Đồng bộ trong hệ thống overlay cognitive

Đồng bộ trong hệ thống overlay cognitive

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Điểm: (bằng chữ ……………… ) Ngày … tháng … năm …… Giáo viên hướng dẫn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Điểm: (bằng chữ ……………… ) Ngày … tháng … năm …… Giáo viên phản biện Đồ án tốt nghiệp Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô giáo TH.S Phạm Thị Thúy Hiền, tận tình hướng dẫn em suốt trình viết đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn nhà trường tạo điều kiện giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Cảm ơn thầy cô khoa Viễn Thông thầy cô khác Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông truyền đạt kiến thức năm học tập trường Với vốn kiến thức tiếp thu trình học tập không tảng cho trình nghiên cứu đồ án mà hành trang quý báu để em bước vào đời cách vững tự tin Em xin cảm ơn gia đình bạn bè động viên khích lệ, tạo điều kiện tốt trình học tập, trình thực hiện đồ án Mặc dù em cố gắng nhiều chắn đồ án nhiều thiếu sót Em mong thầy cô tiếp tục bảo giúp đỡ thêm để đồ án ngày hoàn thiện Vũ Văn Minh – D09VT5 i Đồ án tốt nghiệp Vũ Văn Minh – D09VT5 Lời cảm ơn ii Đồ án tốt nghiệp Mục lục MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH VẼ v THUẬT NGỮ VIẾT TẮT vi LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ VÔ TUYẾN COGNITIVE 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.1 Mục đích nghiên cứu mạng vô tuyến Cognitive 1.1.2 Đặc điểm mạng CRN 1.2 CÔNG NGHỆ VÔ TUYẾN COGNITIVE 1.2.1 Khái niệm vô tuyến Cognitive .7 1.2.2 Khả thiết bị đầu cuối vô tuyến Cognitive 1.2.3 Cấu trúc vật lý thiết bị đầu cuối CR 10 1.3 KIẾN TRÚC MẠNG VÔ TUYẾN COGNITIVE .12 1.3.1 Phân loại kiến trúc mạng vô tuyến Cognitive .13 1.3.2 Kiến trúc mạng vô tuyến Cognitive 16 1.4 MỘT SỐ KỊCH BẢN TRIỂN KHAI MẠNG VÔ TUYẾN COGNITIVE 18 1.4.1 Mạng vô tuyến Interweave Cognitive .18 1.4.2 Mạng vô tuyến Underlay Cognitive 19 1.4.3 Mạng vô tuyến Overlay Cognitive .20 1.5 ỨNG DỤNG CỦA MẠNG VÔ TUYẾN COGNITIVE 22 1.5.1 Mạng cho thuê 22 1.5.2 Mạng lưới Cognitive 22 1.5.3 Mạng khẩn cấp .22 1.5.4 Mạng quân .23 CHƯƠNG II CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN .24 2.1 GIỚI THIỆU 24 2.2 CÁC TÁC ĐỘNG CỦA PHẦN CỨNG KHÔNG LÝ TƯỞNG 24 2.3 CÁC THÔNG SỐ CỦA KÊNH VÔ TUYẾN .25 2.3.1 Trễ trội – Excess Delay .26 2.3.2 Lý lịch trễ công suất .27 2.3.3 Băng thông quán Bc 28 2.3.4 Băng thông quán tín hiệu tham chuẩn miền tần số 28 2.3.5 Trải Doppler 29 Vũ Văn Minh – D09VT5 iii Đồ án tốt nghiệp Mục lục 2.3.6 Thời gian quán tín hiệu hoa tiêu miền thời gian 30 2.4 CÁC MÔ HÌNH KÊNH TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN 31 2.4.1 Kênh Gauss 31 2.4.2 Kênh Rice .32 2.4.3 Kênh pha đinh Rayleigh .32 2.5 KẾT LUẬN 33 CHƯƠNG III ĐỒNG BỘ TRONG HỆ THỐNG OVERLAY COGNITIVE 34 3.1 ĐỒNG BỘ TRONG CÁC HỆ THỐNG VÔ TUYẾN THÔNG DỤNG VÀ COGNITIVE .34 3.1.1 Đồng hệ thống thông tin .34 3.1.2 Đồng thời gian tần số hệ thống OFDM 36 3.1.3 Đồng đường xuống hệ thống LTE 45 3.1.4 Đồng hệ thống DVB-T 50 3.1.5 Đồng hệ thống vô tuyến Overlay Cognitive 54 3.2 ĐO LƯỜNG VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ TRONG CÁC HỆ THỐNG LTE, DVB-T VÀ OVERLAY COGNITIVE 56 3.2.1 Đồng thời gian, tần số tìm ô hệ thống LTE .56 3.2.2 Đồng thời gian, tần số hệ thống DVB-T 62 3.2.3 Đồng hệ thống Overlay Cognitive 66 3.3 KẾT LUẬN 71 KẾT LUẬN CHUNG 72 PHỤ LỤC A 73 PHỤ LỤC B 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 Vũ Văn Minh – D09VT5 iv Đồ án tốt nghiệp Danh mục hình vẽ DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sử dụng phổ Berkerley, Mĩ Hình 1.2 Khái niệm hố phổ Hình 1.3 Bộ thu phát CR 11 Hình 1.4 Đầu cuối RF tuyến thu 11 Hình 1.5 Kiến trúc mạng tập trung 13 Hình 1.6 Kiến trúc Ad-hoc 14 Hình 1.7 Kiến trúc hình lưới 15 Hình 1.8 Kiến trúc mạng vô tuyến Cognitive 16 Hình 1.9 Chia sẻ phổ tần mạng Underlay Cognitive 19 Hình 1.10 Chia sẻ phổ tần mạng Overlay Underlay Cognitive 21 Hình 3.1 Bộ điều chế BPSK với thông số ước tính .35 Hình 3.2 Sơ đồ khối hệ thống truyền dẫn OFDM 37 Hình 3.3 Hệ số định thời phần mở đầu mạng WLAN kênh AWGN 20dB, chiều dài FFT 512 chiều dài CP 64 40 Hình 3.4 Hệ số định thời đầu lọc phối hợp 41 Hình 3.5 Mô hình ký hiệu OFDM miền thời gian 42 Hình 3.6 Một phần mẫu thu tín hiệu DVB-T chế độ 2K, khoảng bảo vệ ¼ với SNR 20dB .44 Hình 3.7 Cấu trúc lưới tài nguyên không gian thời gian – tần số LTE 46 Hình 3.8 Các ký hiệu đồng sơ cấp thứ cấp khung LTE 48 Hình 3.9 Phân bố sóng mang DVB-T (chưa chèn khoảng bảo vệ) .51 Hình 3.10 Phân bố hoa tiêu DVB-T 52 Hình 3.11 Độ lớn pha đáp ứng tần số kênh trễ 20 mẫu .55 Hình 3.12 Kịch bản mô cho đồng tìm kiếm ô LTE 57 Hình 3.13 Đầu tương quan chéo tín hiệu LTE với chuỗi sơ cấp có số gốc 29, 25, 34 .58 Hình 3.14 Đầu thuật toán phát hiện đỉnh 59 Hình 3.15 Đầu tương quan chéo tín hiệu thu với chuỗi thứ cấp 59 Hình 3.16 Pha tự tương quan tín hiệu LTE sau hiệu chỉnh pha 60 Hình 3.17 Chòm BPSK tín hiệu LTE sau đồng cân .61 Hình 3.18 Độ lớn lỗi FO hệ thống DVB-T 61 Hình 3.19 Đầu tự tương quan tín hiệu DVB-T 63 Hình 3.20 Pha đầu tự tương quan tín hiệu DVB-T .63 Hình 3.21 Pha đầu tự tương quan sau hiệu chỉnh pha 64 Hình 3.22 ĐộlớncủalỗidoFOtronghệthốngDVB-T .64 Hình 3.23 Pha dịch lấy mẫu theo sóng mang 65 Hình 3.24 Các ký hiệu chòm 16QAM tín hiệu DVB-T sau cân 65 Hình 3.25 Đáp ứng pha kênh overlay chuyển tiếp 66 Hình 3.26 Độ lớn lỗi đối với SNR cho FFO tương đối trước sau bù FFO 67 Hình 3.27 Dịch tần ước tính tương đối dịch tần tương đối 68 Hình 3.28 Các ký hiệu chòm sơ cấp trước (trái) sau (phải) cân 68 Hình 3.29 Các ký hiệu chòm thứ cấp trước (trái) sau (phải) cân 69 Hình 3.30 Các đường cong BER sơ cấp (QPSK) thứ cấp (QPSK) với giá trị trễ khác .70 Vũ Văn Minh – D09VT5 v Đồ án tốt nghiệp Thuật ngữ viết tắt THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Cụm từ viết tắt 3GPP Nghĩa tiếng việt Từ tiếng anh (nếu có) Third Generation Partnership Project A ADC Analog to Digital Converter Bộ chuyển đổi tương tự sang số B BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân BS Base Station Trạm gốc C CFO Carrier Frequency Offset Dịch tần số sóng mang CP Cyclic Prefix Tiền tố chu trình CR Cognitive Radio D DAC (I)DFT DVB-T Digital to Analog