luận văn tốt nghiệp hệ thống thông tin di động mc-cdma

Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Chương trình Đào Tạo Kỹ Sư Chất Lượng Cao Chương trình Đào Tạo Kỹ Sư Chất Lượng Cao Khoa Điện - Điện Tử Khoa Điện - Điện Tử Bộ môn Viễn Thông Bộ môn Viễn Thông LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG MC - CDMA MC - CDMA GVHD: TS. Phạm Hồng Liên GVHD: TS. Phạm Hồng Liên SVTH: Nguyễn Tuấn Đức SVTH: Nguyễn Tuấn Đức MSSV: P9900015 MSSV: P9900015 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2004 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2004 NỘI DUNG BÁO CÁO NỘI DUNG BÁO CÁO  Phần 1 : GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MC-CDMA Phần 1 : GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MC-CDMA  Phần 2 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG MC-CDMA Phần 2 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG MC-CDMA  Phần 3 : MÔ PHỎNG –NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ Phần 3 : MÔ PHỎNG –NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ  Phần 4 : KẾT LUẬN-HƯỚNG PHÁT TRIỂN Phần 4 : KẾT LUẬN-HƯỚNG PHÁT TRIỂN DS-CDMA DS-CDMA ƯU ĐIỂM ƯU ĐIỂM  KHẢ NĂNG ĐA TRUY CẬP KHẢ NĂNG ĐA TRUY CẬP  CHỐNG TRÃI TRỄ ĐA ĐƯỜNG CHỐNG TRÃI TRỄ ĐA ĐƯỜNG  BỀN VỮNG VỚI NHIỄU BĂNG HẸP BỀN VỮNG VỚI NHIỄU BĂNG HẸP  KHẢ NĂNG BẢO MẬT KHẢ NĂNG BẢO MẬT OFDM (ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION OFDM (ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING ) MULTIPLEXING ) ƯU ĐIỂM ƯU ĐIỂM  BỀN VỮNG VỚI FADING CHỌN LỌC TẦN SỐ VÀ TRẢI BỀN VỮNG VỚI FADING CHỌN LỌC TẦN SỐ VÀ TRẢI TRỄ ĐA ĐƯỜNG. TRỄ ĐA ĐƯỜNG.  TRUYỀN DỮ LIỆU TỐC ĐỘ CAO. TRUYỀN DỮ LIỆU TỐC ĐỘ CAO.  MÔ HÌNH PHÂN TẬP TẦN SỐ Ở MÁY THU MÔ HÌNH PHÂN TẬP TẦN SỐ Ở MÁY THU  ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ IFFT - FFT ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ IFFT - FFT  TRUYỀN DỮ LIỆU TỐC ĐỘ CAO TRUYỀN DỮ LIỆU TỐC ĐỘ CAO MC-CDMA = DS-CDMA + OFDM. MC-CDMA = DS-CDMA + OFDM. THỪA KẾ CÁC ƯU ĐIỂM CỦA DS-CDMA VÀ OFDM. THỪA KẾ CÁC ƯU ĐIỂM CỦA DS-CDMA VÀ OFDM. CDMA CDMA  KHẢ NĂNG ĐA TRUY CẬP. KHẢ NĂNG ĐA TRUY CẬP.  BỀN VỮNG VỚI NHIỄU BĂNG HẸP. BỀN VỮNG VỚI NHIỄU BĂNG HẸP.  SỬ DỤNG BĂNG THÔNG HIỆU QUẢ SỬ DỤNG BĂNG THÔNG HIỆU QUẢ OFDM OFDM  BỀN VỮNG VỚI FADING CHỌN LỌC TẦN SỐ VÀ TRÃI TRỄ ĐA ĐƯỜNG BỀN VỮNG VỚI FADING CHỌN LỌC TẦN SỐ VÀ TRÃI TRỄ ĐA ĐƯỜNG  TẬN DỤNG MÔ HÌNG PHÂN TẬP TẦN SỐ TẬN DỤNG MÔ HÌNG PHÂN TẬP TẦN SỐ  GIẢM ĐỘ PHỨC TẠP CỦA HỆ THỐNG GIẢM ĐỘ PHỨC TẠP CỦA HỆ THỐNG  DỄ THỰC HIỆN ĐỒNG BỘ DỄ THỰC HIỆN ĐỒNG BỘ  TỐC ĐỘ CAO TỐC ĐỘ CAO MC-CDMA = DS-CDMA + OFDM MC-CDMA = DS-CDMA + OFDM TỒN