Đa người dùng trong hệ truyền dẫn đa sóng mang = Multiuser in multicarrier transmission system

DAI HOC QC GIÀ HA NĨI DA NGirỊI DÙNG TRONG HE TRUN DÀN DA SĨNG MANG (Bào cào tóng hap két qua thuc hién De tài nghién CÙTA khoa hoc càp DHQGHN) MSsò:QC.06.21 Chù nhiem de tài: PGS TS Nguyen Viét Kinh j :vA M O C QU OC S I A HA NÓI i "f^LJNG'A''/ '^^C'^r, :|:-v THi/vièrsj L_^_/ 69^ Ha Nói-2007 MUC LUC Danh sàch nhung ngucri tham già de tài Danh muc càc hình Tóm tàt càc két qua nghién CUTI chinh cùa de tài Tóm tàt két qua thuc hién de tài bang tiéng Anh Bào cào tòng hop Ma dàu ~ Muc tiéu cùa de tài vé mat hoc thuat Càc két qua chinh dat dugc 3.1 Vé phàn bò bit he OFDM da ngi dùng ' 3.1.1 Mị hình He thịng 3.1.2 Rót nc cho OFDM nhiéu ngi dùng 3.1.3 Thuat tồn rót nc cho nhiéu ngi dùng 3.1.4 Két qua mò phòng 3.2 He Wimax vàn de phàn bò song mang cho càc nguòi dùng 10 3.2.1.Tìm hièu vé he Wimax 10 3.2.2 Sa dò khòi mò phòng 12 3.2.3 Mot sò két qua mò phòng 13 Phu lue Tài liéu chuyén kliào phàn mém chuyén dung 18 19 Bìa luàn vàn Thac sy cùa Hoàng Trùng Duong, Dang Hùu Tho Mai Vàn Lap Bàn Hpp dòng De cuong nghién cùn cùa de tài QC.06.21 Phiéu dàng ky két qua nghién cùu de tài KHCN QC.06.21 DANH SÀCH NHtTNG NGl/ÒI THAM GIÀ THlTC HIÉN DE TÀI TT Ho ten Hoc hàm, Hoc vi Chuyén ngành Co' quan còng tàc PGSTS Ky thuat Vién thòng Khoa DT-VT, Truòng Dai hpc Còng nghé Nguyen Viét Kinh Mai Vàn Lap ThS Ky thuat Vién thòng Hpc vién cao hpc, Truòng DHCN (dà bào ve luan vàn) Dang Hùu Thp ThS Ky thuàt Vién thòng Hpc vién cao hpc, Trng DHCN (dà bào ve luan vàn) Hồng Trùng Duong ThS Ky thuat Vién thòng Hpc vién cao hpc, Truòng DHCN (dà bào ve luan vàn) DANH MUC CAC HINH BÀO CÀO TĨNG HOP Hình 3.1 Mị hình kénh cho nhiéu ngi dùng Hình 3.2 Sa dị rót nc nhiéu ngi dùng Hình 3.3 Hàm trun cho ngi dùng Hình 3.4 Két qua phàn bị bit sau phàn song mang bit 10 Hình 3.5 Sa dị khịi he trun dàn bang gịc Wimax 11 Hình 3.6.a Càu tmc khung dng xng theo chuàn IEEE 802.16a 11 Hình 3.6.b Càu trùc khung dng xng theo tiéu chn IEEE 802.16a 12 Hình 3.7 So dò mò phòng khòi phàt he Wimax 13 Hình 3.8 Giàn dị chịm cùa tin hieu dng xng 14 Hình 3.9 Phị cùa tin hiéu OFDM cho dng xng 15 Hình 3.10 Tuong quan cùa tin hieu dòng bp khung de thuc hién dòng bò 16 Hình 3.11 Phị cùa tin hiéu OFDM dng duac phàn thành kénh 17 PHU LUC Hình 1.1 Mị hình kénh cho nhiéu ngi dùng 22 Hình 1.2 Sa dị rót nc mot ngi dùng 23 Hình 1.3 So dị rót nc nhiéu ngi dùng 24 Hình 1.4 Hàm trun cho ngi dùng 27 Hình 1.5 Két qua phàn bò bit sau phàn song mang bit 28 Hình 1.6 So dị rót nc cho 32 song mang nguòi dùng 29 Hình 2.1 Càc khịi ca bàn cùa lóp vat ly he Wimax 33 Hình 3.2 So dị mị phịng khịi phàt he Wimax 34 Hình 2.3 Giàn dị chùm cùa tin hieu giài diéu che 35 Hình 2.4 Phị cùa tin hiéu giài diéu che 36 Hình 2.5 Dị thi tuong quan cùa tin hiéu giài diéu che duòng 37 Hình 2.6 Phị tin hieu giài diéu che vói kénh 38 TĨM TÀT CÀC KÉT QUA NGHIÉN CÙU CHINH CUA DE TAI Tén de tài: Da nguòi dùng he truyén dàn da song mang Ma sé: QC.06.21 Chù trì de tài: PGS TS Nguyen Viét Kinh Don vi cịng tàc: Bị Thịng tin Vò tuyén, Khoa Dién tù - Vién thòng, Tnrò'ng Dgi Hoc Cóng Nghé-DHQG Ha Nói Càc càn bó tham già: