Kỹ thuật điều chế OFDM

Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WiMAX 1.1 Giới thiệu về wimax WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access - Khả năng tương tác toàn cầu với truy nhập vi ba) là một công nghệ ra đời dựa trên chuẩn 802.16 của IEEE cho phép truy cập vô tuyến đầu cuối (last mile) như một phương thức thay thế cho cáp, DSL và WLAN. Họ tiêu chuẩn IEEE 802.16 định nghĩa các giao diện vô tuyến trong mạng vô tuyến nội thị (WiMAX) cho việc truy nhập vô tuyến băng rộng cố định (BWA), nó cung cấp “chặng cuối” cho công nghệ truy nhập tới các hotpot với thoại, video và những dịch vụ dữ liệu tốc độ cao. Ưu điểm nổi bật nhất của BWA là nó có chi phí thấp cho sự lắp đặt và bảo trì so với những mạng hữu tuyến truyền thống hoặc so với mạng truy nhập quang, đặc biệt là cho những vùng xa xôi hoặc những vùng có địa hình khó khăn.WiMAX chính là một giải pháp cho việc mở rộng mạng truyền dẫn quang và nó có thể cung cấp một dung lượng lớn hơn so với các mạng cáp hoặc các đường thuê bao số (DSL). Các mạng WiMAX có thể được xây dựng dễ dàng trong một thời gian ngắn bằng cách triển khai một số lượng nhỏ các trạm gốc (BS) trên các toà nhà hoặc trên các cột điện để tạo ra những hệ thống truy nhập vô tuyến dung lượng lớn. Hệ thống WiMAX cho phép kết nối băng rộng vô tuyến cố định (người sử dụng có thể di chuyển nhưng cố định trong lúc kết nối), mang xách được (người sử dụng có thể di chuyển ở tốc độ đi bộ), di động với khả năng phủ sóng của một trạm anten phát lên đến 50km dưới các điều kiện tầm nhìn thẳng (LOS) và bán kính lên tới 8km không theo tầm nhìn thẳng (NLOS). 1.2 Mô hình hệ thống Mô hình phủ sóng mạng WiMAX tương tự như một mạng điện thoại di động : SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 1 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX Hình 1.1 Mô hình hệ thống WiMAX Một hệ thống WiMAX được mô tả như hình gồm có 2 phần : • Trạm phát: giống như các trạm BTS trong mạng thông tin di động với công suất lớn, có thể phủ sóng khu vực rộng tới 8000km2. • Trạm thu: có thể là các anten nhỏ như các loại card mạng tích hợp (hay gắn thêm) trên các mainboard của máy tính như WLAN. Các trạm phát được kết nối tới mạng Internet thông qua các đuờng truyền Internet tốc độ cao hay kết nối tới các trạm khác như là trạm trung chuyển theo đường truyền trực xạ (line of sight) nên WiMAX có thể phủ sóng đến những khu vực xa. SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 2 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX 1.3 Các ưu và nhược điểm của công nghệ WiMAX 1.3.1 Một số ưu điểm chính của công nghệ WiMAX 1.3.1.1 Lớp vật lí của WiMAX dựa trên nền kĩ thuật OFDM (ghép kênh phân tần trực giao) Kỹ thuật này giúp hạn chế hiệu ứng phân tập đa đường, cho phép WiMAX hoạt động tốt trong môi truờng NLOS nên độ bao phủ rộng hơn, do đó khoảng cách giữa trạm thu và trạm phát có thể lên đến 50km. Cũng nhờ kĩ thuật OFDM, phổ các sóng mang con có thể chồng lấn lên nhau nên sẽ tiết kiệm, sử dụng hiệu quả băng thông và cho phép truyền dữ liệu với tốc độ cao: phổ tín hiệu 10MHz hoạt động ở chế độ TDD (song công phân thời) với tỉ số đường xuống/đường lên (downlink-to-uplink ratio) là 3:1 thì tốc độ đỉnh tương ứng sẽ là 25Mbps và 6.7Mbps. 1.3.1.2 Hệ thống WiMAX có công suất cao Trong WiMAX hướng truyền tin chia thành hai đường : hướng lên( uplink) và hướng xuống (downlink), hướng lên có tần số thấp hơn hướng xuống và đều sử dụng kĩ thuật OFDM. OFDM sử dụng tối đa 2048 sóng mang, trong đó 1536 sóng mang dành cho thông tin được chia thành 32 kênh con, mỗi kênh con tương đương 48 sóng mang. WiMAX còn sử dụng thêm điều chế nhiều mức thích ứng từ BPSK, QPSK đến 256 - QAM kết hợp các phương pháp sửa lỗi như ngẫu nhiên hoá, mã hoá sửa lỗi Reed Solomon,mã xoắn tỉ lệ mã từ 1/2 đến 7/8, làm tăng độ tin cậy kết nối với hoạt động phân loại sóng mang và tăng công suất qua khoảng cách xa hơn. Ngoài ra WiMAX còn cho phép sử dụng công nghệ TDD và FDD cho việc phân chia truyền dẫn hướng lên và hướng xuống. 1.3.1.3 Lớp MAC dựa trên nền OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access- truy nhập OFDM) Độ rộng băng tần của WiMAX từ 5MHZ đến trên 20MHz được chia nhỏ thành nhiều băng con 1.75Mhz, mỗi băng con này được chia nhỏ hơn nhờ kĩ thuật OFDM, cho phép nhiều thuê bao truy cập đồng thời một hay nhiều kênh một cách linh hoạt, đảm bảo hiệu quả sử dụng băng thông.OFDMA cho phép thay đổi tốc độ dữ liệu để SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 3 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX phù hợp với băng thông tương ứng nhờ thay đổi số mức FFT ở lớp vật lí; ví dụ một hệ thống WiMAX dùng biến đổi FFT lần lượt là: 128 bit, 512 bit, 1048 bit tương ứng với băng thông kênh truyền là: 1.25MHz, 5MHz, 10MHz; nhờ vậy sẽ dễ dàng hơn cho user kết nối giữa các mạng có băng thông kênh truyền khác nhau. 1.3.1.4 Chuẩn cho truy cập vô tuyến cố định và di động tương lai • WiMAX do diễn đàn WiMAX đề xuất và phát triển dựa trên nền 802.16, tập chuẩn về hệ thống truy nhập vô tuyến băng rộng cho di động và cố định của IEEE, nên các sản phẩm, thiết bị phần cứng sẽ do diễn đàn WiMAX chứng nhận phù hợp, tương thích ngược với HiperLAN của ETSI cũng như Wi-Fi. • Hỗ trợ các kĩ thuật anten: phân tập thu phát, mã hoá không gian, mã hoá thời gian. • Hỗ trợ kĩ thuật hạ tầng mạng trên nền IP : QoS (trong các dịch vụ đa phương tiện, thoại), ARQ (giúp bảo đảm độ tin cậy kết nối), …. 