ofdm - ofdma và sự dụng trong công nghệ truy cập băng rộng không dây 10 docx

Bảng các từ viết tắt Hình 4.2 và 4.3 cho thấy tác động của kênh truyền đến phổ tín hiệu OFDM. Vì kênh truyền là một kênh fading chọn lọc tần số nên phổ tín hiệu OFDM nhận ở những tần số khác nhau chịu sự tác động khác nhau. Hình 4.4 và 4.5 cho thấy biên độ tín hiệu OFDM nhận nhỏ hơn biên độ tín hiệu OFDM truyền đi. Hình 4.6 và 4.7 cho thấy tác dụng của bộ ước lượng và bù kênh. Hình 4.6 chòm sao QPSK trước khi ước lượng kênh có biên độ và pha rất không ổn định. Hình 4.7 chòm sao QPSK sau khi ước lượng kênh những điểm chỉ dao động nhỏ quanh một vị trí cố định tức là biên độ và pha gần như ổn định. Hình 4.7 Chòm sao QPSK sau CE Hình 4.6 Chòm sao QPSK trước CE Bảng các từ viết tắt 4.3 Một số lưu đồ thuật toán của chương trình 4.3.1 Lưu đồ mô phỏng kênh truyền Tham khảo mã nguồn Matlab tại file chương trình: ch.m, ch_clipping.m, ch_noise.m ch_multipath.m, 4.3.2 Lưu đồ mô phỏng thu phát tín hiệu OFDM Bắt đầu Chuẩn hóa tất cả các dữ liệu trước khi sử dụng kênh để so sánh Kết thúc Hình 4.8 Lưu đồ mô phỏng kênh truyền Thiết lập và tính toán hiệu ứng xén tín hi ệu Thiết lập và tính toán hiệu ứng đa đư ờng Thiết lập và tính toán nhiễu Bắt đầu Chuyển đổi dữ liệu nhị phân {0,1} thành phân c ực { - 1,1} Thực hiện IFFT Đọc dữ liệu vào Bắt đầu Chia dữ liệu thành tập hợp song song Thực hiện FFT Chuyển đổi dữ liệu phân cực {-1,1} thành nh ị phân {0,1} Khôi ph ục d òng bit b ởi đặt dữ liệu Bảng các từ viết tắt Với lưu đồ thuật toán phát ký tự OFDM tham khảo mã nguồn tại file: tx.m, read.m, tx_chunk.m, tx_dechunk.m Với lưu đồ thuật toán thu ký tự OFDM tham khảo mã nguồn tại file: rx.m, write.m rx_chunk.m, rx_dechunk.m, 4.3.3 Lưu đồ mô phỏng thu phát tín hiệu QAM Chuyển đổi dữ liệu nhị phân {0,1} thành phân c ực { - 1,1} Nhập số sóng mang Chuyển dữ liệu phân cực {-1,1} thành 4 m ức { - 3, - 1,1,3} Số sóng mang = l ũy thừa của 2 Nhập lại.S ố sóng mang phải là lũy thừa của 2 S B ắt đầu Đọc dữ liệu vào Bảng các từ viết tắt Với lưu đồ thuật toán mô phỏng phát tín hiệu QAM tham khảo mã nguồn tại file chương trình: QAM.m, read.m Hình 4.12 L ưu đ ồ mô phỏng thu B ắt đầu Khởi tạo mức 0 cho tốc độ Tăng số lượng sóng mang cho dữ liệu g ốc v à th ời hạn tần số cao Khôi phục dữ liệu thành dạng nối tiếp Sắp xếp chính xác giữa các mức {- 3, - 1,1,3} Chuyển dữ liệu phân cực {-1,1} thành nh ị phân {0,1} K ết thúc Ghi dữ liệu ra Bảng các từ viết tắt Với lưu đồ thuật toán mô phỏng thu tín hiệu QAM tham khảo mã nguồn tại file chương trình: QAM.m, write.m 4.3.4 Lưu đồ mô phỏng thuật toán tính BER B ắt đầu Số lượng bit lỗi = 0 i = 1 Lỗi = | Dữ liệu vào(i) - Dữ liệu ra(i)| Số bit lỗi = số bit lỗi + 1 i=i+1 L ỗi>0 i<= Độ dài d ữ liệu v ào Đ S S Bảng các từ viết tắt 4.4 Kết quả chương trình mô phỏng 4.4.1 So sánh tín hiệu QAM và OFDM Hình 4.14: Tín hiệu QAM và OFDM phát ở miền tần số Bảng các từ viết tắt Hình 4.15: Tín hiệu QAM và OFDM thu ở miền tần số 4.4.2 So sánh tín hiệu âm thanh được điều chế bằng QAM và OFDM Bảng các từ viết tắt Hình 4.17 cho chúng ta thấy phổ của tín hiệu OFDM rất giống với phổ tín hiệu của âm thanh ban đầu. Chứng tỏ phương thức điều chế OFDM tốt hơn so