Converter (Inverse) Discrete Fourier Transform Digital Video BroadcastingTerrestrial Bộ chuyển đổi số sang tương tự Biến đổi Fourier rời rạc (ngược) Truyền hình số mặt đất F FDD Frequency Division Duplex Song công theo tần số FFO Fractional Frequency Offset Phần thập phân dịch tần số (I)FFT (Inverse) Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh (ngược) I ICI Intercarrier Interference Vũ Văn Minh – D09VT5 Nhiễu liên sóng mang vi Đồ án tốt nghiệp Thuật ngữ viết tắt IFO Integer Frequency Offset Phần nguyên dịch tần số ISI InterSymbol Interference Nhiễu liên ký hiệu L LO Local Oscillator LOS Line Of Sight Bộ dao động nội M ML Maximum Likelihood N NLOS Non line Of Sight O OFDM OFDMA Othorgonal Frequency Division Ghép kênh phân chia theo tần Multilplex số trực giao Othorgonal Frequency Division Đa truy nhập phân chia theo tần Multilplex Access số trực giao P PDP Power Delay Prole Lý lịch trễ công suất PRBS Pseudo Random Binary Sequence Chuỗi nhị phân giả ngẫu nhiên PSS Primary Synchronization Signal Tín hiệu đồng sơ cấp Q QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ cầu phương QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha vuông góc R SCFO Sampling Carrier Frequency Offset Dịch tần số lấy mẫu S SDR SNIR SNR Software Dened Radio Vô tuyến định nghĩa phần mềm Signal to Noise and Interference Tỉ số tín hiệu nhiễu tạp ratio âm Signal to Noise Ratio Tỉ số tín hiệu tạp âm Vũ Văn Minh – D09VT5 vii Đồ án tốt nghiệp SSS STO Thuật ngữ viết tắt Secondary Synchronization Sequence Symbol Time Offset Chuỗi đồng thứ cấp Dịch định thời ký hiệu T TDD Time Division Duplex Song công theo thời gian TPS Transmission Parameter Signaling Tín hiệu thông số truyền dẫn U UE User Equiment Thiết bị người sử dụng UWB Ultra Wide Band Băng siêu rộng W WLAN Wireless Local Area Networks Mạng không dây cục Z ZC Zadoff-Chu Vũ Văn Minh – D09VT5 viii Đồ án tốt nghiệp Phụ lục ratios(i) = normCorr_(i)/avg; i = i+1; else if normCorr_(i) > avg*threshold_factor_fall avg = (avg_alpha)*normCorr_(i) + (1-avg_alpha)*avg; averages(i) = avg; ratios(i) = normCorr_(i)/avg; i = i+1; else corrPeaks(peak_ind) = 1; state = 0; peak_val = -Inf; end end end end function[fftOutMod,MssgDemod]= MessageMoDem(fftData,LeftPad,used_carriers,payload_carriers, continual_pilots,tps_set,normFactor,modOrder,w,cpBoost,tpBoost,rightPad_star) num_sym = size(fftData,2); payload_data = zeros(payload_carriers, num_sym); payload_inx = zeros(payload_carriers,num_sym); fftOutUsed = fftData(LeftPad+1:rightPad_start-1,:); for sym_count = 0:num_sym-1 Kmin=0; pilot_set = union (continual_pilots, Kmin + 3*rem(sym_count,4) + 12*(0:(used_carriers-12)/12)); % tach du lieu tu hoa tieu va TPS v=1; % chi so song mang tai dau vao hien tai pilot=1; % chi so hoa tieu hien tai Vũ Văn Minh – D09VT5 83 Đồ án tốt nghiệp Phụ lục tps=1; % chi so TPS hien tai for u = 1:used_carriers % tat ca song mang dau p = 1+pilot_set(pilot); % ley hoa tieu tiep theo if tps pi pilot_angle(kk+1) = pilot_angle(kk+1) - 2*pi; else if (pilot_angle(kk+1) - pilot_angle(kk)) < -pi pilot_angle(kk+1) = pilot_angle(kk+1) + 2*pi; end end carrier_angle(1+pilot_set(kk,cnt)+jj,cnt) = (1-(jj/denom)).