1.3.2 Một số nhược điểm của công nghệ WiMAX • Dải tần WiMAX sử dụng không tương thích tại nhiều quốc gia, làm hạn chế sự phổ biến công nghệ rông rãi. • Do công nghệ mới xuất hiện gần đây nên vẫn còn một số lỗ hổng bảo mật. • Tuy được gọi là chuẩn công nghệ nhưng thật sự chưa được “chuẩn” do hiện giờ đang sử dụng gần 10 chuẩn công nghệ khác nhau. Theo diễn dàn WiMAX chỉ mới có khoảng 12 hãng phát triển chuẩn WiMAX được chứng nhận bao gồm : Alvarion, Selex Communication, Airspan, Proxim Wilreless, Redline, Sequnas, Siemens, SR Telecom, Telsim, Wavesat, Aperto, Axxcelera. • Về giá thành: Dù các hãng, tập đoàn sản xuất thiết bị đầu cuối (như Intel, Alcatel, Alvarion, Motorola…) tham gia nghiên cứu phát triển nhưng giá thành vẫn còn rất cao. • Công nghệ này khởi xướng từ nước Mỹ, nhưng thực sự chưa có thông tin chính thức nào đề cập đến việc Mỹ sử dụng WiMAX như thế nào, khắc phục SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 4 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX hậu quả sự cố ra sao. Ngay cả ở Việt Nam,VNPT ( với nhà thầu nước ngoài là Motorola, Alvarion) cũng đã triển khai ở một số tỉnh miền núi phía Bắc, cụ thể là ở Lào Cai nhưng cũng chỉ giới hạn là các điểm truy cập Internet tại Bưu điện tỉnh, huyện chứ chưa có những kết luận chính thức về tính hiệu quả đáng kể của hệ thống. 1.4 Cấu trúc của WiMAX Về cấu trúc phân lớp, hệ thống WiMAX được phân chia thành 4 lớp: • Lớp con tiếp ứng (convergence) làm giữ vai trò giao diện giữa lớp đa truy nhập và các lớp bên trên. • Lớp đa truy nhập ( MAC layer). • Lớp truyền dẫn (transmission). • Lớp vật lý (physical layer) Các lớp này tương đương với 2 lớp dưới cùng cùng của mô hình OSI,được tiêu chuẩn hoá để giao tiếp với nhiều ứng dụng lớp trên. 1.4.1 Các đặc tính của lớp vật lý ( PHY) Có 3 kiểu lớp vật lý ( PHY) được đưa ra trong chuẩn 802.16 : • WirelessMAN PHY SC: Sử dụng điều chế đơn sóng mang. • WirelessMAN PHY OFDM 256 điểm FFT: Sử dụng ghép kênh phân chia theo tần số trực giao có 256 điểm biến đổi Fourier nhanh (FFT). Điều này là bắt buộc cho các băng tần được miễn cấp phép. • WirelessMAN PHY OFDMA 2048 điểm FFT: Sử dụng đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao có 2048 điểm FFT. Đa truy nhập được sử dụng bằng cách gửi một tập con nhiều sóng mang cho các máy thu riêng biệt. SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 5 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX 1.4.2 Các đặc tính của lớp truy nhập (MAC) Convergence MAC Layer Physical Layer MAC Layer Tranmission Physical Layer Mô hình OSI Kiến trúc phân lớp của WiMAX Hình 1.4 Phân lớp của WiMAX so với mô hình OSI Chuẩn 802.16 của IEEE đưa ra cùng một lớp MAC cho tất cả lớp PHY (đơn sóng mang, 256 OFDM, 2048 OFDMA). Lớp MAC này là kết nối được định hướng điểm - đa điểm.Hoạt động truy nhập kênh ở lớp MAC của WiMax hoàn toàn khác so với WiFi. WiMax hỗ trợ phương pháp truyền song công FDD và TDD sử dụng kỹ thuật truy nhập TDMA/OFDMA. Ưu điểm của phương pháp này là nó cho phép linh động thay đổi độ rộng băng tần lên hoặc xuống, dẫn đến có thể thay đổi tốc độ phát (Upload) hoặc thu (Download) dữ liệu chứ không phải là cố định như trong ASDL hay CDMA 1.5 Các dải tần áp dụng 1.5.1 Các dải tần cấp phép 11-66 GHz Dải tần từ 11-66 GHz hoạt động trong các môi trường vật lý có bước sóng ngắn,tầm nhìn thẳng (LOS) và ảnh hưởng của đa đường là không đáng kể. Thông thường, độ rộng băng tần của kênh trong dải tần này là 25 MHz hoặc 28 MHz.Ở dải tần này, giao diện vô tuyến áp dụng kiểu điều chế sóng mang đơn WirelessMAN SC 1.5.2 Các dải tần cấp phép dưới 11 GHz SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 6 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX Các tần số dưới 11 GHz hoạt động trong các môi trường vật lý có bước sóng lớn hơn,điều kiện LOS là không cần thiết và có thể chấp nhận đa đường lớn hơn. Nó có khả năng hỗ trợ LOS gần và NLOS Giao diện Khả năng áp dụng Các tuỳ chọn Phương thức song công WirelessMAN-SCTM 11-66 GHz WirelessMAN-SCaTM Các băng tần dưới AAS, ARQ, TDD, FDD 11GHz được cấp STC phép WirelessMANOFDMTM Các băng tần dưới AAS, ARQ, TDD, FDD 11GHz được cấp Mesh, STC phép WirelessMANOFDMA Các băng tần dưới AAS, ARQ, TDD, FDD 