Khử ICI cho hệ thống thông tin di dộng dùng OFDM

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ BÙI THỊ DÂN KHỬ ICI CHO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DÙNG OFDM LUẬN VĂN THẠC SỸ Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Viết Kính Hà nội - 2005 MỤC LỤC BẢNG CHÚ THÍCH CÁC TỪ VIẾT TẮT Các hình sử dụng đề tài Các bảng sử dụng đề tài .4 MỞ ĐẦU CHƯƠNG : HỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ MÔI TRƯỜNG .6 TRUYỀN DẪN 1.1 SỰ PHÁT TRIỂN HỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1.1 Hệ thống thông tin di động hệ thứ 1.1.2 Hệ thống thông tin di động hệ thứ hai 1.1.3 Hệ thống thông tin di động hệ thứ 2.5 1.1.4 Hệ thống thông tin di động hệ thứ ba 1.1.5 Cuộc cách mạng hệ thống thông tin 1.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU 1.2.1 Đặc tính sóng vô tuyến 1.2.2 Suy hao đường truyền 1.2.3 Phading CHƯƠNG : HỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG OFDM .14 2.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG OFDM 14 2.1.1 Đặc điểm 14 2.1.2.Mô tả toán học tín hiệu OFDM .15 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG OFDM ĐIỂN HÌNH 18 2.2.1 Ánh xạ tín hiệu: .18 2.2.2 Biến đổi nối tiếp-song song: 19 2.2.3 Biến đổi IFFT/FFT: 19 2.2.4 Chèn khoảng bảo vệ 21 2.3 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG OFDM 23 2.3.1.Ưu điểm 23 3.7.2 Nhược điểm: 26 CHƯƠNG III THIẾT KẾ HỆ OFDM VÀ MÔ PHỎNG 29 3.1.CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ MỘT HỆ OFDM 29 3.2.CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG 30 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG .32 CHƯƠNG IV : VẤN ĐỀ CAN NHIỄU GIỮA CÁC SÓNG MANG KHI CÓ OFFSET VÀ DOPPLER 34 4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA OFFSET VÀ DOPPLER 34 4.2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KHỬ ICI 34 4.2.1.Mô hình hệ thống 34 4.2.2.Sơ đồ tự triệt nhiễu ICI (SC)[8] 38 4.2.3.Phương pháp gần giống (ML) 40 4.2.4.Phương pháp lọc Kalman mở rộng 42 61 4.2.5.Mô kết .47 KẾT LUẬN 59 Tài liệu tham khảo Error! Bookmark not defined 62 BẢNG CHÚ THÍCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line AWGN Additive White Gaussian Noise BER Bit Error Rate BPSK Binary Phase Shift Keying CDMA Code Division Multiple Access CIR Carrier-to-interference ratio DAB Digital Audio Broadcasting DFT Discrete Fourier Transform DVB Digital Video Broadcasting EBNR Energy per Bit to Noise Ratio EKF Extended Kalman filter FDM Frequency Division Multiplexing FEC Forward Error Correction FFT Fast Fourier Transform GSM Global System for Mobile communications ICI Inter-Carrier Interference IFFT Inverse Fast Fourier Transform IQ Inphase Quadrature ISI Inter-Symbol Interference ML Maximum likelihood OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing PAPR Peak to Average Power Ratio PRC Peak Reduction Carriers P/S Paralell to Serial PSK Phase Shift Keying QAM Quadrature Amplitude Modulation SC Self-cancellation S/P Serial to Paralell SNR Signal to Noise Ratio TDM TimeDivision Multiplexing W-CDMA Wide-band CodeDivision Multiple Access Các hình sử dụng