* pilot_angle(kk) + (jj/denom).*pilot_angle(kk+1); carrier_mag(1+pilot_set(kk,cnt)+jj,cnt) = (1-(jj/denom)).* pilot_mag(kk) + (jj/denom).*pilot_mag(kk+1); if carrier_angle(1+pilot_set(kk,cnt)+jj,cnt) > pi carrier_angle(1+pilot_set(kk,cnt)+jj,cnt) = carrier_angle(1+ Vũ Văn Minh – D09VT5 85 Đồ án tốt nghiệp Phụ lục pilot_set(kk,cnt)+jj,cnt) - 2*pi; else if carrier_angle(1+pilot_set(kk,cnt)+jj,cnt) < -pi carrier_angle(1+pilot_set(kk,cnt)+jj,cnt) = 2*pi + carrier_angle(1+pilot_set(kk,cnt)+jj,cnt); end end end pilot_angle(kk+1) = tmp; end carrier_angle(1+pilot_set(:,cnt),cnt) = pilot_angle; carrier_mag(1+pilot_set(:,cnt),cnt) = pilot_mag; end fftOutComb(leftPad+1:right_pad_start-1,1:nSym) = fftOutComb(leftPad+ 1:right_pad_start-1,1:nSym).* (cos(carrier_angle) - 1j*sin(carrier_angle)); fftOutComb(leftPad+1:right_pad_start-1,1:nSym) = fftOutComb(leftPad+ 1:right_pad_start-1,1:nSym)./(carrier_mag); %Secondary Equalizer function[resData,carrier_angle,carrier_mag,nSym] = secEqualize(resData,used_carriers,leftPad, pilot_set, txSymbol,right_pad_start,pilot_length) % % can bang thu cap % nSym = size(resData,2); carrier_angle = zeros(used_carriers,nSym); carrier_mag = zeros(used_carriers,nSym); pilots_rx = zeros(pilot_length,nSym); pilot_tx = zeros(pilot_length,nSym); for cnt = 1:nSym pilots_rx(:,cnt) = resData(leftPad + pilot_set + 1,cnt); pilot_tx(:,cnt) = txSymbol(leftPad + pilot_set + 1,cnt); Vũ Văn Minh – D09VT5 86 Đồ án tốt nghiệp Phụ lục h = pilots_rx(:,cnt)./pilot_tx(:,cnt); pilot_mag = abs(h); pilot_angle = angle(h); for kk = 1:size(pilot_angle,1)-1 denom = pilot_set(kk+1)-pilot_set(kk); tmp = pilot_angle(kk+1); if (pilot_angle(kk+1) - pilot_angle(kk)) > pi pilot_angle(kk+1) = pilot_angle(kk+1) - 2*pi; else if (pilot_angle(kk+1) - pilot_angle(kk)) < -pi pilot_angle(kk+1) = pilot_angle(kk+1) + 2*pi; end end for jj = 1:denom-1 carrier_angle(1+pilot_set(kk)+jj,cnt) = (1-(jj/denom)).* pilot_angle(kk) + (jj/denom).*pilot_angle(kk+1); carrier_mag(1+pilot_set(kk)+jj,cnt) = (1-(jj/denom)).* pilot_mag(kk) + (jj/denom).*pilot_mag(kk+1); if carrier_angle(1+pilot_set(kk)+jj,cnt) > pi carrier_angle(1+pilot_set(kk)+jj,cnt) = carrier_angle(1+ pilot_set(kk)+jj,cnt) - 2*pi; else if carrier_angle(1+pilot_set(kk)+jj,cnt) < -pi carrier_angle(1+pilot_set(kk)+jj,cnt) = 2*pi + carrier_angle(1+pilot_set(kk)+jj,cnt); end end end pilot_angle(kk+1) = tmp; end carrier_angle(1+pilot_set,cnt) = pilot_angle; carrier_mag(1+pilot_set,cnt) = pilot_mag; end Vũ Văn Minh – D09VT5 87 Đồ án tốt nghiệp Phụ lục resData(leftPad+1:right_pad_start-1,1:nSym) = resData(leftPad+1: right_pad_start-1,1:nSym).