Giới thiệu về kỹ thuật OFDM và các ứng dụng của kỹ thuật OFDM trong mạng vô tuyến băng rông rộng

1  GIỚI THIỆU VỀ KỸ THUẬT OFDM     !"#$ %&'()**+,-+,."%() *)./#$'012#34%()* *5 612708) !"#$9 +,:.+';:7<08=(<:.#+( >?08#$ %@:.):'%08#$%AB %+"AC(;:AC(D4:?080*EF8"AC( ''89+,0*(CAG* HI<)  <+JK:LL::!':.+># +M:.E+N(%':.E+N(#3OL0*#$ +M&708=(%'=(#3OL0*#$+M& 1 | P a g e 1 2 7=(0%#P+M&QE+N('%E+N (>L3CF'E+N(''RE=( Q&<R08<STKPRE'#$<5> R)K:0%E#$708#808<UV I':#$>08PC<5'7%E+N(' E+N(+F#AR#$W4X..:AY "Y408<ZAG*[EQ3A+\4 08<P;:C:AC%E0*A@Y80]S^T^!8:W HI_()*K:  !" L'3B4P&:0%A('9+,%K:SV SK`'%K:#$<5''.2VS> #$+%:#$ZV %>@V4%D=(<5P <'7%D=(<5K&EF8O''' 0*+"AC(P50(:AG*%0&X 2 | P a g e 2 3 HIabG*#$9+,(C _ Lịch sử ra đời của OFDM Z+M#$%:'NG:cdP#()0*&S ('&:KP+(<5%K::.%V %e #(%%K,'%O>%5A@A%+J,,S( ()#%Y8_dG:I012#$%:I 012"K&S(+Y+'XVF'#$O+,." 'S%&47A5D'^P612 #$O+,8S T'%.:)W4 fcg+:#3SH6 9+,012L fhhLPbiA5I'#:*I fgjklA<@9+,'0"AC( fmcL::*CO+,4+. fmgn+ki%+,%) ffcolT^nbPo8+S8 3 | P a g e 3 4 ffgLolT^nbp ffmS%jnRI+Y+::>jinR fff#$+Mo^lllmd_ojinRj^^! _ddd#$+M2*5)@qpP! _dd_#$+Mo^lllmd_jinR           _ddr    #$  +M    o  ^lll  md_hp_ddr    jinR  j^ns! t#$+MolT^qbpH t#$<9o^lllmd_ca:>junRbp! t#$<9o^lllmd_5(0554:>jinR _ddct#$<9:>+.5A'agcvavuukavuu_! t#$<9orv 1.3 Các ưu và nhược điểm #"$% p612K<#&::'%0127080%0*K#$ 7*).A;%%08<+WW )'%08<w@+xR(9+,S8 %K:^L^K&>AQP+%K:S:'%K:' K<EF8:'VJK&%#$+J5(9+, AG*BF(C pH()K&>AQ''Y80VS^T^5.+'?AC( X3Y<+JXF408 4 | P a g e 4 5 puM$(505()<+JAG.()<+J). !P+C#Q4S2<)!)XF #$()#$C:<X()3: pH()KFyA.3C &'(!"$% b8>N#&:K:.'#$&:3AC'z  .NF<4'K*Fw3X*F AI6=(:#$<5{PSA5D'#3SXA5DK :PK=(#$<:*#5=8.5 =F0KN0<5*FP+2:7=(0&'+Y8 A.05>*F4A.%b.5050*)K&:7+> :W375%F<CDPY4%() 0<8%){|0<  q(9+,DAC(K&%#$^T^#>':C::.( F#<P+ACDAC(0*:*KV  8<<08S4%K:,P()F>C: X(Oe#S+@|}!'+@: }!+EA.  ~#B4(EA.zK0CG@,)%) <0CAC(N%:AqX:.08<0*K+ +(O#P:}K&A;0CAC(:'0*:F=S Pw 4%K::'*R5?:}X3 0CAC(IW.4()C:KR8'+ %:A#X05A.•AE::..+%:A0%P+J 5^T^^pT:A^|! 5 | P a g e 5 6  ~#B(EA.)z:.NF<X4'K+YA@ C9AB}<)vC<5=(K&<*. At<'':=S4%K:A@:F05C4^L^'  0*N9#$BA.! T)<)45+8_EVz?4A.+.'(O bF0€S:FEA.'NA.%CA.<K&}< )}'eK&#$AMA;%+MA.A%:)P8w0•, :'*PW.4()JA@C#B TS+&#3)4A.'A.%+@&4=(t< 'K&&}):*#<S+PKK&0•,A;:. A.AM>A.+..F<W4(O'CPK 8ABS+&NA.%'A.:*##C 8AB2)#3)AB%'=(C >>P>%I‚< 5)ƒ=(„I'+YJ88%K:+:* #AI#P:.#$XC ># "C0K#$AM' ':C:=( R'"#$8oK'#3%<5%()% )nb'{P<I):Z…FqbpP:>:%=0*+). HinRPj: † 1.3 Sử dụng kỹ thuật OFDM ở Việt Nam >^AG.nTi"F.Bq(R:P#V#A5; S).#<()nTiV'*( R012K:'S7EDN%K::'). <+J()nTi#$G8:.%%0&X%:> F+@,^*# 6 | P a g e 6 7 b8>%:>F%+@,nTi(9+,."Bq(R: (P%()**5#:><I):ZFqbpe #$0%9+,L%()%)#nb'{•S9 +,#30* L%:><:%=0*+HinR‡ _P^lllmd_eS30%:.%."Bq(R: 1.4 Các hướng phát triển trong tương lai H()(#$<9':#3%<5:>*' @AG.j: o^lllmd_h'()*5(O#r v!()*+.5(O#P012K&05$X %0120%012n%'^!;: +$08*5'05$*(Ln;:,,+@, 24:>.'#X8OX:,VD7A5D ()<5A;7A5D\;:C(S>C:4 ())X(O+@+:EA.'C:.