11GHz được cấp STC phép TDD, FDD WirelessHUMANTM Các băng tần dưới 11 AAS, ARQ, TDD GHz được miễn cấp Mesh, STC phép Bảng 1.1 Đặc tính của các giao diện vô tuyến 1.5.3 Các dải tần được miễn cấp phép dưới 11 GHz (chủ yếu từ 5-6 GHz) Đây là băng tần được nhiều nước cho phép sử dụng không cần cấp phép và với công suất tới cao hơn so với các đoạn băng tần khác trong dải 5GHz (5125-5250 MHz ), thường được sử dụng trong các ứng dụng trong nhà. Băng tần này thích hợp để triển khai WiMax cố định, độ rộng kênh là 10 MHz 1.6 Ứng dụng của WiMAX Đối với các doanh nghiệp, WiMAX cho phép truy cập băng rộng với chi phí hợp lý. Vì phần lớn các doanh nghiệp sẽ không được chia thành khu vực để có đường cáp, lựa chọn duy nhất của họ đối với dịch vụ băng rộng là từ các nhà cung cấp viễn thông địa phương. Điều này dẫn tới sự độc quyền. Các doanh nghiệp sẽ được hưởng lợi từ việc triển khai các hệ thống WiMAX, nhờ tạo ra sự cạnh tranh SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 7 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX mới trên thị trường,giảm giá và cho phép các doanh nghiệp thiết lập mạng riêng của mình. Điều này đặc biệt phù hợp đối với các ngành như khí đốt, mỏ, nông nghiệp, vận tải, xây dựng và các ngành khác nằm ở những vị trí xa xôi, hẻo lánh. Đối với người sử dụng là hộ gia đình ở những vùng nông thôn (nơi dịch vụ DSL và cáp chưa thể vươn tới), WiMAX mang lại khả năng truy cập băng rộng. Điều này đặc biệt phù hợp ở các nước đang phát triển nơi mà hạ tầng viễn thông truyền thống vẫn chưa thể tiếp cận. Công nghệ WiMAX cách mạng hoá phương pháp truyền thông. Nó cung cấp hoàn toàn tự do cho những người thường xuyên di chuyển, cho phép họ lưu lại kết nối thoại, dữ liệu và các dịch vụ hình ảnh. WiMAX cho phép ta đi từ nhà ra xe, sau đó đi đến công sở hoặc bất cứ nơi nào trên thế giới, hoàn toàn không có đường nối. 1.6.1 Các mạng riêng Các mạng riêng, được dùng dành riêng cho một tổ chức, cơ quan hoặc cơ sở kinh doanh, cung cấp các liên kết thông tin chuyên dụng đảm bảo chuyển giao tin cậy thoại, dữ liệu và hình ảnh. Triển khai đơn giản và nhanh thường được ưu tiên cao, và các cấu hình tiêu biểu là điểm tới điểm hoặc điểm tới đa điểm. 1.6.1.1 Chuyển về các nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến Các nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến (WSPs) sử dụng thiết bị WiMAX để chuyển lưu lượng từ trạm gốc về các mạng truy cập của họ 1.6.1.2 Các mạng giáo dục Các ban phụ trách trường học có thể sử dụng mạng WiMAX để kết nối các trường với trụ sở ban trong một quận (huyện).Một số yêu cầu chính cho hệ thống trường học là NLOS, độ rộng băng tần cao (>15 Mbps), khả năng điểm tới điểm điểm tới đa điểm, và độ phủ rộng. Các mạng giáo dục dựa vào WiMAX sử dụng QoS, có thể thực hiện đầy đủ các yêu cầu thông tin liên lạc, bao gồm hệ thống thoại, hoạt động dữ liệu (như các báo cáo của sinh viên), email, truy cập internet, intranet (dữ liệu), giáo dục từ xa (hình ảnh) giữa trụ sở ban và tất cả các trường trong vùng; giữa các trường với nhau. SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 8 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX Giải pháp WiMAX cung cấp vùng phủ rộng, làm cho nó có lợi nhuận, đặc biệt cho các trường ở nông thôn không có hoặc có ít cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc, bị phân tán khắp nơi. Khi ban phụ trách trường học sở hữu, vận hành các mạng riêng, họ có thể đáp ứng lại những thay đổi về vị trí và cách bố trí các tiện nghi của họ. Điều này giảm đáng kể chi phí vận hành các tuyến thuê hàng năm. 1.6.1.3 An ninh công cộng Các cơ quan an ninh công cộng của chính phủ, như: cảnh sát, cứu hoả, tìm kiếm và cứu hộ, có thể sử dụng các mạng WiMAX để hỗ trợ đáp lại những tình huống cấp cứu và tình trạng khẩn cấp khác. Ngoài ra còn cung cấp truyền thông thoại hai chiều giữa trung tâm giải quyết nhanh và các đội đáp lại tình trạng khẩn cấp, mạng tiếp sóng các hình ảnh video, dữ liệu từ địa điểm vụ tai nạn hoặc thảm họa tới trung tâm điều khiển 1.6.1. 4 Các phương tiện liên lạc xa bờ Các nhà sản xuất ga, dầu có thể sử dụng thiết bị WiMAX để cung cấp các tuyến nối thông tin liên lạc từ các phương tiện trên mặt đất tới các giàn khoan dầu, các bệ khoan, để hỗ trợ các hoạt động từ xa, các phương tiện liên lạc cơ bản và ninh,giám sát video. Các phương tiện liên lạc cơ bản gồm: điện thoại, email, truy cập internet, trao đổi video. 