*(cos(carrier_angle) - 1j*sin(carrier_angle)); resData(leftPad+1:right_pad_start-1,1:nSym) = resData(leftPad+1: right_pad_start-1,1:nSym)./(carrier_mag); Vũ Văn Minh – D09VT5 88 Đồ án tốt nghiệp Phụ lục PHỤ LỤC B Code Mathlab cho thủ tục tìm ô đồng LTE % thiet lap cac thong so LTE Main_LTE_params; global LTE_params; % % tao chuoi so cap % BSID = 1; NID1 = floor(BSID/3); NID2 = mod(BSID,3); %% tin hieu dong bo so cap switch NID2 case u = 25; case u = 29; case u = 34; otherwise error('invalid BSID Specification.'); end Prim_seq_half = zeros(31,2); for n=1:31 Prim_Seq_half(n,1) = exp(-1i*pi*u*(n-1)*n/63); PrimSync_half(n,2) = exp(-1i*pi*u*(n+31)*(n+32)/63); end PriSeq = reshape(Prim_seq_half,62,[]); % tin hieu dong bo so cap + phan bo va su dung tai nguyen PriSeq_Mapping = false(Nrb*Nsc,Ns); Sync_Used = zeros(Nrb,2); Vũ Văn Minh – D09VT5 89 Đồ án tốt nghiệp Phụ lục k = zeros(62,1); for n=1:62 k(n)=n-32+Nrb*Nsc/2; end k = k+1; %hieu chinh cac chi so mathlab PriSeq_Mapping(k,Ns/2)=1; Sync_Used(ceil(k(1)/Nsc),1) = 2*(ceil(k(1)/Nsc)*Nsc-k(1)+1); if(mod(k(end),Nsc) == 0) Sync_Used (ceil(k(1)/Nsc)+1:ceil(k(end)/Nsc),1) = 2*12; else Sync_Used (ceil(k(1)/Nsc)+1:ceil(k(end)/Nsc)-1,1) = 2*12; Sync_Used (ceil(k(end)/Nsc),1) = 2*12- 2*(ceil(k(end)/Nsc)*Nsc-k(end)); end %% tin hieu dong bo thu cap qq = floor(NID1/30); q = floor((NID1+qq*(qq+1)/2)/30); m = NID1+q*(q+1)/2; m0 = mod(m,31); m1 = mod(m0+floor(m/31)+1, 31); PN_gen = commsrc.pn('GenPoly', [1 0 1], 'InitialStates', [1 0 0], 'Shift', 0, 'NumBitsOut', 31); PN_seq_half = generate(PN_gen).'; PN_seq = 1-2*PN_seq_half; SC_gen1 = commsrc.pn('GenPoly', [1 0 1], 'InitialStates', [1 0 0], 'Shift', 0, 'NumBitsOut', 31); SC_seq1_temp = generate(SC_gen1).'; Vũ Văn Minh – D09VT5 90 Đồ án tốt nghiệp Phụ lục SC_seq1 = 1-2*SC_seq1_temp; SC_gen2 = commsrc.pn('GenPoly', [1 1 1], 'InitialStates', [1 0 0], 'Shift', 0, 'NumBitsOut', 31); SC_seq2_temp = generate(SC_gen2).'; SC_seq2 = 1-2*SC_seq2_temp; SecSync = zeros(62,1); for n=0:30 switch subframe case SecSync(2*n+1) = PN_seq(mod(n+m0,31)+1).* SC_seq1(mod(n+NID2, 31)+1); SecSync(2*n+2) = PN_seq(mod(n+m1,31)+1).* SC_seq1(mod(n+NID2+3,31)+1).* SC_seq2(mod(n+mod(m0,8),31)+1); case SecSync(2*n+1) = PN_seq(mod(n+m1,31)+1).* SC_seq1(mod(n+NID2, 31)+1); SecSync(2*n+2) = PN_seq(mod(n+m0,31)+1).* SC_seq1(mod(n+NID2+3,31)+1).* SC_seq2(mod(n+mod(m1,8),31)+1); end end % phan bo tin hieu dong bo thu cap Sec_Mapping = false(Nrb*Nsc,Ns); k = zeros(62,1); for n=1:62 k(n)=n-32+Nrb*Nsc/2; end k = k+1; Vũ Văn Minh – D09VT5 91 Đồ án tốt nghiệp Phụ lục Sec_Mapping(k,Ns/2-1)=1; ResUsedElements = zeros(Nrb*2,1); for i2 = 1:2 for i1 = 1:Nrb ResUsedElements(i1+(i2-1)*Nrb) = sum(sum(ReservedMapping((i1-1)* Nsc+1:i1*Nsc,(i2-1)*Ns/2+1:Ns/2*i2))); end end ResNElements = sum(sum(ResUsedElements)); % doc luong du lieu thu dc ket hop tu BS voi BSID 1, 2, fid = fopen('RxData3ModOrd1.dat','rb'); data = fread(fid,'float'); fclose(fid); % tao cac mau phuc tu cac phan thu va ao d =data(1:2:end) + 1j*data(2:2:end); % -% dong bo so cap % -pr1 = LTE_params.Sync_Signal(1,1).PrimSync; pr2 = LTE_params.Sync_Signal(2,1).PrimSync; pr3 = LTE_params.Sync_Signal(3,1).PrimSync; % tuong quan cheo dau cua so cap va d figure('color','w'); subplot(3,2,1) [normPrimcorr] = doCorrelation(d, pr1); plot(normPrimcorr,'r') ylabel('Primary syncrhonization, q = 29') [PeakCorr averages ratios] = doPeakDetection(normPrimcorr); hold on; plot(averages(LTE_params.Nfft+1:end), 'k'); plot(ratios(LTE_params.Nfft+1:end), 