TẠI CÁC KHUYẾT ĐIỂM CỦA DS-CDMA VÀ OFDM TỒN TẠI CÁC KHUYẾT ĐIỂM CỦA DS-CDMA VÀ OFDM DS-CDMA DS-CDMA  MẤT TÍNH TRỰC GIAO GIỮA CÁC USER , GÂY NÊN NHIỄU MAI . MẤT TÍNH TRỰC GIAO GIỮA CÁC USER , GÂY NÊN NHIỄU MAI . ĐỘ HIỆU QUẢ CỦA HỆ THỐNG ẢNH HƯỞNG BỞI NHIỄU MAI ĐỘ HIỆU QUẢ CỦA HỆ THỐNG ẢNH HƯỞNG BỞI NHIỄU MAI OFDM OFDM  VẤN ĐỀ OFFSET TẦN SỐ DO DỊCH TẦN DOPPLER VÀ MẤT PHỐI VẤN ĐỀ OFFSET TẦN SỐ DO DỊCH TẦN DOPPLER VÀ MẤT PHỐI HP CÁC BỘ TẠO DAO ĐỘNG SÓNG MANG .PHÁT SINH NHIỄU HP CÁC BỘ TẠO DAO ĐỘNG SÓNG MANG .PHÁT SINH NHIỄU LIÊN SÓNG MANG ICI LIÊN SÓNG MANG ICI  VẤN ĐỀ CÔNG SUẤT ĐỈNH TRÊN CÔNG SUẤT TRUNG BÌNH VẤN ĐỀ CÔNG SUẤT ĐỈNH TRÊN CÔNG SUẤT TRUNG BÌNH PAR LỚN . LÀM BÃO HÒA CÁC BỘ KHUẾCH ĐẠI CAO TẦN PAR LỚN . LÀM BÃO HÒA CÁC BỘ KHUẾCH ĐẠI CAO TẦN MAÙY PHAÙT MC-CDMA ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ' S ' MC iTtfpPm2j ' SS i 1P 0p 1K 0m kp,k k MC eiTtpmdiats −∆+π +∞ −∞= − = − = −= ∑∑ ∑ S ' S PTT = ( ) ∆−=∆ ' S T/1'f ( ) SMCMC TKB /1 β +≈ KÊNH TRUYỀN MC-CDMA  KÊNH TRUYỀN FADING CHỌN LỌC TẦN SỐ TRÊN TÒAN BĂNG THÔNG . NHƯNG FADING PHẲNG TRÊN TỪNG BĂNG TẦNG HẸP . Băng thông tổng của hệ thống f f 1 f 2 f 3 f 4 Băng hẹp thứ 1 f f 1 f 2 f 3 f 4 Kênh truyền Kênh truyền KÊNH TRUYỀN MC-CDMA KÊNH TRUYỀN MC-CDMA  ĐIỀU KIỆN ĐIỀU KIỆN  ĐÁP ỨNG XUNG TRÊN TỪNG SÓNG MANG PHỤ ĐÁP ỨNG XUNG TRÊN TỪNG SÓNG MANG PHỤ Φ Φ i i biến ngẫu nhiên phấn bố đều [0,2 biến ngẫu nhiên phấn bố đều [0,2 π π ] ] α α i i biến ngẫu nhiên phân bố Rayleigh tương quan nhau , biến ngẫu nhiên phân bố Rayleigh tương quan nhau , Hệ số tương quan Hệ số tương quan giữa 2 sóng mang phụ giữa 2 sóng mang phụ ∆f << B c < BW , B c Băng thông liên kết h i = α i e jΦi 2 j,i c B/ j f i f1 1       =       −+ ρ [...]... TRÌNH MÔ PHỎNG Mã hóa kênh Trải phổ 0 1 N-1 Data của user K Mã hóa kênh Trải phổ 1 Σ IFFT Kênh truyền fading Rayleigh 0 N-1 1 N-1 Data của user 0 Giải mã kênh 0 1 Data của user 1 Giải mã kênh Bộ Tách Data của user K Giải mã kênh Sóng FFT N-1 Mô hình mô phỏng tuyến xuống của hệ thống thông tin di động MC-CDMA Nhiễu AWGN MÔ PHỎNG KÊNH TRUYỀN Biến ngẫu nhiên phân bố Rayleigh tương quan Simulation Theory... WH-2 CI-2 WH-4 CI-4 WH-8 CI-8 WH-16 CI-16 WH-32 CI-32 -3 -4 0 2 4 6 8 10 SNR (dB) 12 14 16 Tính linh động của mã CI BER 10 SNR=14(dB) - 50000 bits -2 CI W-H Lower bound 10 -3 10 20 30 40 Number of user 50 60 So sánh mã CI-WH – Kết luận   Mã CI cải thiện chất lượng MC-CDMA Mã CI tăng dung lượng hệ thống MC-CDMA Ảnh hưởng của Offset tần số MMSE K=16 BER 10 10 10 -1 WH-0.1 CI-0.1 WH-0.2 CI-0.2 WH-0.4 CI-0.4... ej∆θk } ej2πfct ak[n] Re{ } SMC-CDMA(t) ej(N-1)2π∆ft ej(N-1) ∆θk sk(t)  