1.6.2 Các mạng công cộng Trong mạng công cộng,các tài nguyên được truy cập, chia sẻ với những người sử dụng khác nhau, gồm cả các hãng kinh doanh và các cá nhân riêng biệt. Nói chung mạng công cộng yêu cầu lợi nhuận qua việc cung cấp vùng phủ song khắp nơi, vì vị trí của người sử dụng hoặc là cố định hoặc có thể dự đoán được. Các ứng dụng chính của mạng công cộng là truyền thông thoại và dữ liệu, mặc dù truyền thông video đang trở nên phổ biến hơn. An ninh là một yêu cầu then chốt, vì nhiều người sử dụng cùng chia sẻ một mạng. Hỗ trợ kèm theo VLAN và mã hoá dữ liệu là giải pháp an ninh được sử dụng. SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 9 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX 1.6.2.1 Nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến truy cập mạng Các nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến (WSPs) sử dụng mạng WiMAX để cung cấp kết nối tới cả khu dân cư (thoại, dữ liệu và video) và hãng kinh doanh (chủ yếu là thoại và internet) WSP có thể là một CLEC (các nhà cung cấp tổng đài nội hạt cạnh trạnh) mà bắt đầu việc kinh doanh với ít hoặc không có cơ sở hạ tầng được lắp đặt. Vì WiMAX rất dễ để triển khai, nên CLEC có thể lắp đặt mạng nhanh chóng và ở vào thế cạnh tranh với ILEC (nhà cung cấp sóng mang tổng đài nội hạt). Kỹ thuật QoS gắn liền với WiMAX rất phù hợp với hỗn hợp lưu lượng được mang bởi CLEC. QoS MAC cũng đưa ra dịch vụ đa mức để cung cấp cho các nhu cầu dịch vụ khác nhau của khách hàng. Hỗ trợ nhiều loại dịch vụ cho phép các luồng thu nhập khác nhau, tuy nhiên nó giảm chi phí thu được từ khách hàng, và tăng ARPU (thu nhập trung bình trên mỗi người sử dụng). WSP chỉ cần một hệ thống quảng cáo và một cơ sở dữ liệu khách hàng. 1.6.2.2 Kết nối nông thôn Các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng WiMAX để phát triển dịch vụ cho các thị trường ít được quan tâm trong các vùng nông thôn, vùng ngoại ô của các thành phố Sự phân phát kết nối nông thôn là vấn đề then chốt trong các nước đang phát triển và các vùng ít được quan tâm của những nước phát triển, mà ở đó không có hoặc có rất ít cơ sở hạ tầng có giá trị. Kết nối thông thôn chủ yếu cung cấp dịch vụ internet và điện thoại. Vì WiMAX cung cấp vùng phủ rộng nên đây là một giải pháp mang lại lợi nhuận nhiều nhất SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 10 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX CHƯƠNG 2 KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ OFDM 2.1 Giới thiệu kỹ thuật điều chế OFDM 2.1.1 Khái niệm Kỹ thuật điều chế OFDM, về cơ bản, là một trường hợp đặc biệt của phương pháp điều chế FDM, chia luồng dữ liệu thành nhiều đường truyền băng hẹp trong vùng tần số sử dụng, trong đó các sóng mang con (hay sóng mang phụ, sub-carrier) trực giao với nhau. Do vậy, phổ tín hiệu của các sóng mang phụ này được phép chồng lấn lên nhau mà phía đầu thu vẫn khôi phục lại được tín hiệu ban đầu. Sự chồng lấn phổ tín hiệu này làm cho hệ thống OFDM có hiệu suất sử dụng phổ lớn hơn nhiều so với các kĩ thuật điều chế thông thường. Hình 2.1: So sánh giữa FDMA và OFDM Số lượng các sóng mang con phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ rộng kênh và mức độ nhiễu. Con số này tương ứng với kích thước FFT. Chuẩn giao tiếp vô tuyến 802.16d (2004) xác định 256 sóng mang con tương ứng FFT 256 điểm, hình thành chuẩn Fixed WiMAX, với độ rộng kênh cố định.Chuẩn giao tiếp 802.16e (2005) cho phép kích cỡ FFT từ 512 đến 2048 phù hợp với độ rộng kênh 5MHz đến 20MHz, hình thành chuẩn Mobile WiMAX (Scalable OFDMA ), để duy trì tương đối khoảng thời gian không đổi của các kí hiệu và khoảng dãn cách giữa các sóng mang với độ rộng kênh. SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 11 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX 2.1.2 Các ưu và nhược điểm của kĩ thuật OFDM Ngoài ưu điểm tiết kiệm băng thông kênh truyền kể trên, OFDM còn có một số ưu điểm sau đây : • Hệ thống OFDM có thể loại bỏ hiện tượng nhiễu xuyên kí hiệu ISI (InterSymbol Interference) nếu độ dài chuỗi bảo vệ (guard interval) lớn hơn độ trễ truyền dẫn lớn nhất của kênh truyền. • OFDM phù hợp cho việc thiết kế hệ thống truyền dẫn băng rộng. • Cấu trúc máy thu đơn giản. Tuy nhiên, bên cạnh đó, OFDM cũng có một số nhược điểm sau : • Việc sử dụng chuỗi bảo vệ giúp giảm hiện tượng ISI do phân tập đa đường nhưng chuỗi bảo vệ không mang thông tin có ích, chiếm một phần băng thông của đường truyền làm giảm hiệu suất đường truyền. • Do yêu cầu về tính trực giao giữa các sóng mang phụ nên hệ thống OFDM khá nhạy cảm với hiệu ứng Dopler, dịch tần (frequency offset) và dịch thời ( time offset) do sai số đồng bộ. • Đường bao biên độ của tín hiệu phía phát không bằng phẳng, gây ra méo phi tuyến ở các bộ khuếch đại công suất ở đầu phát và đầu thu. 2.2 Nguyên lý điều chế OFDM 2.2.1 Sự trực giao của hai tín hiệu Nếu ký hiệu các sóng mang con được dùng trong hệ thống OFDM là s i(t) và sj(t). Để đảm bảo tính trực giao cho OFDM, các hàm sin của sóng mang con phải thỏa mãn điều kiện sau : 1 T t s +T * ∫ si ( t )⋅ s j ( t ) dt = ts k, 0, i=j i≠j (2.1) Trong đó : e(j2пk∆ft) , k=1,2,….,N sk (t) = SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 0 (2.2) , k khác Page 12 Báo Cáo Thực Tập Δf= Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX 1 là khoảng cách tần số giữa hai sóng mang con, T là thời gian ký hiệu, N T là số các sóng mang con, N.