đề tài Hình 1.1 Độ di tần Doppler Hình 2.1 Dạng tín hiệu OFDM theo thời gian symbol Hình 2.2 Phổ (a) kênh OFDM (b) tín hiệu OFDM Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống OFDM điển hình Hình 2.4 Giản đồ chòm tín hiệu 16QAM Hình 2.5 Giản đồ chòm tín hiệu tín hiệu thu 16QAM có nhiễu Hình 2.6 Chèn khoảng bảo vệ Hình 2.7 Chèn khoảng bảo vệ chống lại ISI Hình 2.8 Các ký hiệu OFDM thu sau truyền qua kênh đa đường (a) Không có khoảng bào vệ, ( b ) Bảo vệ nhỏ trễ, (c) Bảo vệ lớn trễ Hình 2.9 Phổ tín hiệu QAM trước sau qua kênh Hình 2.10 Phổ tín hiệu OFDM trước sau qua kênh Hình 2.11 Hiệu suất sử dụng dải thông FDM so với OFDM Hình 3.1 Hiệu BER hệ thống OFDM theo giá trị độ lệch tần số khác Hình 4.1: Mô hình dịch chuyển tần số Hình 4.2 Các hệ số ICI với N=16 sóng mang Hình 4.3 So sánh S(l-k), S'(l-k)và S''(l-k) với N=64 =0.2 Hình 4.4 Đối chiếu ước lượng theo gần giống thực tế với giá trị khác Eb/No Hình 4.5 Ước lượng đệ quy độ lệch tần số chuẩn Hình 4.6 Hiệu BER hệ thống OFDM chuẩn không triệt ICI Hình 4.7 Hiệu BER sơ đồ triệt ICI, =0.05 Hình 4.8 Hiệu BER sơ đồ triệt ICI, =0.30 Hình 4.9 CIR theo  hệ thống OFDM chuẩn sơ đồ SC Hình 4.10 So sánh BER hệ OFDM chuẩn hệ OFDM triệt ICI dùng sơ đồ SC Các bảng sử dụng đề tài Bảng 4.1 Yêu cầu SNR cải thiện cho BER 10 -2 với sơ đồ BPSK Bảng 4.2 Yêu cầu SNR cải thiện cho BER 10-2 với sơ đồ 4-QAM MỞ ĐẦU Ngày với phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin truyền thông tạo dịch vụ tốc độ cao, nhờ đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin ngày tăng người với độ xác tin cậy cao, đặc biệt hệ thống thông tin vô tuyến, với đặc điểm môi trường nói chung không thuận lợi truyền thông hữu tuyến, yêu cầu thiết kế hệ thống hợp lý để cung cấp hiệu hệ thống truyền thông tin cậy vấn đề khó khăn Để đạt mục tiêu dịch vụ vô tuyến tổ ong băng rộng cần thiết phải chuyển đổi sang mạng truyền thông vô tuyến hệ thứ (4G) Phương pháp ghép kênh phân chia theo tần số trực giao, kỹ thuật điều chế cho hệ thống truyền thông đa sóng mang, ứng cử viên cho chuẩn truyền thông 4G Trong năm gần đây, hệ thống truyền thông đa sóng mang ứng dụng nhiều quảng bá audio số DAB, quảng bá video số DVB Đặc biệt năm gần đây, việc áp dụng OFDM cho hệ thống Wireless LAN thu nhiều thành tựu đáng kể, công nghệ OFDM sử dụng làm sở tầng vật lý PHY tiêu chuẩn IEEE 802.11a Bắc Mỹ HiPerLAN/2 Châu Âu, xem xét cho tiêu chuẩn IEEE 802.11g WLAN 802.16 Điều chế đa sóng mang có nhiều ưu điểm so với hệ đơn sóng mang kháng nhiễu tốt kênh fading đa đường, nâng cao hiệu suất phổ mặt khác có nhược điểm tỷ số công suất đỉnh trung bình PAPR cao, hay nhiễu ISI, ICI Luận văn đề cập đến vấn đề triệt nhiễu xuyên sóng mang cho hệ thống OFDM phương pháp xem xét phương pháp tự triệt nhiễu SC, phương pháp ước lượng gần giống ML, phương pháp lọc Kalman mở rộng EKF CHƢƠNG : HỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ MÔI TRƢỜNG TRUYỀN DẪN 1.1 SỰ PHÁT TRIỂN HỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG [1] Kể từ triển khai vào năm đầu thập niên 1980 nay, thông tin vô tuyến di động phát triển với tốc độ nhanh