Nghiên cứu kỹ thuật STBC OFDM trong thông tin di động luận văn tốt nghiệp đại học

LỜI MỞ ĐẦU Sự bùng nổ nhu cầu thông tin vô tuyến nói chung thông tin di động nói riêng năm gần thúc đẩy phát triển công nghệ truyền thông vô tuyến Trong phải kể đến công nghệ MIMOOFDM, anten thông minh, … đặc biệt kỹ thuật MIMO-OFDM sử dụng hiệu việc hạn chế ảnh hưởng fading đa đường, nâng cao chất lượng dung lượng hệ thống thông tin vô tuyến Từ ưu điểm bật hệ thống MIMO kỹ thuật OFDM, việc kết hợp hệ thống MIMO kỹ thuật OFDM giải pháp hứa hẹn cho hệ thống vô tuyến băng rộng tương lai LTE, WiMAX … Trong phạm vi thời gian khả cho phép, thấy vai trò ngày quan trọng lĩnh vực thông tin di động kỹ thuật OFDM hệ thống MIMO Em chọn đề tài tốt nghiệp “ Nghiên cứu kỹ thuật STBC-OFDM thông tin di động” Nội dung đồ án gồm chương, chương lý thuyết chương cuối thực mô tín hiệu phần mềm Matlab: Chương 1: Kênh truyền vô tuyến Chương 2: Tổng quan kỹ thuật OFDM Chương 3: Hệ thống MIMO kỹ thuật STBC Chương 4: Kỹ thuật STBC-OFDM Chương 5: Kết mô Trong đồ án ta sâu vào việc tìm hiểu, nghiên cứu kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM kỹ thuật mã hóa khối không gianthời gian STBC Trong chương Tổng quan kỹ thuật OFDM trình bày cách đầy đủ lịch sử hình thành phát triển OFDM, nguyên lý khối chức hệ thống thu phát OFDM Về phần hệ thống MIMO kỹ thuật STBC, chương trình bày hệ thống MIMO thông tin vô tuyến, kỹ thuật phân tập, độ lợi hệ thống MIMO Phần cuối chương sâu vào việc tìm hiểu kỹ thuật mã hóa khối không gianthời gian STBC – kỹ thuật sử dụng phổ biến hiệu thông tin vô tuyến nhằm giảm ảnh hưởng fading, tăng dung lượng kênh truyền Mặc dù cố gắng nhiều, thời gia có hạn, khả dịch hiểu tài liệu chưa tốt nên nội dung Đồ án tránh khỏi thiếu sót Rất mong bảo, góp ý thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn cô giáo hướng dẫn TS Nguyễn Thị Quỳnh Hoa thầy cô khoa Điện tử Viễn thông thời gian qua tận tình giúp đỡ em nhiều tạo điều kiện để em hoàn thành Đồ án tốt nghiệp Nghệ An, tháng 01/2011 Sinh viên thực Nguyễn Bá Sơn CÁC TỪ VIẾT TẮT A ADSL A/D AWGN B BER BTS C CDMA CP CFO CSI D DAB DVB DFT rạc F FDM số FEC FFT nhanh I IEEE ICI ISI IDFT IFFT L LAN LTE LOS M MAN MIMO Asynchronous Digital Subscriber Line Analog/Digital Additive White Gaussian Noise Đường dây thuê bao số bất đối xứng Chuyển đổi tương tự-số Nhiễu Gauss trắng cộng Bit Error Rate Base Transceiver Station Tốc độ lỗi bit Trạm thu phát gốc Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo mã Tiền tố lặp Lệch tần số sóng mang Thông tin trạng thái kênh truyền Cycle Prefix Carrier Frequency Offset Channel State Information Digital Audio Broadcasting Digital Video Broadcasting Discrete Fourier Transform Phát