Tập N mã CI trực giao {e j0 ,e j2 πk / N ,e j2.2 πk / N , , e j( N −1) 2 πk / N } k = 0,1,2,…,-1  Tập N mã CI giả trực giao {e ( j 0 + ∆θ ) , e j( 2 πk / N + ∆θ) , e j( 2.2 πk / N + ∆θ) , , e j(( N −1)2 πk / N + ∆θ) } ∆θ = π/N ; k = 0,1,2,…,N-1  KẾT LUẬN : Mã trải phổ CI nâng cao dung lượng hệ thống MC-CDMA KỸ THUẬT TRIỆT CAN... lượng các hệ số kênh truyền “ SD ” Tạo MAI của K-1 user không mong muốn với k≠k0 r + “ SD ” ~ ak0  Reliable Interference Cancelation Ước lượng các hệ số kênh truyền “ SD ” Tạo MAI user không mong muốn có độ tin cậy lớn hơn user k0 với k≠k0 r + “ SD ” ~ ak0 SIC (Serial Inteference Cancellation) Hiệu chỉnh giải thuật ReIC : ª Tính độ tin cậy cho tất cả các user còn lại ª Chọn một user có độ tin cậy cao... 0 ,m ≠ n   ' sin π∆ N −1 K −1 N −1 1 j (φm −φn ) ICI 2 = e Tín hiệu mong∑∑n suy giảm0theokΔ ).d k ( m ) muố ∑ α m G ( n ) a ( i π n =0 k =1 m =0,m ≠ n ∆+n−m ICI1 , ICI2 phụ thuộc vào tỷ số K/N Hệ thống MC-CDMA càng có nhiều sóng mang phụ ảnh hưởng nhiễu ICI càng lớn GIỚI HẠN DƯỚI BER     BER = p (S < MAI + ICI1 + ICI2 + AWGN) Tách sóng MRC đơn user , K = 1 Offset tần số Δ = 0 BER Lower BER...MÁY THU MC-CDMA Tín hiệu thu rMC ( t ) = +∞ P −1 K MC −1 K −1 ∑∑ ∑ i = −∞ p = 0 m =0 ( k =0 cos(2πp∆f’t) DFT ) k k ∑ hm, p ak , p ( i ) d m pS t − iTS' e j 2π ( Pm+ p ) ∆f t + n(t ) ' Gk’(0) 0 LPF cos{2π(mP+p)∆f’t} 0 Tín hiệu thu rMC(t) cos(2πfct) Gk’(m) q=mP+p m LPF p Dk’(t) y k ,q ( m ) p KMC-1 LPF Khử khoảng dự phòng ∆ P-1 cos[2π{P(KMC-1)+p}∆f’t] Gk’(KMC-1) MÁY THU MC-CDMA Biến quyết... KẾT LUẬN : Mã trải phổ CI nâng cao dung lượng hệ thống MC-CDMA KỸ THUẬT TRIỆT CAN NHIỄU  Tín hiệu thu :  r = [r(0), r(1), …, r(N-1)] T là vector thu a = [a1,…,aK]T là vector data của tất cả user H=diag(H(0), …,H(N-1)) là ma trận đường chéo mà các phần tử trên đường chéo là H(i) D là ma trận kích thước NxK với mỗi cột là chuỗi trải phổ của user Gn = [n1, …,nN]T là vector nhiễu có giá trò trung bình . Tử Khoa Điện - Điện Tử Bộ môn Viễn Thông Bộ môn Viễn Thông LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG MC - CDMA MC - CDMA GVHD:. CÁO NỘI DUNG BÁO CÁO  Phần 1 : GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MC-CDMA Phần 1 : GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MC-CDMA  Phần 2 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG MC-CDMA Phần 2 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG MC-CDMA  Phần 3 : MÔ PHỎNG –NHẬN XÉT. ) SMCMC TKB /1 β +≈ KÊNH TRUYỀN MC-CDMA  KÊNH TRUYỀN FADING CHỌN LỌC TẦN SỐ TRÊN TÒAN BĂNG THÔNG . NHƯNG FADING PHẲNG TRÊN TỪNG BĂNG TẦNG HẸP . Băng thông tổng của hệ thống f f 1 f 2 f 3 f 4 Băng