Mai Vàn Lap, Hpc vién cao hpc Truòng Dai hpc Còng nghe Dang Hùu Thp, Hpc vién cao hpc Truòng Dai hpc Cịng nghe Hồng Trùng Duong, Hpc vién cao hpc Truòng Dai hpc Còng nghe Mite tiéu noi dung nghién cùu: Muc tiéu: Xél anh huóng cùa da nguòi dùng he thòng da song mang truyén dàn có day khịng day Noi dung nghién cùu: - Phàn bò bit he OFDM da nguòi dùng - Phàn bò kénh Wimax Càc két qua dat duoc: - Vé hpc thuàt: + Xày dung thuat toàn lap dùng de tinh gàn dùng theo phuong phàp rót nc cho trng hap OFDM da ngi dùng kénh biét trc dà tién hành mị phịng cho truòng hpp 32 song mang sò nguòi dùng thay cho viec phài giài toàn phi tuyén + Xày dung he Wimax.dùng phàn mém Matlab 7.1 tién hành mò phòng viéc chia càc kénh mòi trna thav dịi.hồc theo \ éu càu cùa khàch hàna - Vé tao: + Dào tao dugc thac mot sị sinh vién + Bị xung cho giào trình thịng tin sị tài lieu chun khào Tmh hình kinh phi cùa de tài: Tịng kinh phi de tài duac duvet: 15.000.OOOVND Dà chi theo dùng theo quy dinh dà qu\ét tồn vói phịng tài vu TÓM TÀT KÉT QUA THlTC HIÉN DE TÀI QC.06.21 BANG TIÉNG ANH SUMMARY Project Title: Multiuser in multicarrier transmission systems Code number: QC.06.21 Coordinator: Assoc.Prof.Dr.Nguyen viet Kinh Participants: M.S students of Electronics and Telecommunications Faculty Mai Vàn Làp Dang Hiru Tho Hoàng Trùng Duang Aim and contents: ' Bit Ioading in multiuser system - Different subchannel alocations in Wimax system Obtained results: Scientific aspect: - Propose an algorithms for bit Ioading in multiuser system and simulate for 32 carriers.4 users case - Simulate a Wimax system using Matlab 7.1 for different subchannel alocations Training: - MS students received Master diploma - Enhance for lectures in digitai communication BAO CAO TỊNG HOP Phàn trình bay nhùng két qua chinh de nguòi dpc de theo ròi càc két qua chi tiét tài liéu tham khào chuyén sàu se duac trình bay phàn tài liéu chuyén khào chuang trình phàn mém kèm theo bào cào Mò dàu: Nhu ta dà biét, toàn vé diéu che da song mang (MCM) cho don nguòi dùng dà dupc néu cuòi nhùng nàm nàm muoi cùa thé kì trc [1]-Tuy nhién MCM dupc quan tàm nhièu han tù nàm 1900 [2] trén co sa nghién cùu mot sò truòng hpp riéng cùa MCM ghép kénh theo tàn sò truc giao(OFDM), da àm ròi rac(DMT) dà có nhùng ùng dung kì thuat nhu trun hình sị màt dàt(DVB-T) dng day th bao sị xDSL, mang cuc bó khịng dày(WLAN) dang dupc nghién cùu rat manh me viéc két hpp vói càc kì thuat khàc nhu két hap giùa da truy càp theo ma (CDMA)thành MC-CDMA càc loai khàc Dó vi MCM có mot sị uu diém chfnh sau day: - Tiép can tói giói han dung nàng vói kénh có nhiéu màu - Chịng duac nhiéu phà co y bang hep - Khàng nhiéu xung tòt - Tru}'én tòt kénh da duòng - Don giàn han sù dung ky thuàt làm bang - Có thé diéu chinh toc dị bit thich hpp vói dung nàng cùa kénh - Có thé thuc hién da truy càp mém reo - Tàng thém mùc dò chpn lua thuc hién ky thuàt ma hoà Tu\ vày MCM có nhùng nhugc diém ,trong dó phài ké dén: - Ti sị cịng st trung bình trén cịng st dinh (PAPR) lón gay khó cho viéc dùng càc tàng khu)'éch dai còng suàt lòi - De màt dịng bị De giài qut tồn da song mang da nguòi dùng, nguòi ta dà dang nghién cùu rat nhiéu