Δf là băng thông truyền dẫn và ts là dịch thời gian. Dấu “*” trong công thức (2.1) chỉ sự liên hợp phức.Ví dụ: nếu tín hiệu là sin(mx) với m = 1,2…. thì nó trực giao trong khoảng từ -π đến π. 2.2.2 Sơ đồ điều chế ai , + L d k ,+ L Xung cơ sở X ejL ω s t ai ,n d k ,n { al } ai , − L d k ,− L Xung cơ sở m,(t) X m(t) ejn ω s t Xung cơ sở X e- jL ω s t Hình 2.4 Bộ điều chế OFDM Giả sử băng thông hệ thống là B chia thành Nc kênh con, với chỉ số kênh con là n, n ∈ { − L,− L + 1,...,−1,0,1,..., L − 1, L} , nên NFFT=2L+1. Dòng dữ liệu đầu vào { al } chia thành NFFT dòng song song với tốc độ dữ liệu giảm đi N FFT lần thông qua bộ chia nối tiếp/song song. Dòng bit trên mỗi luồng song song { al } lại được điều chế thành mẫu của tín hiệu phức đa mức d k ,n , n là chỉ số song mang phụ, i là chỉ số khe thời gian tương ứng với Nc bit song song sau khi qua bộ S/P, k là chỉ số khe thời gian ứng với Nc mẫu tín hiệu phức.Các mẫu tín hiệu phát d k ,n được nhân với xung SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 13 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX cơ sở để giới hạn phổ của mỗi sóng mang, sau đó được dịch tần lên đến kênh con tương ứng bằng việc nhân với hàm phức ejL ω s t , làm các tín hiệu trên các sóng mang trực giao nhau. Tín hiệu sau khi nhân với xung cơ sở và dịch tần cộng lại qua bộ tổng và cuối cùng được biểu diễn như sau +L ∑d ’ m k(t)= m=− L k ,n S ' (t − kT )e jωs t (2.3) Tín hiệu này được gọi là mẫu tín hiệu OFDM thứ k, biễu diễn tổng quát tín hiệu OFDM sẽ là ∞ m(t)= ∑m k = −∞ ' k ∞ (t ) = +L ∑ ∑d k = −∞ m=− L k ,n S ' (t − kT )e jωs t (2.4) Trước khi phát đi thì tín hiệu OFDM được chèn thêm chuỗi bảo vệ để chống nhiễu xuyên kí hiệu ISI. Phép điều chế OFDM có thể thực hiện được thông qua phép biến đổi IDFT và phép giải điều chế OFDM có thể thực hiện được bằng phép biến đổi DFT. Thay vì sử dụng IDFT người ta có thể sử dụng phép biến đổi nhanh IFFT cho bộ điều chế OFDM, sử dụng FFT cho bộ giải điều chế OFDM. Điều chế OFDM bằng phương pháp biến đổi ngược Fourrier nhanh cho phép một số lượng lớn các sóng mang con với độ phức tạp thấp. 2.2.3 Thực hiện bộ điều chế bằng thuật toán IFFT Tín hiệu sau bộ giải điều chế OFDM khi chuyển đổi tương tự thành số, luồng tín hiệu trên được lấy mẫu với tần số lấy mẫu t a= 1 TS 1 = = B N FFT N FFT (2.5) Ở tại thời điểm lấy mẫu t=kT+lta,, S’(t-kT) =S0, do vậy (2.3) viết lại : +L ∑d m’k(kTs+lta) = S0 n=− L SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 k ,n e jnωs ( kTS +lta ) Page 14 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX +L ∑d = Do ωSkTS = 2 πf S k S0 n = − L k ,n . e jnωs kTS .e jnωS lta (2.6) 1 = 2kπ e jnωS kTS = 1 fS , kết quả Tương tự như vậy, với e jnω lt = e jn 2πf S S a 1 f S N FFT =e +L ∑d m’k(kTs+lta)=S0 n=− L k ,n e j 2π nl N FFT j 2π , (2.6) được viết lại: nl N FFT (2.7) Phép biểu diễn (2.7) trùng với phép biến đổi IDFT. Do vậy bộ điều chế OFDM có thể thực hiện một cách dễ dàng bằng phép biến đổi IDFT. 2.2.4 Chuỗi bảo vệ trong hệ thống OFDM Ưu điểm của phương pháp điều chế OFDM không chỉ thể hiện ở hiệu quả sử dụng băng thông mà còn có khả năng làm giảm hay loại trừ nhiễu xuyên kí hiệu ISI (Inter Symbol Interference) nhờ sử dụng chuỗi bảo vệ (Guard Interval- GI ). Một mẫu tín hiệu có độ dài là T S, chuỗi bảo vệ tương ứng là một chuỗi tín hiệu có độ dài TG ở phía sau được sao chép lên phần phía trước của mẫu tín hiệu như hình vẽ sau: GI Phần tín Phần hiệutín có hiệu ích có ích Hình 2.5 Chuỗi bảo vệ GI Do đó, GI còn được gọi là Cyclic Prefix (CP). Sự sao chép này có tác dụng chống lại nhiễu xuyên kí hiệu ISI do hiệu ứng phân tập đa đường. Ở phía máy thu sẽ gạt bỏ chuỗi bảo vệ trước khi gửi tín hiệu đến bộ giải điều chế OFDM.Do đó, điều kiện cần thiết để cho hệ thống OFDM không bị ảnh hưởng bởi ISI là: TG ≥τ MAX (2.8) với τMAX là trễ truyền dẫn tối đa của kênh. SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 15 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX Việc sử dụng chuỗi bảo vệ đảm bảo tính trực giao của các sóng mang con, do vậy đơn giản hoá cấu trúc bộ đánh giá kênh truyền, bộ cân bằng tín hiệu ở máy thu. Tuy nhiên, do chuỗi bảo vệ không mang thông tin có ích nên tăng phổ của tốc độ truyền nên phổ tín hiệu sẽ tăng, tiêu tốn băng thông, làm giảm hiệu suất sử dụng băng thông một lượng là: η= TS TS + TG (2.9) 2.2.5 Phép nhân với xung cơ bản Trong đa số các hệ thống vô tuyến, tín hiệu trước khi truyền đi đều được nhân với xung cơ bản. Mục đích chính là để giới hạn phổ tín hiệu phát sao cho phù hợp với độ rộng kênh truyền.Trong trường hợp độ rộng phổ tín hiệu lớn hơn độ rộng kênh truyền thì sẽ gây nhiễu xuyên kênh cho hệ thống khác. Trong OFDM, tín hiệu trước khi phát đi được nhân với xung cơ bản có bề rộng đúng bằng bề rộng của một mẫu tín hiệu OFDM, xung cơ bản thường là xung vuông hay xung chữ nhật. Sau khi chèn thêm chuỗi bảo vệ thì xung cơ bản kí hiệu là S(t) có độ rộng là TS + TG. S(t) -TG 0 TS T Hình 2.3 Xung cơ bản Trong thực tế xung cơ bản thường được sử dụng là bộ lọc cos nâng (Raise cosine filter). 