chóng phạm vi toàn cầu Kết thống kê cho thấy số quốc gia, số luợng thuê bao di động vượt hẳn số lượng thuê bao cố định Trong tương lai số luợng thuê bao di động cố định tiếp tục tăng lên song song với gia tăng nhu cầu người sử dụng Điều khiến nhà khai thác tổ chức viễn thông không ngừng nghiên cứu, cải tiến đưa giải pháp kỹ thuật để cải tiến nâng cấp hệ thống thông tin 1.1.1 Hệ thống thông tin di động hệ thứ (1G) Hệ thống mạng di động hệ thứ (1G) phát triển vào năm cuối thập niên 70, hệ thống sử dụng kỹ thuật analog Tất hệ thống 1G sử dụng phương pháp đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA Các hệ thống mạng di động 1G dùng cho dịch vụ thoại với chất lượng thấp nguyên tình trạng nghẽn mạch nhiễu xảy thường xuyên Các hệ thống mạng di động 1G bao gồm hệ thống : • AMPS • ETACTS • NMT 1.1.2 Hệ thống thông tin di động hệ thứ hai (2G) Hệ thống mạng 2G triển khai vào năm 1990 sử dụng rộng rãi Là mạng thông tin di động số băng hẹp, phương pháp đa truy cập TDMA (Time Division Multiple Access) CDMA (Code Division Multiple Access) sử dụng kết hợp FDMA Hệ thống mạng di động 2G sử dụng cho dịch vụ thoại truyền số liệu Hệ thống mạng 2G bao gồm hệ thống : • IS-95 • GSM 1.1.3 Hệ thống thông tin di động hệ thứ 2.5 (2.5G) Hệ thống mạng 2.5G mạng chuyển tiếp hệ thống mạng di đ ộng hệ thứ (2G) thứ (3G) Nâng cấp hệ thống mạng 2G lên 2.5G nhanh có chi phí thấp so với việc nâng cấp mạng từ 2G lên 3G Hệ thống 2.5G bước đệm chuyển tiếp, không đòi hỏi thay đổi có tính chất đột biến Các hệ thống mạng 2.5G: • GPRS • EDGE 1.1.4 Hệ thống thông tin di động hệ thứ ba (3G) Là hệ thông tin di động số cho phép chuyển mạch bất kỳ, có khả truyền thông đa phương tiện chất lượng cao Các hệ thống 3G xây dựng sở CDMA CDMA kết hợp với TDMA, có khả cung cấp băng tần rộng theo yêu cầu, hỗ trợ dịch vụ có nhiều tốc độ khác Ở hệ thứ 3, hệ thống thông tin di động có xu hoà nhập thành tiêu chuẩn chung phục vụ lên đến 2Mbps Mặc dù 3G tính toán chuẩn mang tính toàn cầu chi phí xây dựng sở hạ tầng cho hệ thống tốn Các hệ thống mạng 3G: độ lệch tần số số sóng mang Hình 4.5 Ước lượng đệ quy độ lệch tần số chuẩn , SNR=20dB 4.2.4.3.2.Hiệu chỉnh độ lệch Méo ICI ký hiệu liệu x(n) theo chuỗi huấn luyện giảm cách nhân liệu thu với liên hợp phức độ lệch tần số ước lượng áp dụng FFT, tức là:  2 n   j   x( n )  FFT  y( n )e N        (4.29) Vì việc ước lượng độ lệch tần số sơ đồ EKF có độ xác hiệu tốt, nên hiệu bị ảnh hưởng chủ yếu thay đổi AWGN 4.2.5.Mô kết Để so sánh sơ đồ triệt nhiễu khác nhau, đường cong BER sử dụng để đánh giá hiệu sơ đồ Để mô ta dùng phần mềm Matlab với công cụ truyền thống Hệ thống thu phát OFDM sử dụng hình 2.3 Độ dịch tần số đưa quay pha biểu thức (4.3) Các sơ đồ điều chế khoá dịch pha (BPSK) điều chế biên độ cầu phương (4QAM) lựa chọn chúng sử dụng cho nhiều tiêu chuẩn 802.11a 47 Hình 4.6 Hiệu BER hệ thống OFDM chuẩn không triệt ICI [4] Mô trường hợp độ lệch tần số 0.05, 0.15 0.30 cho hình 3.1 hình 4.6 Các kết cho ta thấy rằng, hiệu suy giảm theo độ lệch tần số Với trường hợp điều chế BPSK, độ lệch tần số 0.30 không làm giảm nhiều hiệu Tuy nhiên sơ đồ QAM, kích thước ký hiệu hiệu bị suy giảm nhanh nhiều Khi độ lệch tần số nhỏ, hệ 4QAM có BER bé hệ BPSK Nhưng hệ số BER sơ đồ 4QAM với gia tăng độ lệch tần số thay đổi nhanh sơ đồ BPSK Cho nên kết luận kích thước ký hiệu lớn nhạy với ICI Hình 4.7,4.8 cho ta so sánh hiệu sơ đồ SC, ML EKF với kích thước ký hiệu giá trị độ lệch tần số khác 48 Hình 4.7 Hiệu BER sơ đồ triệt ICI, =0.05.