'g'); stem(100*PeakCorr,'c.'); title('Normalized Magnitude ') Vũ Văn Minh – D09VT5 92 Đồ án tốt nghiệp Phụ lục % tuong quan cheo dau so cap va d subplot(3,2,2) [normPrimcorr] = doCorrelation(d, pr2); plot(normPrimcorr,'r') ylabel('Primary syncrhonization, q = 34') [PeakCorr averages ratios] = doPeakDetection(normPrimcorr); hold on; plot(averages(LTE_params.Nfft+1:end), 'k'); plot(ratios(LTE_params.Nfft+1:end), 'g'); stem(100*PeakCorr,'c.'); title('Normalized Magnitude') % tuong quan cheo cua so cap va d subplot(3,2,3) [normPrimcorr] = doCorrelation(d, pr3); plot(normPrimcorr,'r') ylabel('Primary syncrhonization, q = 25') title('Normalized Magnitude') [PeakCorr averages ratios] = doPeakDetection(normPrimcorr); hold on; plot(averages(LTE_params.Nfft+1:end), 'k'); plot(ratios(LTE_params.Nfft+1:end), 'g'); stem(100*PeakCorr,'c.'); sec1 = LTE_params.Sync_Signal(1,1).SecSync; sec2 = LTE_params.Sync_Signal(2,1).SecSync; sec3 = LTE_params.Sync_Signal(3,1).SecSync; sec4 = LTE_params.Sync_Signal(4,1).SecSync; % -% dong bo thu cap % -% tuong quan cheo cua dau thu cap va d figure('color','w'); subplot(4,2,1); [normSec_corr] = doCorrelation(d, sec1); Vũ Văn Minh – D09VT5 93 Đồ án tốt nghiệp Phụ lục plot(normSec_corr,'r') ylabel('Secondary syncrhonization, BS1') title('Normalized Magnitude') % tuong quan cheo dau thu cap va d subplot(4,2,2) [normSec_corr] = doCorrelation(d, sec2); plot(normSec_corr,'r') ylabel('Secondary syncrhonization, BS2') title('Normalized magnitude') % tuong quan cheo dau thu cap va d subplot(4,2,3) [normSec_corr] = doCorrelation(d, sec3); plot(normSec_corr,'r') ylabel('Secondary syncrhonization, BS3') title('Normalized Magnitude') % tuong quan cheo dau thu cap va d subplot(4,2,4) [normSec_corr] = doCorrelation(d, sec2); plot(normSec_corr,'r') ylabel('Secondary syncrhonization, BTS4'); title('Normalized Magnitude') % % phat hien dinh thu cap % -function [normCorr] = doCorrelation(d, seq) % hieu chinh hieu nang cua luong du lieu dau vao voi chuoi dong bo padede_seq = padarray(seq,5); zero_dc_seq = [padded_seq(1:LTE_params.Ntot/2); zeros(1,1); padded_seq(LTE_params.Ntot/2+1:end)]; seq_tmp = [zero_dc_seq; zeros(LTE_params.Nfft- LTE_params.Ntot-1,size(zero_dc_seq,2))]; shifted_seq = circshift(seq_tmp,-LTE_params.Ntot/2); Vũ Văn Minh – D09VT5 94 Đồ án tốt nghiệp Phụ lục shifted_seq_ifft = ifft(shifted_seq _Circpadded); correlation_Sum = abs(filter(flipud(conj(shifted_seq_ifft)), 1, d )).^2 ; power = abs(filter(ones(1,length(shifted_seq_ifft)),1, d.*conj(d)) ); normCorr = corrSum./power; function [corrPeaks averages ratios] = doPeakDetection(normCorr) % phat hien dinh hieu nang dau tuong quan chuan hoa 'normCorr' global LTE_params; corrPeaks = zeros(size(normCorr)); averages = zeros(size(normCorr)); ratios = zeros(size(normCorr)); peak_val = -Inf; peak_ind = 0; state = 0; i = 1; avg = 0.01; avg_alpha = 0.01; threshold_factor_fall = 5; threshold_factor_rise = 15; while i avg*threshold_factor_rise state = 1; else avg = (avg_alpha)*normCorr(i) + (1- avg_alpha)*avg; averages(i) = avg; ratios(i) = normCorr(i)/avg; Vũ Văn Minh – D09VT5 95 Đồ án