số quảng bá Truyền hình số quảng bá Phép biến đổi Fourier rời Frequency Division Multiplexing Forward Error Control Fast Fourier Transform Ghép kênh chia theo tần Kiểm soát lỗi tiến Phép biến đổi Fourier Institute of Electrical and Electronics Engineers InterCarrier Interference InterSymbol Interference Inverse Discrete Fourier Transform Inverse Fast Fourier Transform Viện kỹ thuật điện điện tử Nhiễu liên sóng mang Nhiễu liên ký tự Phép biến đổi ngược Fourier rời rạc Phép biến đổi ngược Fourier nhanh Local Area Networks Long Term Evolution Line Of Sight Mạng máy tính cục Sự phát triển lâu dài Tầm nhìn thẳng Metropolitan Area Networks Multiple Input Multiple Output Mạng đô thị băng rộng Hệ thống đa đầu vào đa đầu MS ML MRC O OFDM OFDMA OLOS S SCE SCD STBC STTC W WiMAX WLAN WMAN Mobile Station Maximun Likelihood Maximal Ratio Combining Trạm di động Khả tối đa Kết hợp tỷ số tối đa Orthogonal Frequency Division Multiplexing Orthogonal Frequency Division Multiple Access Obstructed Line Of sight Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao Đa truy cập phân chia theo tần theo tần số trực giao Tầm nhìn thẳng bị che chắn Space-Time Encoding Space-Time Decoding Space Time Block Coding Space-Time Trellis Code Mã hóa không gian-thời gian Giải mã không gian-thời gian Mã hóa khối không gian thời gian Mã hóa lưới không gian thời gian Worldwide Interoperability for for Microwave Access Wireless Local Area Networks Wireless Metropolitan Area Networks CHƯƠNG Hay gọi Wireless MAN Mạng LAN không dây -Wireless LAN Mạng đô thị không dây KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN 1.1 Giới thiệu chương Trước vào nội dung đồ án, ta tìm hiểu kênh truyền tín hiệu vô tuyến Khi mà nhu cầu sử dụng môi trường vô tuyến để truyền tín hiệu ngày lớn thông dụng việc nghiên cứu tìm hiểu kênh truyền vô tuyến đặc tính trở nên quan trọng cần thiết Chương cung cấp cách ngắn gọn đặc điểm kênh truyền vô tuyến, vấn đề gây việc truyền thông tin số Những hiệu ứng truyền vô tuyến suy hao đường truyền, fading lựa chọn tần số, dịch Doppler trải trễ đa đường làm hạn chế hiệu việc truyền thông tin vô tuyến Hiểu truyền vô tuyến cần thiết trước sâu vào tìm hiểu kỹ thuật OFDM, hệ thống MIMO ứng dụng môi trường vô tuyến Chương cung cấp cách tổng quát hiệu ứng truyền quan trọng mở rộng vấn đề để xem xét hiệu ứng băng thông rộng 1.2 Khái niệm hệ thống thông tin vô tuyến Kênh truyền tín hiệu môi trường truyền sóng máy phát máy thu Trong kênh truyền vô tuyến lý tưởng, tín hiệu nhận bên thu truyền theo tầm nhìn thẳng (Line Of Sight) Tuy nhiên thực tế, kênh truyền tín hiệu vô tuyến chịu tác động nhiều yếu tố làm cho tín hiệu bị thay đổi Việc nghiên cứu đặc tính kênh truyền quan trọng