[4] Hình 4.8 Hiệu BER sơ đồ triệt ICI, =0.30.[4] Quan sát hình ta thấy phương pháp có lợi điểm riêng Với độ lệch tần số kích thước ký hiệu nhị phân nhỏ, sơ đồ tự triệt nhiễu SC cho kết tốt Mặc dù với độ lệch tần số kích thước ký hiệu lớn, ví dụ 4QAM độ lệch tần số 0.30 sơ đồ tự triệt nhiễu không gia tăng hiệu lên Phương pháp khả cực đại ML cho kết tổng quan tốt Phương pháp lọc Kalman cho thấy với độ dịch tần số nhỏ hoạt động không tốt lắm, không cải tiến 49 BER Nhưng với độ dịch tần số cao phương pháp lọc Kalman thực việc cách tốt Nó cải tiến đáng kể hiệu Phƣơng ε = 0.05 Độ tăng ích ε = 0.15 Độ tăng ích ε = 0.30 Độ tăng ích pháp Không 23dB 23dB 23dB triệt ICI SC 18dB 5dB 18dB 5dB 20.5dB 5.5dB ML 18dB 5dB 18dB 5dB 20dB 6dB EKF 22.5dB 0.5dB 22dB 1dB 23dB 3dB Bảng 4.1 Yêu cầu SNR cải thiện cho BER 10-2 với sơ đồ BPSK [4] Phƣơng ε = 0.05 Độ tăng ích ε = 0.15 Độ tăng ích ε = 0.30 Độ tăng ích pháp Không 20dB 23dB 40dB triệt ICI SC 20dB 0dB 22dB 1dB 27dB 13dB ML 17dB 3dB 17dB 6dB 19.5dB 20.5dB EKF 20dB 0dB 20dB 3dB 20dB 20dB Bảng 4.2 Yêu cầu SNR cải thiện cho BER 10-2 với sơ đồ 4-QAM [4] Bảng 4.1 4.2 yêu cầu giá trị tín hiệu tạp SNR cho BER xác định 10-2 Độ tăng ích đáng kể thu cách sử dụng phương pháp ML EKF với độ dịch tần số lớn Đối với kích thước ký hiệu nhỏ (BPSK) giá trị độ lệch tần số thấp kỹ thuật SC ML có hiệu tốt mặt BER Mặc dầu vậy, sơ đồ điều chế bậc cao phương pháp ML EKF cho hiệu tốt Điều cho thấy thực tế phương pháp ML EKF ước lượng độ dịch tần số xác loại bỏ độ lệch giá trị ước lượng thu Phương pháp SC không triệt hoàn toàn ICI từ sóng mang 50 lân cận ảnh hưởng nhiễu ICI chưa triệt hết tăng lên độ dịch tần số kích thước ký hiệu tăng lên Sự lựa chọn sử dụng phương pháp phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể Chẳng hạn sơ đồ tự triệt nhiễu không yêu cầu phần cứng phần mềm phức tạp Mặc dù vậy, làm giảm hiệu suất băng thông có dự phòng cho sóng mang Phương pháp ML đưa mức dự phòng tương tự cung cấp hiệu BER tốt hơn, ước lượng độ dịch tần số xác Việc thực thi phương pháp thực tế phức tạp phương pháp SC Mặt khác, phương pháp EKF không làm giảm hiệu suất băng thông độ dịch tần số đuợc ước lượng từ mào đầu chuỗi liệu khung Tuy nhiên thực thi phức tạp phương pháp Thêm vào đó, phương pháp yêu cầu chuỗi huấn luyện gửi trước gửi ký hiệu liệu cho việc ước lượng độ dịch tần số Nó bỏ việc thiết kế thu theo tiêu chuẩn 802.11a tiêu chuẩn xác định mào đầu cho khung Các mào đầu sử dụng chuỗi huấn luyện việc ước lượng độ dịch tần số Trong phần tự mô phỏng, đặc biệt quan tâm so sánh hiệu BER hệ thống sử dụng phương pháp SC hệ OFDM chuẩn %So sanh CIR cua he OFDM chuan va OFDM triet ICI theo so SC function CIR N = 16; n = (0:N-1); ep = linspace(0,.5, 100); for i = 1:100 S = sin(pi*(-n+ep(i)))./(N*sin(pi/N*(ep(i)-n))).*exp(j*pi*(1-1/N)*(ep(i)-n)); CIR(i) = abs(S(1))^2/sum(abs(S(2:N)).^2); end for i = 1:100 S_0 = sin(pi*(ep(i)))./(N*sin(pi/N*(ep(i)))).*exp(j*pi*(1-1/N)*(ep(i))); 51 S_1 = sin(pi*(-1+ep(i)))./(N*sin(pi/N*(ep(i)-1))).*exp(j*pi*(1-1/N)*(ep(i)-1)); S_2 = sin(pi*(1+ep(i)))./(N*sin(pi/N*(ep(i)+1))).*exp(j*pi*(1-1/N)*(ep(i)+1)); Stt = 0; for l = 2:2:N-1 St=-sin(pi*(l-1+ep(i)))./(N*sin(pi/N*(ep(i)+l-1))).*exp(j*pi*(1-/N)*(ep(i)+l1))+2*sin(pi*(l+ep(i)))./(N*sin(pi/N*(ep(i)+l))).*exp(j*pi*(1-1/N)*(ep(i)+l))sin(pi*(l+1+ep(i)))./(N*sin(pi/N*(ep(i)+l+1))).*exp(j*pi*(1-1/N)*(ep(i)+l+1)); Stt = abs(St).^2 + Stt; end CIR_SC(i) = abs(-S_1-S_2+2*S_0).^2/Stt; end figure plot(ep, 10*log10(CIR+eps),'k ','LineWidth',4) hold on plot(ep, 10*log10(CIR_SC+eps),'k','LineWidth',4) xlabel('Do dich tan so chuan \epsilon') ylabel('CIR (dB)') title('CIR theo \epsilon cua OFDM chuan va OFDM tu triet ICI') legend('CIR cua OFDM chuan', 'CIR cua so SC'); - %Ham tinh BER cua he OFDM triet ICI dung so SC function [BER,EbNo]=ofdm_sc(ep) %ep =0.3; EbNo=1:30; % NS = number of OFDM symbols to transmit NS = 100; % Modulation type modulation = 'psk'; M=2 % N = number of carriers in OFDM symbol 52 N = 52; % BPS = number of bits per OFDM symbol BPS = N*log2(M) % index for carriers in OFDM symbol carriers = (1:52) + 2; % IFFT size ifftsize = 256; %This is the self_cancellation emulator % Input Bit Stream is normally Distributed input_bit_stream = sign(randn(1,BPS*NS)); input_bit_stream(input_bit_stream == -1) = 0; % PERFORM SERIAL TO PARALLEL CONVERSION parallel_data =reshape(input_bit_stream, N, NS*log2(M)); % PERFORM MODULATION modulated_data = dmodce(parallel_data, 1, 1, modulation, M); % CREATE OFDM SYMBOLS odd_carriers = carriers(1:2:52); even_carriers = carriers(2:2:52); for ll= 1:length(ep) for l=1:length(EbNo) k = 1; for n = 1:NS ofdm_symbol1 = zeros(1,ifftsize); ofdm_symbol2 = zeros(1,ifftsize); % MAP to carriers ofdm_symbol1(odd_carriers) = modulated_data(k:k+25); ofdm_symbol1(even_carriers) = -modulated_data(k:k+25); ofdm_symbol2(odd_carriers) = modulated_data(k+26:k+51); ofdm_symbol2(even_carriers) = -modulated_data(k+26:k+51); % Time Signal to transmit 53 tx_signal1 = (ifft(ofdm_symbol1,ifftsize)); tx_signal2 = (ifft(ofdm_symbol2,ifftsize)); % DOPPLER SHIFT rx_signal1 = tx_signal1.*exp(j*pi*ep(ll)/ifftsize*(0:ifftsize-1)); rx_signal2 = tx_signal2.*exp(j*pi*ep(ll)/ifftsize*(0:ifftsize-1)); % ADD NOISE rx_signal1 = awgn(rx_signal1, EbNo(l),0); rx_signal2 = awgn(rx_signal2, EbNo(l),0); % FFT received_ofdm1 = fft(rx_signal1, ifftsize); received_ofdm2 = fft(rx_signal2, ifftsize); demod_sym1=.5*(received_ofdm1(odd_carriers)received_ofdm1(even_carriers)); demod_sym2=.5*(received_ofdm2(odd_carriers)received_ofdm2(even_carriers)); received_ofdm3 = [demod_sym1 demod_sym2]; % Extract data from carriers in OFDM symbol received_symbols(k:k+51) = received_ofdm3; k = k + 52; end % PERFROM DEMODULATION received_data = ddemodce(received_symbols, 1, 1, modulation, M); %PERFORM PARALLEL TO SERIAL