2.3 Nguyên lý giải điều chế OFDM 2.3.1 Truyền dẫn phân tập đa đường Kênh truyền dẫn phân tập đa đường,về mặt toán học, được biểu hiện qua đáp ứng xung h(τ, t) và hàm truyền đạt H(j , t).Đối với đáp ứng xung, biến là trễ truyền SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 16 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX dẫn của kênh, là khoảng thời gian tín hiệu đi từ máy phát đến máy thu. Biến đổi Fourier của đáp ứng xung cho ta hàm truyền đạt của kênh ∞ H(jω,t) = ∫ h(τ , t )e − jωτ dτ (2.10) −∞ Giả sử không có AWGN, mối liên hệ giữa tín hiệu thu u(t), tín hiệu phát m(t) và đáp ứng xung: m(t) u(t) h(τ,t) H(jω,t) Hình 2.4 Mô hình kênh truyền Trong miền thời gian là tích chập của tín hiệu phát và đáp ứng xung của kênh: u(t) = m(t) * h(τ , t ) τ maz = ∫ h(τ , t )m(t − τ )dτ (2.11) 0 2.3.2 Nguyên tắc giải điều chế 2.3.2.1 Sơ đồ ^ X Giải điều chế ^ d k ,L a i,L ^ ^ e- jL ω s t u(t) X d k ,n Giải điều chế ejn ω s t X ^ Giải điều chế d k ,− L a i ,n ^  a l    ^ a i,− L ejL ω s t SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 17 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX Hình 2.5 Bộ thu tín hiệu OFDM Các bước thực hiện ở đây đều ngược lại so với phía máy phát. Tín hiệu thu sẽ được tách chuỗi bảo vệ, giải điều chế để khôi phục băng tần gốc, giải điều chế ở các sóng mang con, chuyển đổi mẫu tín hiệu phức thành dòng bít (tín hiệu số) và chuyển đổi song song sang nối tiếp (k-1)T kT (k-1)TS t kTS Hình 2.6 Tách chuỗi bảo vệ Sau khi tách chuỗi bảo vệ khỏi luồng tín hiệu u(t), luồng tín hiệu nhận được là: u’(kTS+t)=u(kT+t) (2.12) 2.3.2.2 Thực hiện giải điều chế bằng thuật toán FFT Giả thiết một mẫu tin OFDM Ts được chia thành N FFT mẫu tín hiệu, tín hiệu được lấy mẫu với chu kỳ lấy mẫu là ta. Khi đó độ rộng một mẫu là : ta = Ts N FFT (2.13) Sau khi lấy mẫu, tín hiệu nhân được sẽ trở thành luồng tín hiệu số: u’(t) => uk’(kTs + nta) , n=0,1,2,....,NFFT – 1 (2.14) ^ Mẫu tín hiệu sau khi giải điều chế d k ,l được biểu diễn dưới dạng số: ^ d k ,l ta = TS N FFT −1 ∑u n=0 ' k (kTS + nt a )e − jlωS ( kTS + nt a ) (2.15) Tách sự biểu diễn thành phần mũ thành tích hai thành phần (2.15) được viết lại dưới dạng: SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 18 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX ^ d k ,l = ta TS N FFT −1 ∑u n=0 Với ωS = 2π Mặt khác, ω S t a = 2π ' k (kTS + nt a )e − jlωS kTS e − jlωS nta (2.16) 1 , thì e − jlωS kTS = e − jlk 2π = 1 T 1 2π ta = nên (2.16) viết lại: TS N FFT ^ d k ,l = 1 N FFT N FFT −1 ∑u n=0 ' k (kTS + nt a )e − j 2πn / N FFT ( 2.17) Biểu thức trên chính là phép biễu diễn DFT với chiều dài NFFT. 2.4 Ứng dụng và hướng phát triển của kỹ thuật điều chế OFDM Ngày nay, kĩ thuật OFDM đã được tiêu chuẩn hoá là phương pháp điều chế cho các hệ thống phát thanh số như DAB (Digital Audio Broadcasting), DRM (Digital Radio Mondiale - hệ thống phát thanh số đường dài thay cho hệ thống AM), các hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T (Digital Video Broadcasting for Terrestrial Transmission Mode), DVB-H (Digital Video Broadcasting for Handheld) và ít người biết rằng sự nâng cao tốc độ đường truyền trong hệ thống ADSL là nhờ kĩ thuật OFDM.Nhờ kĩ thuật điều chế đa sóng mang và cho phép chồng lấn phổ giữa các sóng mang mà tốc độ truyền dẫn trong ADSL tăng lên đáng kể. Hãng NOKIA tuyên bố từ nay hãng sẽ tung ra thị trường khoảng 60 thiết bị sang trọng có tích hợp DVB-H . DVB-H đang có những ưu thế vượt trội của mình: Tiết kiệm năng lượng Pin tới 90%, thu tín hiệu trong môi trường di động tốt, tín hiệu được đóng gói dạng IP và truyền tín hiệu dưới dạng quảng bá tới các máy điện thoại di động. Bởi vậy ứng dụng công nghệ quảng bá DVB-H cho đường xuống (downlink) của các máy điện thoại trong mạng di động dường như là một giải pháp mang tính đột phá mà các thế hệ mạng viễn thông 2G (GSM); 2,5G (GPRS) và 3G (UMTS) hiện nay chưa thể khắc phục ngay được. Đó là không bị hạn chế về băng thông khi tại cùng một thời điểm số thuê bao sử các dụng dịch vụ truyền hình trực tuyến tăng vọt. SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 19 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX CHƯƠNG 3 KỸ THUẬT OFDMA TRONG WiMAX 3.1 Giới thiệu kỹ thuật OFDMA OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access - Đa truy nhập phân tần trực giao ) là một công nghệ đa sóng mang phát triển dựa trên nền kĩ thuật OFDM. Trong OFDMA, một số các sóng