+')&4 DAC(()80CGO+,'C#$ 0&:O,&3N#3  7 | P a g e 7 8   2.1 Tính trực giao trong OFDM S'2N<25:)(%WV %N%)4 %()K:()()*# <K:Z%:.0"M$&=(K&2>A; %9+,%A.W'%A.C<5*#%()# 2P%0CAC(4%K:0%#$+S(#X'(# '0"AC('':C:(C9+,D4() 8K&• 5%K:()%+"A84 y48:'%=(JK&#$:.%V %:' 0*KSY4%K:)#$#2I%K:C S&:Z%W%>.#:.A.E:%A.C<5 +@K: ):OLP=(2#$F=8:.0€ 4:A&,E+N()R5FC%K:<#$+@ ) )=4K':.0€:A τ !I05C= %K:0%'ˆK%K:.25=XS !50"%4%K'A.4‡ τ bF0€S5'AB YN%K:^L^^‰|!e'::F=S  q( 9]<5'C<5!=(#$S(:<)P A;%9+,2% 9]=()TuTu!R8 •4=S##$ 9]>:Tu%WP)> SK#$[(8O3@`P3#$W'S X0y*KX=4_3'A;dt&:V B']#B':)XPD$%='2#$05CA; d 8 | P a g e 8 9   )*+,-.!!/+0!1 !"234 t8y]5':)*#K%@A;d%@AI4I +#X!R5.A%0€+#3'A%0€:4I4+>K+#X yK05CA;d„%I=K& : 70Š:+(= +#X+>K+(=4:.+>KK&5#z  ∫ k dtt π ω 2 0 )sin( ‹d_! „%I=K& :#'%IŠ:+(=A8+#X4# =(+K(=4:.KK&#$5#z  9 | P a g e 9 10 )*+,+5"672*!/"234 R5'.+>KK)0%I2%I' eA;d  )*+,8.!9!/!6!"!!: R5KKM)#I+>$'*+#3P%@ AI4K*0%dt'3FFW%IC<5 L%:%A5D=(#$:<)+01 2 9]=()W'A5D! q(C<5#$Z•#$S(055 :<)+ +:!A;%[K:#$<5:%X[K: #$>:%KM)':.%V %TK7= #$S(P05C'FC%K:0%•<dP>[K :#$PK#$+@8,sP#$%:.%(C'%@ :A4K0K#$ %@'A.%I#$2>0%K :?K:P50FC%K:"#$C<5R<]5 &DS(A;?S 10 | P a g e 10 [...]... được đọc vào theo từng dòng của ma trận kích thước pxm và đọc theo cột , trong đó p là chu kỳ của interleaver và m=N/p Động tác này sẽ thay thế p-1 ký tực vào mỗi 2 ký tự số ban đầu Nét tinh tế của kỹ thuật này là các ký tự mà ta thực hiện động tác xen chính là các biên độ của sóng mang được điều chế Vì vậy kỹ thuật phân tán dữ liệu có tác động phân tán trong miền tần số Khi ký tự OFDM thu về , quá... con , vì vậy sự chồng lấp trong miền tần số giữa các sóng mang con không ảnh huởng đến bộ thu Giá trị đỉnh của các sóng mang còn lại tương ứng với đáp ứng rỗng , dẫn đến sự trực giao của các sóng mang con Hình 2.5 Đáp ứng tần số của sóng mang con trong tín hiệu OFDM a chỉ phổ của mỗi sóng mang con , và mẫu tần số rồi rạc xem xét tới bộ thu Chú ý mỗi sóng mang định dạng trong miền tần số là sinc (... sóng mang con 2.1.2 Trực giao trong miền tần số Một cách khác để xem tính trực giao của tín hiệu OFDM là xem xét trong miền tần số của nó Trong miền tần số mỗi sóng mang con có đáp ứng tần số là sinc = sin x x như thấy trong hình 2.5 Đó là kết quả của thời gian ký tự tương ứng với nghịch đảo khoảng cách sóng mang Xa hơn bộ thu là liên quan đến mỗi ký tự OFDM truyền trong khoảng thời gian cố định... toán các mẫu tín hiệu thời gian là thành phần thực và ảo , sau đó cung cấp lại dạng nhị phân ở ngõ ra Các hệ số Fuorier phức được thiết lập bằng giá trị phức của sóng mang phụ điều chế , chỉ có một số của N giá trị ngõ vào tương ứng với số sóng mang OFDM được sử dụng , vì thế có thể sử dụng các bộ lọc thông thấp có độ dốc giới hạn phía sau biến đổi D/A 15 15 | P a g e 16 Hình 2.6 : Điều chế OFDM. .. bằng khoãng cách sóng mang Bản chất trực giao của việc truyền là kết quả của đỉnh sóng mang con và đáp ứng rỗng với các sóng mang con còn lại Khi tín