chất lượng hệ thống truyền vô tuyến phụ thuộc vào đặc điểm Chất lượng hệ thống thông tin phụ thuộc nhiều vào kênh truyền, nơi mà tín hiệu truyền từ máy phát đến máy thu Tín hiệu phát đi, qua kênh truyền vô tuyến, bị cản trở nhà, núi non, cối …, bị phản xạ, tán xạ, nhiễu xạ…, tượng gọi chung fading Và kết máy thu, ta thu nhiều phiên khác tín hiệu phát Điều ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống thông tin vô tuyến Có ba chế ảnh hưởng đến lan truyền tín hiệu hệ thống di động: Phản xạ xảy khí sóng điện từ va chạm vào mặt phẳng với kích thước lớn so với bước sóng tín hiệu RF Hình 1.1 Truyền đa đường thông tin vô tuyến Nhiễu xạ xảy đường truyền sóng phía phát thu bị cản trở nhóm vật cản có mật độ cao kích thước lớn so với bước sóng Nhiễu xạ tượng giải thích cho nguyên nhân lượng RF truyền từ phía phát đến phía thu mà không cần đường truyền thẳng Nó thường gọi hiệu ứng chắn (shadowing) trường tán xạ đến thu bị chắn vật cản truyền xuyên qua Tán xạ xẩy sóng điện từ va chạm vào mặt phẳng lớn, gồ ghề làm cho lượng bị trải (tán xạ ) phản xạ tất hướng Trong môi trường thành phố, vật thể thường gây tán xạ cột đèn, cột báo hiệu, tán 1.3 Các đặc tính truyền vô tuyến 1.3.1 Suy hao tín hiệu đường truyền vô tuyến Trong trình truyền, tín hiệu vô tuyến trở nên bị yếu tỉ lệ với khoảng đường Khi tín hiệu truyền môi trường vô tuyến, sẻ bị suy hao đường truyền dài, vật cản nhà cửa, cối hiệu ứng đa đường Khi tín hiệu truyền thẳng, không bị ảnh hưởng vật cản tượng đa đường tín hiệu bị suy hao [3] Đó gọi suy hao không gian tự Diện tích hình cầu tỉ lệ với bình phương bán kính[3], không gian tự cường độ trường RF giảm tỉ lệ với bình phương khoảng cách Công suất thu không gian tự tính sau :  λ  =PT G T G R   (W) d  4π PR Trong : (1.1) PT công suất phát (W) GT GR độ lợi anten phát anten thu λ bước sóng sóng mang RF (m) d khoảng cách truyền tín hiệu từ anten phát tới anten thu (m) Hình 1.2 Tín hiệu bị ảnh hưởng fading, Shadowing Pathloss Hình 1.2 mô tả cường độ tín hiệu thu theo khoảng cách truyền môi trường vô truyến Ta thấy cường độ tín hiệu thu bị suy giảm dần khoảng cách d tăng lên Khi tín hiệu bị suy hao không gian tự cộng thêm với tượng đa đường, shadowing tín hiệu sẻ bị nhiễu nặng biểu diễn hình (được ký hiệu pathloss + fading + shadowing) [1] Suy hao không gian tự phụ thuộc vào khoảng cách tần số sóng mang Suy hao biểu diễn đường thẳng xuống dốc (là đường pathloss) hình Công thức tính suy hao không gian tự sau :  4πd  L = 20 log   λ  (1.2) Với d [m], λ [m] khoảng cách truyền tín hiệu bước sóng sóng vô tuyến 1.3.2 Hiệu ứng đa đường (Multipath effects ) Trong hệ thống thông tin vô tuyến, sóng xạ điện từ thường không truyền trực tiếp đến anten thu Điều xảy