vàn de ky thuat nhu: ky thuàt tàch song da nguòi dùng, ky thuat phàn tàp ky thuàt annten thòng minh, càc loai ma sua lòi nhu turbo LDPC ky thuàt dièu khién còng suàt Trén co sa dò de tài chi han che mot vài \ àn de nho nhàm muc dich sau Muc tiéu cùa de tài vé mat hoc thuat - Trén ca sa càc dac diém chung cùa ky tht MCM thuat tồn rót nc (\\alerriling) Irong trng hpp don ngi dùng tìm hiéu tồn phàu bị bit trng hop da ngirịi dimg vói he OFDM - Trén ca sa tìm hiéu he thịng Wimax dùng da song mang.xét viéc phàn bó càc kènh cho elio da nguài dùng khàc nhauXhì chat lugng kénh tru\'én thay dòi Càc két qua chinh dat duoc: 3.1 Vé phàn bò bit he OFDM da ngi dùng 3.1.1 Mị hình He thịng Chùng ta xem xét mot he thịng da truy nhap OFDM o dó dac tinh cùa kénh dugc biét ó phia phàt thu Truòng hpp thuòng dùng cho mot he thòng tru) én hai chiéu thòng tin vé trang thài kénh (CSI) có thé biét tù phia mày thu sau uóc lupng kénh ,và mot kénh bào hiéu có thé sù dung tru}'én CSI tói mày phàt Chùng ta già thiét mot kénh tun tinh bàt bién vói thịi gian vói nhiéu xuyén ky tu (ISI) nhiéu Gauss cịng tinh Vói diéu kién chiéu dai tién tị làp dugc chpn dai hon dàp ùng kénh dai nhàt, kénh có thé dupc phàn tich thành N kénh dịc làp vói mịi kénh nhàn nhùng he sị tàng ich Hu.n cho nguòi dùng thù u kénh thù n, nhu dupc minh hpa hình 3.1 Chi nhiéu rp[k] dupc già thiét dòc lap, Gauss tràng vói già tri trung bình bang khịng có phuang sai 6"n ^E|[rn[k]| , E[-] có nghTa tồn tù ky vpng Chù y là, phuang sai khòng càn phài dòng nhàt già thiét nhiéu trén kénh bang rịng khịng han che tràng thuat tồn vàn dùng dugc {> 1.1 i.v '•iW yi[k] 4> yN[k] rvl^J ^ L-VV Hình 3.1 Mó hình kènh cho nhièu nguò'i dùng Chuòi Xi,,n[k] tin hiéu QAM dà diéu che vói nàng lugng trung bình cho mot ky hiéu Eu.,rE[|Xu.n[k]|'] b^.n sị bit trén ky hiéu, vói bu.neB= {0.1, , b,,a,} Nàng lupng càn thiét cho ky hiéu de trun b bit vói xàc st lịi Ps.u dupc nhàn bịi : HM (3.1) nf Tu khồng trịng SNR dinh nghTa nhu sau: , Psu r.= — [Q-'( —— j ìY -r>i (3.2) Q'' hàm cùa Q Dị Igi mot ma có thé dupc coi nhu Fu, nhu vày cho phép càc nguòi dùng khàc nhàn dugc sa dò càc ma khàc 3.1.2 Rót nc cho OFDM nhiéu ngi dùng Vói mị hình kénh da truy nhap trén hình 3.1, day ky hieu nhàn dupc tren kénh thiT n tinh theo còng thùc sau: yM=Y,^u.,-^.,W + r„ik] (3.3) Và CNRn dupc dinh nghTa nhu sau: T, (3.4) n.Ò r Khi tịng qt hóa dinh ly rót nc (waterfilling) khién ta nghT dén y tng thay tịng càc kénh cho càc nguòi bang mot kénh tuang duang Hu,n = //,^„ / ^ , tù dó dàn tói su chàp nhan cùa còng suàt tuang duang Eun^ò,,.^,^,, Càch tiép càn làm cho viéc tị hgp sa dị rót nc cùa càc nguói dùng khàc dugc de dàng hon: gàn cho mòi nguòi dùng, mot he sò nhàn bL, dupc chpn cho muc nuó'c bang don vi Khi dó nhùng sa dị don lé có thé dugc lị hpp thành mot nhu hình 3.2 Hình 3.2 Sa dị rót nirac nhiéu ng'i dùng Cịng st ràng bc cùa nguòi dùng thù u dugc biéu thi bòi Emax(u): A' Eiol(u)=X^^'''^^'^max(^) (3.5) n=\ Nhu vày sa dị rót nc nhiéu nguòi dùng duòng cong CNR cùa làt cà càc ng'i dùng dugc tị hgp thành mot dng cong vói càc già tri nhò nhàt Nàng lugng tuang duang nhu thé nhan dugc nhu sau: [l-b,T-',,r vóib,T-',,n