tốt nghiệp Phụ lục i = i+1; end elseif state == % tren nguong, khong tim thay dinh if normCorr(i) > peak_val peak_val = normCorr(i); peak_ind = i; avg = (avg_alpha)*normCorr(i) + (1-avg_alpha)*avg; averages(i) = avg; ratios(i) = normCorr(i)/avg; i = i+1; else if normCorr(i) > avg*threshold_factor_fall avg = (avg_alpha)*normCorr(i) + (1-avg_alpha)*avg; averages(i) = avg; ratios(i) = normCorr(i)/avg; i = i+1; else corrPeaks(peak_ind) = 1; state = 0; peak_val = -Inf; end end end end Vũ Văn Minh – D09VT5 96 Đồ án tốt nghiệp Phụ lục TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hassen, Tewodros Wolde, Synchronization in Cognitive Overlay Systems, 08/8/2012 [2] KS Phạm Văn Hưng, ThS Lê Tùng Hoa, Một số phương thức chia sẻ phổ tần mạng vô tuyến thông minh, 21/05/2013 [3] Ekram, Hossain, Vijay Bhargava, Cognitive Wireless Communication Networks, 2007 [4] I.F.Akyildiz, W.Y.Lee, M.C.Vuran S.Mohanty, Next Generation/ Dynamic Spectrum Access/Cognitive Radio Wireless Networks: A Survey Computer Networks, tháng 9, 2006 [5] Kwang-Cheng Ramjee Prasad, Cognitive Radio Networks, 2009 [6] TS Nguyễn Phạm Anh Dũng, Lộ trình phát triển 3G lên 4G, 2010 [7] S Haykin, Adaptive Filter Theory, 1995 [8] T.M.Schmidl D.C.Cox, Robust Frequency and Timing Synchronization for OFDM, tháng 7, 1997 [9] J.van de Beek, M.Sandell P.O.Borjesson, ML Estimation of Time and Frequency Offset in OFDM Systems, 1997 [10] P.Kolodzy, Next generation communications: Kickoff meeting, 2001 [11] J.Alexander, V.Pramod, Cognitive Radio: An information-theoretic perspective, 2009 Vũ Văn Minh – D09VT5 97 [...]... hệ thống Đây là cơ sở cho thủ tục đồngbộ trong các hệ thống thông tin vô tuyến, từ đó thực hiện đồng bộ trong hệ thống Overlay Cognitive Chương III: Đồng bộ trong hệ thống Overlay Cognitive: chương này trình bày về thủ tục đồng bộ trong các hệ thống thông tin vô tuyến nói chung và trình bày chi tiết về đồng bộ trong hệ thống OFDM, đường xuống của hệ thống LTE, hệ thống DVB-T và hệ thống Overlay. .. cô giáo Th.S Phạm Thị Thúy Hiền, em đã chọn đề tài nghiên cứu Đồng bộ trong hệ thống Overlay Cognitive cho đồ án tốt nghiệp của mình Nội dung chính của đề tài là tìm hiểu một trong những hoạt động quan trọng và khó khăn nhất của mạng vô tuyến Cognitive là đồng bộ Nội dung chính của đồ án gồm 3 chương: Chương I: Tổng quan về vô tuyến Cognitive: Chương này trình bày những vấn đề cơ bản về mạng vô... cải thiện chất lượng truyền dẫn Trong băng không cấp phép, người dùng Cognitive sẽ cho hiệu năng phổ cao hơn bằng cách khai thác các bản tin và bộ mã để giảm nhiễu Hình 1.10 minh họa cách chia sẻ phổ tần trong mạng Underlay và Overlay Cognitive Hình 1.10 Chia sẻ phổ tần trong mạng Overlay và Underlay Cognitive Tóm lại, mạng Interweave Cognitive là một hệ thống vô tuyến thông minh thực hiện... mạng Underlay Cognitive cần các thông tin về nhiễu gây ra bởi máy phát Cognitive cho người dùng non -cognitive, mạng Interweave yêu cầu một lượng thông tin đáng kể về hoạt động của PU, mạng Overlay Cognitive cần thông tin về bộ mã cũng như khả năng có bản tin.Ngoài ra, các giới hạn công suất