nơi phát nơi thu tồn vật cản trở truyền sóng trực tiếp Do vậy, sóng nhận chồng chập sóng đến từ hướng khác phản xạ, khúc xạ, tán xạ từ nhà, cối vật thể khác Hiện tượng gọi truyền sóng đa đường (Multipath propagation)[1] Hình 1.3 Các tượng đa đường môi trường vô tuyến Do tượng đa đường, tín hiệu thu tổng tín hiệu phát Các bị suy hao, trễ, dịch pha có ảnh hưởng lẫn Ngoài truyền tín hiệu số, đáp ứng xung bị méo qua kênh truyền đa đường nơi thu nhận đáp ứng xung độc lập khác Hiện tượng gọi phân tán đáp ứng xung (impulse dispersion) 1.3.3 Hiệu ứng che chắn fading chậm Ta định nghĩa Coherence time thời gian mà kênh truyền thay đổi không đáng kể Nếu coherence time nhỏ chu kỳ tín hiệu dải gốc ta gọi kênh truyền fading nhanh (fast fading), ngược lại coherence time lớn chu kỳ tín hiệu ta gọi kênh truyền kênh truyền fading chậm (slow fading) Hiệu ứng che chắn(Shadowing) xảy có vật chướng ngại tự nhiên đồi núi hay building trạm thu phát gốc BTS trạm di động MS[4] Hình 1.4 Shadowing truyền vô tuyến Các vật trở ngại tạo hiệu ứng shadowing, hiệu ứng làm giảm cường độ tín hiệu đầu thu.[4] Khi MS di chuyển, cường độ tín hiệu thay đổi phụ thuộc vật cản trở nằm trạm BTS trạm di động MS Tuy nhiên, tượng xảy khoảng cách lớn, nên tốc độ biến đổi chậm Hay không ổn định cường độ tín hiệu ảnh hưởng đến hiệu ứng che chắn gọi suy hao chậm Vì hiệu ứng gọi Fading chậm (slow fading) 1.3.4 Dịch Doppler fading nhanh Dịch Doppler gây chuyển động tương đối máy phát máy thu trình bày hình 1.5 Bản chất tượng phổ tín hiệu thu bị xê lệch so với tần số trung tâm khoảng gọi tần số Doppler [9] Mật độ phổ tín hiệu thu bị ảnh hưởng hiệu ứng Doppler Jake tìm năm 1974 Và gọi phổ Jake Ý nghĩa phổ tín hiệu giải thích sau: giả thiết tín hiệu phát tần số sóng mang f 0, tín hiệu thu không nhận xác tần số sóng mang f mà bị dịch hai phía với độ dịch f D,max hình 1.5 Sự dịch tần số ảnh hưởng đến đồng nhiều hệ thống 10 % Gaussian noise of unit variance, mean nt = 1/sqrt(2)*[randn(1,nSym*(64+nTap-1)) + 1i*randn(1,nSym*(64+nTap1))]; ntcp = 1/sqrt(2)*[randn(1,nSym*(80+nTap-1)) + 1i*randn(1,nSym*(80+nTap-1))]; % Adding noise, the term sqrt(80/64) is to account for the wasted energy due to cyclic prefix yt = sqrt(64/64)*xt + 10^(-EsN0dB(ii)/20)*nt; ytcp = sqrt(80/64)*xtcp + 10^(-EsN0dB(ii)/20)*ntcp; % Receiver yt = reshape(yt.',64+nTap-1,nSym).'; % formatting the received vector into symbols yt=yt(:,[1:64]); ytcp = reshape(ytcp.',80+nTap-1,nSym).'; ytcp = ytcp(:,[17:80]); % removing cyclic prefix % converting to frequency domain yF = (sqrt(nDSC)/nFFT)*fftshift(fft(yt.')).'; yFcp = (sqrt(nDSC)/nFFT)*fftshift(fft(ytcp.')).'; % equalization by the known channel frequency response yF = yF./hF; yFcp = yFcp./hF; % extracting the required data subcarriers yMod = yF(:,[6+[1:nBitPerSym/2] 7+[nBitPerSym/2+1:nBitPerSym] ]); yModcp = yFcp(:,[6+[1:nBitPerSym/2] 7+ [nBitPerSym/2+1:nBitPerSym] ]); % BPSK demodulation % +ve value > 1, -ve value > -1 ipModHat = 2*floor(real(yMod/2)) + 1; ipModHat(find(ipModHat>1)) = +1; ipModHat(find(ipModHat1)) = +1; ipModHatcp(find(ipModHatcp0.5 Z(i)=1; else Z(i)=0; end end Z_backup = Z; m = 64 ; k = log2(m); %dieu che m-ary 70 % convert from bit sequences Z to symbol sequences S Z = reshape(Z,k,length(Z)/k); S = zeros(1,size(Z,2)); for a = : size(Z,2) for b = : size(Z,1) S(a) = S(a) + Z(b,a)*2^(b-1); end end Z = Z_backup; S1 = S; %dieu che qam S = qammod(S,m); sigma = [0:1:8]; for ii = 1:length(sigma) %S/PS_SP = reshape(S,N,length(S)/N); size(S_SP) %ifft S_ifft = ifft(S_SP).*sqrt(N); %P/S S_PS=reshape(S_ifft,1,length(S)); %Tin hieu phat X = S_PS; % Kenh truyen-AWGN sigma1(ii) = 10^(-sigma(ii)/10); noise = sqrt(sigma1(ii))*randn(1,length(X)); % PHIA THU Y = X + noise; % OFDM %S/P Y_SP = reshape(Y,N,length(Y)/N); %FFT Y_FFT = fft(Y_SP)./sqrt(N); %P/S Y_PS = reshape (Y_FFT,1,length(Y)); %M-ary demod Y_thu = qamdemod(Y_PS,m); 71 %Chuyen tu symbol sequences -> bit sequences Y_thu = de2bi(Y_thu); Y_thu = reshape(Y_thu',1,length(Z)); %dem loi dem = 0; lech = abs(Y_thu-Z); for i = 1:length(Z) if lech(i)~=0 dem = dem + 1; end end sobitloi = dem ber(ii) = sobitloi/length(Z) end figure(1) grid on semilogy(sigma,ber,'ks-','linewidth',2); hold on xlabel('SNR'); ylabel('Bit Error Rate'); clear all Nbit = 12800*6; %so luong bits %N = 256; %so kenh 52 doi voi 802.11a %N_FFT = 256; %kich co FFT %N_data = 256; %so symbol m-ary tren mot OFDM symbol Z = randn(1,Nbit); %tao chuoi bits for i=1:length(Z) if Z(i)>0.5 Z(i)=1; else Z(i)=0; end end Z_backup = Z; m = 64 ; k = log2(m); %dieu che m-ary % convert from bit sequences Z to symbol sequences S Z = reshape(Z,k,length(Z)/k); S = zeros(1,size(Z,2)); 72 for a = : size(Z,2) for b = : size(Z,1) S(a) = S(a) + Z(b,a)*2^(b-1); end end Z = Z_backup; S1 = S; %dieu che qam S = qammod(S,m); sigma = [0:1:8]; for ii = 1:length(sigma) % Kenh truyen-AWGN sigma1(ii) = 10^(-sigma(ii)/10); noise = sqrt(sigma1(ii))*randn(1,length(S)); % PHIA THU Y = S + noise; % OFDM %M-ary demod Y_thu = qamdemod(Y,m); %Chuyen tu symbol sequences -> bit sequences Y_thu = de2bi(Y_thu); Y_thu = reshape(Y_thu',1,length(Z)); %dem loi dem = 0; lech = abs(Y_thu-Z); for i = 1:length(Z) if lech(i)~=0 dem = dem + 1; end end sobitloi = dem ber(ii) = sobitloi/length(Z) end semilogy(sigma,ber,'bo-','linewidth',2); grid on; 73 hold off; xlabel('SNR'); ylabel('Bit Error Rate'); title('So sanh BER tin hieu OFDM va QAM'); legend( 'Dieu che OFDM', 'Dieu