i trc tip 39  chn lu mong mun bi b lc s trong b l 40  i gian thi vi khi d liu s dng b x  44  i gian thc cho khi d liu s dng b x  44 u ra RF s dng trong trm gc SDR 49 n t ca mt h thng SDR h 49      kh  ng ca phn RF ca m   c tuynh c n t  50  54 a mt MST linh hot 55 m gc 56  57 i s t phn s 58  dn hay RRH lt trp m gt tm g 58 n t ca RRH (hn) 60  t nghii hc Thut ng vit tt SVTH: Nguyn Quang Huy  D08VT1 Trang VII THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên tiếng Anh Nghĩa ∑∆ Sigma Delta Mt lou ch  trong ADC, DAC 3G The Third Gerneration  ngh n thong th h 3 4G The Fourth Gerneration h n thong th h 4 ADC Analog to Digital Converter B bi  ASIC Application-Specific Integrated Circuits Mp ng d BTS Base Transceiver Station Trng C/D Centralized Combiner And Distributor Kt hi tp trung CDMA Code Division Multiple Access  CPLD Complex Programmable Logic Device Thit b logic phc hp l c CPRI Common Public Radio Interface Giao ding chung CR Cognitive Radio  DAC Digital to Analog Converter B bii s  DC Direct Current t chiu DFS Dynamic Frequency Selection Khi la chn tn s ng DQPSK Differiential Quadrature Phase Shift Keying ch pha c DSP Digital Signal Processing B x u s  t nghii hc Thut ng vit tt SVTH: Nguyn Quang Huy  D08VT1 Trang VIII ENOD Effective Number Of Bits S bit hiu dng FAR Flexiable Architecture Radio n kit FFT Fast Fourier Transforrm Bii fourier nhanh FIR Finite Impulse Response ng xung kim hn ch FPGA Field-Programmable Gate Array Mng cng lc dng ng FSR Full Scale Range D GSM Global System Mobile Communication H thng truyng u I/O Input/Output  IF Intermediate Frequency Trung tn IIR Infinite Impulse Response n I-Q In-Phase And Quadrature  LNA Low Noise Amplifier B khui t LTE Long Term Evolution S n MA Magnitude Amplifier Khu ln MFLOPS Millions Of Floating-Point Operations Per Second S triu chng m MSB Most Significant Bit Bit quan trng nht MST Multi-Standard Terminal u cun NF Noise Figure H s t NRE Non-Recurring Engineering  thui OAM&P Operation, Administration, Maintenance, and Provisioning n tr, b trang b OAM&P Operations, Administration, Maintenance, And Provisioning  cung ng OBSAI Open Base Station Architecture n cm gc m  t nghii hc Thut ng vit tt SVTH: Nguyn Quang Huy  D08VT1 Trang IX Initative OEM Original Equiqement Manufacturer n xut thit b gc OFDMA Orthogonal Frequency-Division Multiple Access n s trc giao PA Power Amplifier B khut PC Persional Computer  PCS Personal Communication Service Dch v truy PN Pseudorandom Noise T ng RF Radio Frequency Tn s n RP3 Reference Point 3 m tham chiu RRH Remote Rf Head t xa RRU Remote Radio Unit  t xa SAR Successive Approximation Register Thanh ghi xp x p SDR Software Defined Radio ng phn mm SFDR Spurious Free Dymamic Range Di u gi SNR Signal-To-Noise Ratio T s  SOTA State Of The Air  hii nht WCDMA Wideband Code Division Multiple Access  ng [...]... thông Xu t phát từ những vấn đề trên, em đã lựa chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp của mình là: Các xu thế phát triển mới của hệ thống thu phát vô tuyến trong các hệ thống thông tin di động Đề tài sẽ đi vào tìm hiểu quá trình số hóa hệ thống thu phát vô tuyến để xử lý thông tin bằng tín hiệu số, và tìm hiểu công nghệ SDR (vô tuyến định nghĩa bằng phần mềm) đang dần được áp dụng trong các máy vô tuyến. .. quan về hệ thống thu phát vô tuyến Các hệ thống thông tin vô tuyến phát triển nhanh chóng trong các thập niên gần đây dẫn đến thay đổi nhiều mặt trong hoạt động của xã hội hiện đại Giá thành thấp của nhiều máy thu bao vô tuyến cho phép nhiều người có thể tiếp cận được các máy cầm tay vô tuyến tạo điều kiện cho sự phát triển mạnh mẽ của viễn thông và làm bùng nổ các dịch vụ truyền thông Sự phát triền... dịch vụ truyền thông Sự phát triền này phần lớn là nhờ các tiến bộ không ngừng của các thiết bị thu phát vô tuyến được phát triển, trong đó các đầu thu phát vô tuyến đóng vai trò quan trọng Hình 1.1 cho thấy kiến trúc tổng quát của một hệ thống thu phát vô tuyến Đầu vô tuyến (RF Front-End) bao gồm đầu vô tuyến phát và đầu vô tuyến thu Đầu vô tuyến phát tổng quát bao gồm: (1) Bộ điểu để điều chế tín hiệu... hầu hết các đầu vô tuyến trong các hệ thống thông tin di động sẽ được xây dưng trên cơ sở công nghệ SDR SVTH: Nguyễn Quang Huy – D08VT1 Trang 3 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương : Quá trình số hóa đầu thu phát vô tuyến Xu thế hiện nay là các mạch điện tử tương tự trong đầu vô tuyến sẽ được thay thế bằng các mạch số để tạo điều kiện cho việc phát triển công nghệ SDR Mặc dù các đầu vô tuyến hiện nay cho... số hóa đầu thu phát vô tuyến CHƢƠNG 1: QUÁ TRÌNH SỐ HÓA ĐẦU THU PHÁT VÔ TUYẾN Công nghệ số phát triển nhanh chóng đã thúc đẩy quá trình số hóa trên nhiều lĩnh vực kỹ thu t Đối với các hệ thống thu phát vô tuyến, việc số hóa đóng vai trò quan trọng và là yêu cầu đầu tiên cho việc xử lý tín hiệu số Chương này đề cập đến các phương pháp biến đổi tương tự sang số và những thông số quan trọng của bộ chuyển... nay, thông tin di động phát triển nhanh trở thành một ngành công nghiệp viễn thông ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống Cùng với đó là sự cải tiến không ngừng của các thiết bị thu phát vô tuyến, điển hình trong các máy di động cầm tay hay các trạm gốc BTS Điều này không những đem lại sự tiện lợi cho người sử dụng mà còn mang đến những mô hình kinh doanh mới cho các nhà khai thác, cung ứng dịch vụ viễn thông. .. hiệu số cho các tín hiệu vô tuyến cũng mới chỉ hạn chế tại các tần số thấp khoảng vài trăm MHz Trong khi đó các băng tần sử dụng cho các ứng dụng di động trải rộng từ 800 MHz đến 6GHz và vì thế vẫn buộc phải sử dụng các mạch tương tự để chuyển đổi tín hiệu vô tuyến xu ng các tần số thấp hơn phù hợp cho xử lý tín hiệu số Phần dưới đây sẽ xét nguyên lý xử lý tín hiệu vô tuyến số trong các đầu vô tuyến 1.2... cùng đầu ra là tín hiệu băng gốc số Hình 1.1 Kiến trúc tổng quát của một hệ thống thu phát vô tuyến Thiết kế các đầu cuối thu phát vô tuyến hiện đại phải đối mặt với nhiều thách thức Một trong số các thách thức này là phải hỗ trợ đa băng đa chuẩn (đa chế độ) Hiện nay, trên thế giới đang tồn tại các chuẩn giao di n vô tuyến khác nhau, với các đặc điểm và yêu cầu dải tần, chế độ công tác,…cũng khác nhau... nguồn tin (thoại, video,…), băng thông tín hiệu mong muốn, các kỹ thu t điều chế và giải điều chế, các đặc tính của ín hiệu không mong muốn (băng thông, công suất và kiểu tín hiệu) và tiêu chuẩn hiệu năng được sử dụng để đánh giá chất lượng thu tín hiệu không mong muốn Mô phỏng hệ thống là công cụ tốt để trả lời các câu hỏi nêu trên cho các hệ thống vô tuyến đặc thù và các môi trường công tác 1.2.1.3 Các. .. trình số hóa đầu thu phát vô tuyến Trình bày các phương pháp biến đổi tương tự sang số, những thông số quan trọng và một số bộ chuyển đổi thông dụng  Chƣơng 2: Vô tuyến định nghĩa bằng phần mềm và đầu cuối đa chuẩn đa băng Tìm hiểu về vô tuyến định nghĩa bằng phần mềm (SDR) ở mức độ tổng quan và các mô hình SDR đang được áp dụng Bên cạnh đó giới thiệu công nghệ vô tuyến thông minh và các đầu cuối đa . CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài “CÁC XU THẾ PHÁT TRIỂN MỚI CỦA HỆ THỐNG THU PHÁT VÔ TUYẾN TRONG CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG”. vi Xu  nhng v a ch  t nghip ca  Các xu thế phát triển mới của hệ thống thu phát vô tuyến trong các hệ thống thông tin di động . Quá trình số hóa đầu thu phát vô tuyến Trình bày các phương pháp biến đổi tương tự sang số, những thông số quan trọng và một số bộ chuyển đổi thông dụng.  Chƣơng 2: Vô tuyến định nghĩa bằng