của thiết bị, công suất truyền dẫn của người dùng Cognitive trong hệ thống Underlay và Overlay Cognitive được... dụng các phần khác nhau trong phổ tần từ đó xác định cơ hội truyền dẫn qua các hố phổ với nhiễu nhỏ nhất cho những người dùng hiện tại Trong khi mạng Underlay và Overlay Cognitive cho phép truyền dẫn song song giữa các thiết bị Cognitive và Non -cognitive thì mục tiêu chính của mạng Interweave Cognitive là tránh truyền dẫn đồng thời với người sử dụng chính Các hệ thống Cognitive cần một lượng... Mạng vô tuyến Overlay Cognitive Giả định trong mô hình này là máy phát thứ cấp đã biết về bộ mã của PU và khả năng có bản tin từ họ Thông tin bộ mã có thể thu được trong bản tin định kỳ từ PU hoặc theo một tiêu chuẩn thống nhất như sử dụng một bộ mã công khai đã biết cho truyền dẫn Có một số lựa chọn để SU bắt được một bản tin từ PU Một cách là giải mã trực tiếp bản tin ở máy thu Cognitive Tuy... Mạng vô tuyến Interweave Cognitive Trong mô hình Interweave Cognitive, hệ thống thứ cấp xác định các hố phổ hay khoảng trắng trong miền thời gian, tần số hay vị trí địa lí đang không được sử dụng bởi hệ thống sơ cấp Ý tưởng này bắt nguồn từ các nghiên cứu cho thấy phần lớn phổ tần không được sử dụng trong hầu hết thời gian mà ví dụ điển hình là các khoảng trắng trong các hệ thống truyền hình Các... quan về vô tuyến Cognitive 1.3.2 Kiến trúc mạng vô tuyến Cognitive Kiến trúc mạng vô tuyến Cognitive được trình bày trên hình 1.8 Hình 1.8 Kiến trúc mạng vô tuyến Cognitive Các thành phần chính trong mạng vô tuyến Cognitive có thể được chia thành 2 nhóm sau: 1.3.2.1 Mạng sơ cấp Mạng sơ cấp PN đại diện cho các hệ thống mạng hiện tại như là các mạng tế bào, mạng truyền hình PN hoạt động trong dải tần... nhánh I và Q trong ADC và DAC gây ra mất cân bằng IQ  Bộ trộn: thông thường không lí tưởng là các biến dạng phi tuyến như ở các sản phẩm điều chế giao thoa trong băng hay đầu ra băng điều hòa Bộ trộn cũng gây ra sự cách ly không hoàn toàn giữa đầu vào, bộ dao động nội và đầu ra, dịch tần DC Sự khác biệt tương đối giữa 2 nhánh I và Q trong bộ trộn cũng góp phần làm mất cân bằng IQ  Bộ dao động nội:... án tốt nghiệp Chương I Tổng quan về vô tuyến Cognitive ra ở máy thu chính vẫn dưới ngưỡng quy định Tuy nhiên, vì việc hạn chế nhiễu trong hệ thống Underlay thường khá khó khăn nên điều này là trở ngại đối với những SU truyền thông trong phạm vi ngắn Mô hình Underlay Cognitive phổ biến nhất trong phổ tần được cấp phép tuy nhiên nó cũng có thể sử dụng trong băng không được cấp phép để cung cấp các ... Cognitive CHƯƠNG III ĐỒNG BỘ TRONG HỆ THỐNG OVERLAY COGNITIVE 3.1 ĐỒNG BỘ TRONG CÁC HỆ THỐNG VÔ TUYẾN THÔNG DỤNG VÀ COGNITIVE 3.1.1 Đồng hệ thống thông tin Trong hệ thống thông tin liên lạc nào,... hiệu thu đồng thời cải thiện hiệu hệ thống Đây sở cho thủ tục đồngbộ hệ thống thông tin vô tuyến, từ thực hiện đồng hệ thống Overlay Cognitive Chương III: Đồng hệ thống Overlay Cognitive: ... III ĐỒNG BỘ TRONG HỆ THỐNG OVERLAY COGNITIVE 34 3.1 ĐỒNG BỘ TRONG CÁC HỆ THỐNG VÔ TUYẾN THÔNG DỤNG VÀ COGNITIVE .34 3.1.1 Đồng hệ thống thông tin .34 3.1.2 Đồng thời gian