CONVERSION output_bit_stream = reshape(received_data,1,N*NS*log2(M)); %CALCULATEBER BER(ll,l)=sum(xor(input_bit_stream,output_bit_stream))/length(input_bit_stream); end end % sosanh; 54 EbNo=1:30; [BER1,EbNo] =ofdm(0.05); [BER2,EbNo] =ofdm_sc(0.05); figure(1); semilogy(EbNo,BER1,'+-',EbNo,BER2,'o-'); title(' So sanh BER cua he OFDM chuan va he dung so SC voi \epsilon=0.05') xlabel('E_b/N_o') ylabel('BER') legend('ofdmnormal','ofdmsc') grid; [BER1,EbNo] =ofdm(0.15); [BER2,EbNo] =ofdm_sc(0.15); figure(2); semilogy(EbNo,BER1,'+-',EbNo,BER2,'o-'); title('So sanh BER cua he OFDM chuan va he dung so SC voi \epsilon=0.15') xlabel('E_b/N_o') ylabel('BER') legend('ofdmnormal','ofdmsc') grid; [BER1,EbNo] =ofdm(0.3); [BER2,EbNo] =ofdm_sc(0.3); figure(3); semilogy(EbNo,BER1,'+-',EbNo,BER2,'o-'); title('So sanh BER cua he OFDM chuan va he dung so SC voi \epsilon=0.3') xlabel('E_b/N_o') ylabel('BER') legend('ofdmnormal','ofdmsc') grid; - 55 Hình 4.9 CIR theo  hệ thống OFDM chuẩn sơ đồ SC 56 Hình4.10 So sánh BER hệ OFDM chuẩn hệ OFDM triệt ICI dùng sơ đồ SC 57 Hình 4.9 biểu diễn so sánh đường cong lý thuyết CIR sơ đồ tự triệt ICI tính biểu thức (4.14) với CIR hệ thống OFDM chuẩn xác định biểu thức (4.9) Rõ ràng CIR cải thiện nhều sử dụng sơ đồ tự triệt ICI Sự cải tiến lớn 15dB với 0[...]... thời gian lại cần tốt hơn Vấn đề ICI sẽ được nghiên cứu kỹ hơn ở chương 4 28 CHƢƠNG III THIẾT KẾ HỆ OFDM VÀ MÔ PHỎNG 3.1.CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ MỘT HỆ OFDM[ 2] Thiết kế một hệ OFDM phải lựa chọn giữa một loạt các thông số như các hệ thống thông tin khác Thông thường các thông số dùng cho thiết kế là: tốc độ bít, dải thông và trễ trải do kênh Việc thiết kế dựa vào các thông số trên để tính chu kỳ của... cách mạng của hệ thống thông tin Hệ thống thông tin di động thương mại được đưa vào ứng dụng tại Mỹ năm 1946, sử dụng băng tần 150MHz với khoảng cách kênh là 60KHz và số lượng kênh bị hạn chế là 3 kênh Đó là hệ thống bán song công Sau khi cải tiến, hệ thống IMTS MJ bao gồm 11 kênh ở băng tần 150Mhz và hệ thống ITMS MK bao gồm 12 kênh ở băng tần 459Mhz đã được sử dụng vào năm 1969 Đây là hệ thống song... thiện hơn nữa hiệu quả phổ và dung lượng dữ liệu của các hệ thống OFDM trong các ứng dụng WLAN Mạng di động thế hệ thứ ba và bốn cung cấp cho khách hàng tốc độ dữ liệu cao, phạm vi dịch vụ lớn như thông tin thoại, điện thoại truyền hình và truy cập Internet với tốc độ cao OFDM là một ứng cử viên tiềm năng của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ tư 1.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU 1.2.1... thống OFDM Hơn nữa, chúng ta sẽ giải thích mối quan hệ giữa các tham số OFDM khác nhau, so sánh sự khác nhau giữa OFDM và các hệ thống truyền thông đơn sóng mang 2.