hiệu được tách bằng cách sử dụng DFT , phổ không phải liên tục như hình 2.5(a) mà gồm các mẫu rời rạc , điểm lấy mẫu rời rạc , điềm lấy mẫu được ký hiệu “o” Nếu DFT được đồng bộ thời gian , tần số lấy mẫu của DFT tương ứng đúng với đỉnh các sóng mang... xuyên nhiễu giữa các symbol trong khoãng thời gian T symbol của các frame FFT liên tiếp ( trong miền thời gian )  ICI (Inter- carrier Interference ) : nhiễu giao thoa liên sóng mang , được định nghĩa là xuyên nhiễu của các kênh sóng mang phụ (subchannel) của cùng một frame FFT ( trong miền tần số ) Nhiễu ICI được loại bỏ hoàn toàn nhờ sử dụng tập sóng mang trực giao làm tập tần số của các kênh phụ Nhiễu... theo phần thực và phần ảo ( tổ hợp phần thực và ảo chính là các symbol điều chế theo mã Gray ) Các sóng mang được tập hợp trong thanh ghi ngõ vào của chip IFFT , khi có đủ N sóng mang thì IFFT hoạt động , biến đổi các sóng mang từ miền tần số sang miền thời gian Các tín hiệu I/Q qua bộ biến đổi D/A , theo sau đó là bộ điều chế I/Q đưa tín hiệu OFDM vào băng thông kênh truyền Bộ điều chế I/Q gồm hai... ) M E sin( x0= - 0 2πi ) M Pha của sóng mang có giá trị là 1 trong M góc pha : φc = 2πi M i = 0,1, , M − 1 2.4.4.2 M-QAM M-QAM là sử dụng điều chế số , sóng mang bị điều chế cả về biên độ và pha , phương pháp này được sử dụng rất phổ biến trong các đường truyền vô tuyến số tốc độ cao 26 26 | P a g e 27 Hình 2.15 : Giản đồ chòm sao QAM Sau đây là biểu thức tổng quát của tín hiệu QAM : Si(t)= ai1φ1... âm , trong đó chỉ số k=0,……,N/2 biểu thị cho tần số dương và k=N/2+1,…… ,N-1 biểu thị cho tần số âm Hình 2.20 : Ví dụ về phổ phức thay thế cho tín hiệu miền thời gian hoàn toàn thực Có hai cách chính thức để ứng dụng biến đổi DFT phức vào hệ thống điện tử :  Tín hiệu miền thời gian được giả sử là tất cả đều là số thực : Phần thực của tín hiệu miền tần số có đối xứng chẵn và phần ảo có đối xứng lẽ... sai sóng mang con của hệ thống bị ảnh hưỡng của Fading chọn lọc tần số và ICI gây ra bởi Fading nhanh thường sử dụng FEC là mã hóa khối ReedSolomon và mã hóa chập 2.4.2 Kỹ thuật phân tán dữ liệu Do Fading chọn lộc tần số của kênh truyền vô tuyến điểm hình , các sóng mang con OFDM nhìn chung có biên độ rất khác nhau Suy hao nhiều trong phổ tần số có thể làm cho sóng mang con ít tin cậy hơn sóng mang . 1  GIỚI THIỆU VỀ KỸ THUẬT OFDM    . "C0K#$AM' ':C:=( R'"#$8oK'#3%<5%()% )nb'{P<I):Z…FqbpP:>:%=0*+). HinRPj: † 1.3 Sử dụng kỹ thuật OFDM ở Việt Nam >^AG.nTi"F.Bq(R:P#V#A5; S).#<()nTiV'*( R012K:'S7EDN%K::'). <+J()nTi#$G8:.%%0&X%:> F+@,^*# 6. j^ns! t#$+MolT^qbpH t#$<9o^lllmd_ca:>junRbp! t#$<9o^lllmd_5(0554:>jinR _ddct#$<9:>+.5A'agcvavuukavuu_! t#$<9orv 1.3 Các ưu và nhược điểm #"$% p612K<#&::'%0127080%0*K#$ 7*).A;%%08<+WW )'%08<w@+xR(9+,S8 %K:^L^K&>AQP+%K:S:'%K:' K<EF8:'VJK&%#$+J5(9+, AG*BF(C pH()K&>AQ''Y80VS^T^5.+'?AC( X3Y<+JXF408 4