mang con, không nhất thiết phải nằm kề nhau, được gộp lại thành một kênh con (sub-channel) và các user khi truy cập vào tài nguyên sẽ được cấp cho một hay nhiều kênh con để truyền nhận tùy theo nhu cầu lưu luợng cụ thể. 3.2 Đặc điểm OFDMA có một số ưu điểm như là tăng khả năng linh hoạt, thông lượng và tính ổn định đươc cải thiện.Việc ấn định các kênh con cho các thuê bao cụ thể, việc truyền nhận từ một số thuê bao có thể xảy ra đồng thời mà không cần sự can thiệp nào, do đó sẽ giảm thiểu những tác động như nhiễu đa truy xuất (Multi access Interfearence- MAI) SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 20 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX Hình 3.1 ODFM và OFDMA 3.3 OFDMA nhảy tần Trong OFDMA, mỗi người sử dụng đều có một sự sắp đặt cố định (fix set) cho sóng mang. Có thể dễ dàng cho phép nhảy các sóng mang phụ theo khe thời gian như được mô tả trong hình. Việc cho phép nhảy với các mẫu nhảy khác nhau cho mỗi user làm biến đổi thực sự hệ thống OFDM trong hệ thống CDMA nhảy tần. Điều này có lợi là tính phân tập theo tần số tăng lên bởi vì mỗi user dùng toàn bộ băng thông có sẵn cũng như là có lợi về xuyên nhiễu trung bình, điều rất phổ biến đối với các biến thể của CDMA. Bằng cách sử dụng mã sửa lỗi hướng đi (Forward Error Correcting - FEC) trên các bước nhảy, hệ thống có thể sửa cho các sóng mang phụ khi bị fading sâu hay các sóng mang bị xuyên nhiễu bởi các user khác. Do đặc tính xuyên nhiễu và fading thay đổi với mỗi bước nhảy, hệ thống phụ thuộc vào năng lượng tín hiệu nhận được trung bình hơn là phụ thuộc vào user và năng lượng nhiễu trong trường hợp xấu nhất. Ưu điểm cơ bản của hệ thống OFDMA nhảy tần hơn hẳn các hệ thống DSCDMA và MC-CDMA là tương đối dễ dàng loại bỏ được xuyên nhiễu trong một tế bào bằng cách sử dụng các mẫu nhảy trực giao trong một tế bào. SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 21 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX 3.4 Hệ thống OFDMA Điềuchế băng tần gốc Chèn ký tự dẫn đường IFFT Chèn GI DAC Hình 3.2: Tổng quan hệ thống sử dụng OFDMA Kênh truyền Nguồn tín hiệu làm một bít được điều chế ở băng tần cơ sở thông qua các phương pháp điều chế như QPSK ,M- QAM… Tín hiệu dẫn đường (bản tin dẫn Giải điều chế Cân bằng đường, kênh hoa tiêu - pilot tínGI hiệu, sauDAC đó được IFFT vào nguồn Tách băng tần gốc kênhsymbol) được chèn điều chế thành tín hiệu OFDM thông qua biến đổi IFFT và chèn chuỗi bảo vệ GI. Luồng tín hiệu số được chuyển thành tín hiệu tương Tách ký tựtự trước khi truyền trên kênh dẫn đường vô tuyến qua anten phát. Tín hiệu này sẽ bị ảnh hưởng bởi fading và nhiễu trắng AWGN( Addictive White Gaussian Noise ). Khôibiết phụctrước ở phía phát và phía thu, Tín hiệu dẫn đường là mẫu tín hiệu được kênh truyền được phát kèm với tín hiệu có ích nhằm khôi phục kênh truyền và đồng bộ hệ thống. Hình 3.3 Mẫu tín hiệu dẫn đường trong OFDMA Phía máy thu sẽ thực hiện ngược lại so với máy phát. Để khôi phục tín hiệu phát thì hàm truyền phải được khôi phục nhờ vào mẫu tin dẫn đường đi kèm. Tín hiệu nhận được sau khi giải điều chế OFDM được chia làm hai luồng tín hiệu. Luồng thứ nhất là tín hiệu có ích được đưa đến bộ cân bằng kênh. Luồng thứ hai là SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 22 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX mẫu tin dẫn đường được đưa vào bộ khôi phục kênh truyền, sau đó lại được đưa đến bộ cân bằng kênh để khôi phục lại tín hiệu ban đầu. Đối với kênh hướng xuống : Hình 3.4 OFDMA downlink Đối với kênh hướng lên : Hình 3.5 OFDMA uplink Khi cấp sóng mang cho các user, OFDMA tạo ra một dãy cơ bản các sóng mang rồi thực hiện dịch vòng dãy khi cấp cho các user khác nhau. 3.4.1 Chèn chuỗi dẫn đường ở miền tần số và miền thời gian SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 23 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX t f Hình 3.6 Chèn chuỗi dẫn đường trong miền tần số và thời gian Mẫu tin dẫn đường có thể được chèn cùng với mẫu tin có ích ở cả miền tần số và miền thời gian như trên hình. Tuy nhiên khoảng cách giữa hai mẫu tín hiệu dẫn đường liên tiếp nhau tuân theo quy luật lấy mẫu cả ở miền tần số và miền thời gian. Ở miền tần số, sự biến đổi kênh vô tuyến phụ thuộc thời gian trễ truyền dẫn lớn nhất của kênh τmax (maximum propagation delay or delay spread). Với r f là tỉ số lấy mẫu (oversampling) ở miền tần số, fs là khoảng cách liên tiếp giữa hai sóng mang con, khoảng cách giữa hai mẫu tin dẫn đường ở miền tần số D f phải thoả mãn điều kiện sau: rf = 1 ≥1 D f f Sτ max (3.1) Tỉ số lấy mẫu tối thiểu ở miền tần số r f phải là 1. Tỉ số này có thể lớn hơn 1, khi đó, số mẫu tin dẫn đường nhiều hơn mức cần thiết và kênh truyền được lấy mẫu vượt mức (oversampling). Trong trường hợp khoảng cách giữa hai mẫu tin dẫn đường không thỏa mãn điều kiện lấy mẫu như trên, r f [...]...Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX CHƯƠNG 2 KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ OFDM 2.1 Giới thiệu kỹ thuật điều chế OFDM 2.1.1 Khái niệm Kỹ thuật điều chế OFDM, về cơ bản, là một trường hợp đặc biệt của phương pháp điều chế FDM, chia luồng dữ liệu thành nhiều đường truyền băng hẹp trong vùng tần số sử dụng, trong đó các sóng mang con (hay... vì sử dụng IDFT người ta có thể sử dụng phép biến đổi nhanh IFFT cho bộ điều chế OFDM, sử dụng FFT cho bộ giải điều chế OFDM Điều chế OFDM bằng phương pháp biến đổi ngược Fourrier nhanh cho phép một số lượng lớn các sóng mang con với độ phức tạp thấp 2.2.3 Thực hiện bộ điều chế bằng thuật toán IFFT Tín hiệu sau bộ giải điều chế OFDM khi chuyển đổi tương tự thành số, luồng tín hiệu trên được lấy mẫu... quan trọng của điều chế thích nghi là khả năng tăng dải sử dụng của nguyên lý điều chế ở mức độ cao hơn, do đó hệ thống có tính mềm dẻo đối với tình trạng fading thực tế SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 25 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX OFDM Cells (64 mode) OFDMA Cell (2k mode) 64QAM users 16QAM users QPSK users Hình 3.7 Điều chế thích nghi Kỹ thuật điều chế và mã hoá thích... 3.4.2 Điều chế thích nghi Điều chế thích nghi (adaptive modulation) cho phép hệ thống điều chỉnh nguyên lý điều chế tín hiệu theo tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) của đường truyền vô tuyến Khi đường truyền vô tuyến có chất lượng cao, nguyên lý điều chế cao nhất được sử dụng làm tăng thêm dung lượng hệ thống Trong quá trình suy giảm tín hiệu, hệ thống WiMAX có thể chuyển sang một nguyên lý điều chế thấp... FFT −1 ∑u n=0 ' k (kTS + nt a )e − j 2πn / N FFT ( 2.17) Biểu thức trên chính là phép biễu diễn DFT với chiều dài NFFT 2.4 Ứng dụng và hướng phát triển của kỹ thuật điều chế OFDM Ngày nay, kĩ thuật OFDM đã được tiêu chuẩn hoá là phương pháp điều chế cho các hệ thống phát thanh số như DAB (Digital Audio Broadcasting), DRM (Digital Radio Mondiale - hệ thống phát thanh số đường dài thay cho hệ thống AM),... hệ thống sử dụng OFDMA Kênh truyền Nguồn tín hiệu làm một bít được điều chế ở băng tần cơ sở thông qua các phương pháp điều chế như QPSK ,M- QAM… Tín hiệu dẫn đường (bản tin dẫn Giải điều chế Cân bằng đường, kênh hoa tiêu - pilot tínGI hiệu, sauDAC đó được IFFT vào nguồn Tách băng tần gốc kênhsymbol) được chèn điều chế thành tín hiệu OFDM thông qua biến đổi IFFT và chèn chuỗi bảo vệ GI Luồng tín hiệu... Tín hiệu này được gọi là mẫu tín hiệu OFDM thứ k, biễu diễn tổng quát tín hiệu OFDM sẽ là ∞ m(t)= ∑m k = −∞ ' k ∞ (t ) = +L ∑ ∑d k = −∞ m=− L k ,n S ' (t − kT )e jωs t (2.4) Trước khi phát đi thì tín hiệu OFDM được chèn thêm chuỗi bảo vệ để chống nhiễu xuyên kí hiệu ISI Phép điều chế OFDM có thể thực hiện được thông qua phép biến đổi IDFT và phép giải điều chế OFDM có thể thực hiện được bằng phép biến... h(τ , t )m(t − τ )dτ (2.11) 0 2.3.2 Nguyên tắc giải điều chế 2.3.2.1 Sơ đồ ^ X Giải điều chế ^ d k ,L a i,L ^ ^ e- jL ω s t u(t) X d k ,n Giải điều chế ejn ω s t X ^ Giải điều chế d k ,− L a i ,n ^  a l    ^ a i,− L ejL ω s t SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 17 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX Hình 2.5 Bộ thu tín hiệu OFDM Các bước thực hiện ở đây đều ngược lại so với... (UMTS) hiện nay chưa thể khắc phục ngay được Đó là không bị hạn chế về băng thông khi tại cùng một thời điểm số thuê bao sử các dụng dịch vụ truyền hình trực tuyến tăng vọt SVTH : Dương Anh Nhật ĐT 7 – K50 Page 19 Báo Cáo Thực Tập Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX CHƯƠNG 3 KỸ THUẬT OFDMA TRONG WiMAX 3.1 Giới thiệu kỹ thuật OFDMA OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access - Đa truy nhập... giải điều chế để khôi phục băng tần gốc, giải điều chế ở các sóng mang con, chuyển đổi mẫu tín hiệu phức thành dòng bít (tín hiệu số) và chuyển đổi song song sang nối tiếp (k-1)T kT (k-1)TS t kTS Hình 2.6 Tách chuỗi bảo vệ Sau khi tách chuỗi bảo vệ khỏi luồng tín hiệu u(t), luồng tín hiệu nhận được là: u’(kTS+t)=u(kT+t) (2.12) 2.3.2.2 Thực hiện giải điều chế bằng thuật toán FFT Giả thiết một mẫu tin OFDM ... quan công nghệ WiMAX CHƯƠNG KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ OFDM 2.1 Giới thiệu kỹ thuật điều chế OFDM 2.1.1 Khái niệm Kỹ thuật điều chế OFDM, bản, trường hợp đặc biệt phương pháp điều chế FDM, chia luồng liệu... giải điều chế OFDM Điều chế OFDM phương pháp biến đổi ngược Fourrier nhanh cho phép số lượng lớn sóng mang với độ phức tạp thấp 2.2.3 Thực điều chế thuật toán IFFT Tín hiệu sau giải điều chế OFDM. .. WiMAX OFDM Cells (64 mode) OFDMA Cell (2k mode) 64QAM users 16QAM users QPSK users Hình 3.7 Điều chế thích nghi Kỹ thuật điều chế mã hoá thích nghi ưu việt OFDM cho phép tối ưu hoá mức điều chế