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG OFDM 2.1.1 Đặc điểm Hệ thống OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) là hệ thống truyền thông sử dụng nguyên lý ghép kênh phân chia theo tần số trực giao, hoạt động trên nguyên lý phát dữ liệu bằng... thể phục vụ cho vùng bán kính rộng đến 80km Cho đến nay, công nghệ thông tin vô tuyến đã có những phát triển vượt bậc trong những năm gần đây Hầu hết các hệ thống WLAN hiện nay dùng theo chuẩn IEEE802.11b, cung cấp tốc độ dữ liệu cực đại 11Mbps Các tiêu chuẩn WLAN mới như IEEE802.11a và HyperLAN2 dựa trên công nghệ OFDM cung cấp tốc độ dữ liệu tới 54Mbps Tuy nhiên trong tương lai gần các hệ thống sẽ yêu... và cuối ký hiệu tương ứng 2.3 ƢU NHƢỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG OFDM[ 3] 2.3.1.Ƣu điểm So với hệ điều chế đơn sóng mang, hệ OFDM có nhiều ưu điểm 2.3.1.1 Kháng nhiễu cao trên kênh pha ding chọn tần: 23 Tín hiệu OFDM có khả năng hoạt động tốt trên kênh fading chọn tần Kênh fading gây nên hiện tượng trễ trải nên gọi là kênh trải thời gian hay kênh chọn tần Đối với OFDM, dòng bít được chia thành các dòng nhánh... đó suy hao quan trọng nhất là hiện tượng fading Trong đó, OFDM với nhiều tần số sóng mang con, fading chỉ ảnh hưởng hữu hạn lên sóng mang con và vì rằng toàn bộ các sóng mang con băng hẹp nên với thông tin được điều chế trong chúng được truyền qua kênh một cách tin cậy, đảm bảo cung cấp chất lượng kết nối và truyền thông qua các kênh vô tuyến Hệ thống OFDM cho phép triển khai máy thu không cần bộ cân... ít được quan tâm Chỉ khi các công nghệ xử lý tín hiệu phát triển, đặc biệt với việc đề xuất sử dụng các thuật toán FFT/IFFT cho điều chế/ giải điều chế tín hiệu đa sóng mang, thuật toán chèn khoảng bảo vệ để tối thiểu hoá nhiễu giao thoa ISI và ICI đã đem đến nhiều ứng dụng khác nhau của hệ thống OFDM 14 Các sóng mang con trong hệ thống OFDM trực giao với nhau cho phép chúng được tách ở máy thu mà... 1   2 t (1.3) Phương trình trên liên hệ giữa độ dịch chuyển Doppler với vận tốc của máy di động và góc không gian giữa phương chuyển động của máy di động và phương tới của sóng Ta thấy nếu máy di động chuyển động về phía chiều tới của sóng, thì dịch chuyển Doppler là âm [2] 12 S l   X d Y v Hình1.1 Độ di tần Doppler 13 CHƢƠNG 2 : HỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG OFDM Kỹ thuật ghép kênh tần số trực giao... là rất ngẫu nhiên và rất khó khăn cho việc phân tích, tính toán Có hai loại mô hình truyền dẫn đã được sử dụng để nghiên cứu là: -Mô hình truyền dẫn phading quy mô lớn (large-scale phading) -Mô hình truyền dẫn phading quy mô nhỏ (small-scale phading) Ta chỉ xem xét các hiện tượng phading trong mô hình truyền dẫn phading quy mô nhỏ 1.2.3.1.Khái niệm phading Trong thông tin vô tuyến, tín hiệu từ nơi phát ... CHƯƠNG : HỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ MÔI TRƯỜNG .6 TRUYỀN DẪN 1.1 SỰ PHÁT TRIỂN HỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1.1 Hệ thống thông tin di động hệ thứ 1.1.2 Hệ thống thông tin di động hệ thứ... tin di động hệ thứ hai 1.1.3 Hệ thống thông tin di động hệ thứ 2.5 1.1.4 Hệ thống thông tin di động hệ thứ ba 1.1.5 Cuộc cách mạng hệ thống thông tin 1.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG... truyền số liệu Hệ thống mạng 2G bao gồm hệ thống : • IS-95 • GSM 1.1.3 Hệ thống thông tin di động hệ thứ 2.5 (2.5G) Hệ thống mạng 2.5G mạng chuyển tiếp hệ thống mạng di đ ộng hệ thứ (2G) thứ