với QAM. 4.5 Kết luận chương Trong chương cuối cùng này đã mô phỏng hệ thống OFDM bằng simulink của Matlab, với những scope để hiện thị tín hiệu giúp cho việc phân tính đánh giá tác động của kênh truyền đến tín hiệu, tác dụng của bộ ước lượng và bù kênh. Tuy nhiên, simulink này chỉ dừng lại ở mức độ đơn giản, tức là chỉ mô phỏng hệ thống OFDM băng gốc với phương thức điều chế QPSK. Trong chương cũng đã so sánh tín hiệu OFDM và tín hiệu QAM, file âm thanh của chúng để thấy rõ những ưu điểm của OFDM. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Công nghệ ghép kênh phân chia theo tần số trực giao - OFDM là một công nghệ hiện đại cho truyền thông tương lai. Hiện nay việc nghiên cứu và ứng dụng OFDM không ngừng được nghiên cứu và mở rộng phạm vi ứng dụng bởi những ưu điểm trong việc tiết kiệm băng tần và khả năng chống lại fading chọn lọc tần sốcũng như xuyên nhiễu băng hẹp. Đồ án đã tìm hiểu, trình bày những vấn đề cơ bản của kỹ thuật OFDM cũng như một số vấn đề kỹ thuật cho công nghệ OFDM và khả năng ứng dụng OFDM vào các công nghệ tương lai này. Đồng bộ là một vấn đề quan trọng không chỉ trong hệ thống OFDM mà còn cả trong các hệ thống khác cũng vậy. Hệ thống OFDM yêu cầu khắt khe về vấn đề Hình 4.16 So sánh tín hiệu âm thanh được điều chế bằng phương thức QAM và OFDM Bảng các từ viết tắt đồng bộ vì sự sai lệch về tần số, ảnh hưởng của hiệu ứng Doppler khi di chuyển và lệch pha sẽ gây ra nhiễu giao thoa tần số (ICI). Trong bất kỳ một hệ thống OFDM nào, hiệu suất cao phụ thuộc vào tính đồng bộ hóa giữa máy phát và máy thu, làm mất tính chính xác định thời dẫn đến nhiễu ISI và ICI khi mất độ chính xác tần số Chương trình mô phỏng tín hiệu OFDM ở đồ án này chỉ mới thực hiện được bước đầu là mô phỏng tổng quan và và mô phỏng so sánh tín hiệu. Có thể thiết kế hệ thống OFDM với Simulink trong Matlab và đi vào mô phỏng các thuật toán, các phương pháp cụ thể trong từng vấn đề. Ngoài ra, để nâng cao chỉ tiêu chất lượng hệ thống OFDM, người ta sử dụng mã hóa tín hiệu OFDM. Do đó chúng ta có thể bổ sung vấn đề mã hóa vào trong đồ án này. Việc tìm hiểu tổng quan về OFDM và giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong hệ thống OFDM, chúng ta có thể hướng đến ứng dụng của OFDM trong tương lai như:  Nghiên cứu, tìm hiểu một số hệ thống OFDM nâng cao như VOFDM (Vector OFDM), COFDM (Coded OFDM), WOFDM (Wideband OFDM),  Kết hợp OFDM với các công nghệ khác như FDMA, TDMA và CDMA để tạo thành các kỹ thuật đa truy cập trong thông tin di động.  Ứng dụng OFDM trong DVB-T, WLAN, OFDMA,  Ứng dụng công nghệ OFDM trong WiMAX. TÀI LIỆU THAM KHẢO . hợp OFDM với các công nghệ khác như FDMA, TDMA và CDMA để tạo thành các kỹ thuật đa truy cập trong thông tin di động.  Ứng dụng OFDM trong DVB-T, WLAN, OFDMA,  Ứng dụng công nghệ OFDM trong. nghệ hiện đại cho truy n thông tương lai. Hiện nay việc nghiên cứu và ứng dụng OFDM không ngừng được nghiên cứu và mở rộng phạm vi ứng dụng bởi những ưu điểm trong việc tiết kiệm băng tần và. thống OFDM, chúng ta có thể hướng đến ứng dụng của OFDM trong tương lai như:  Nghiên cứu, tìm hiểu một số hệ thống OFDM nâng cao như VOFDM (Vector OFDM) , COFDM (Coded OFDM) , WOFDM (Wideband OFDM) ,