che QAM');  BER với 2Tx, 1Rx Alamouti STBC % Chuong trinh tinh BER cho dieu che BPSK kenh truyen Rayleigh fading % voi mo hinh Ma Hoa Khoi Khong Gian-Thoi Gian Alamouti STBC % Thuc hien voi anten phat, anten thu clear N = 10^6; % number of bits or symbols Eb_N0_dB = [0:25]; % multiple Eb/N0 values for ii = 1:length(Eb_N0_dB) %%%% BO PHAT %%%%%%%%%%%% ip = randint(1,N); % tao chuoi bit ngau nhien s = 2*ip-1; % Dieu che BPSK -> -1; -> %%%%% Alamouti STBC %%%%% sCode = zeros(2,N);%tao ma tran voi 2xN sCode(:,1:2:end) = (1/sqrt(2))*reshape(s,2,N/2); % [x1 x2 ] sCode(:,2:2:end) = (1/sqrt(2))*(kron(ones(1,N/2),[1;1]).*flipud(reshape(conj(s),2,N/2))); % [-x2* x1* ] h = 1/sqrt(2)*[randn(1,N) + j*randn(1,N)]; % Kenh truyen Rayleigh hMod = kron(reshape(h,2,N/2),ones(1,2)); % repeating the same channel for two symbols n = 1/sqrt(2)*[randn(1,N) + j*randn(1,N)]; % nhieu Gauss trang % Channel and noise Noise addition y = sum(hMod.*sCode,1) + 10^(-Eb_N0_dB(ii)/20)*n; %%%%% BO THU %%%%% yMod = kron(reshape(y,2,N/2),ones(1,2)); % [y1 y1 ; y2 y2 ] yMod(2,:) = conj(yMod(2,:)); % [y1 y1 ; y2* y2* ] 74 % forming the equalization matrix hEq = zeros(2,N); hEq(:,[1:2:end]) = reshape(h,2,N/2); % [h1 ; h2 ] hEq(:,[2:2:end]) = kron(ones(1,N/2),[1;-1]).*flipud(reshape(h,2,N/2)); % [h1 h2 ; h2 -h1 ] hEq(1,:) = conj(hEq(1,:)); % [h1* h2* ; h2 -h1 ] hEqPower = sum(hEq.*conj(hEq),1); yHat = sum(hEq.*yMod,1)./hEqPower; %[h1*y1+h2y2*,h2*y1-h1y2*, ] yHat(2:2:end) = conj(yHat(2:2:end)); % receiver - hard decision decoding ipHat = real(yHat)>0; % counting the errors nErr(ii) = size(find([ip- ipHat]),2);%tinh so bits loi end simBer = nErr/N; % simulated ber EbN0Lin = 10.^(Eb_N0_dB/10); Ber_nRx1 = 0.5.*(1-1*(1+1./EbN0Lin).^(-0.5)); p = 1/2 - 1/2*(1+1./EbN0Lin).^(-1/2); BerMRC_nRx2 = p.^2.*(1+2*(1-p)); pAlamouti = 1/2 - 1/2*(1+2./EbN0Lin).^(-1/2); BerAlamouti_nTx2_nRx1 = pAlamouti.^2.*(1+2*(1-pAlamouti)); close all figure semilogy(Eb_N0_dB,Ber_nRx1,'bp-','LineWidth',2); hold on semilogy(Eb_N0_dB,BerMRC_nRx2,'kd-','LineWidth',2); semilogy(Eb_N0_dB,BerAlamouti_nTx2_nRx1,'mo-','LineWidth',2); axis([0 25 10^-5 0.5]) grid on xlabel('Eb/No, dB'); ylabel('Bit Error Rate'); title('BER cho DieuChe BPSK voi Alamouti STBC'); legend('nTx=1,nRx=1', 'nTx=1,nRx=2,MRC', 'nTx=2,nRx=1,Alamouti'); 75  BER với 2Tx, 2Rx Alamouti STBC % %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% % Script for computing the BER for BPSK modulation in a % Rayleigh fading channel with Alamouti Space Time Block Coding % Two transmit antenna, Two Receive antenna clear N = 10^6; % so biet dau vao Eb_N0_dB = [0:25]; % cac gia tri Eb/N0 tren truc nRx = 2; for ii = 1:length(Eb_N0_dB) % phat ip = randint(1,N); % tao chuoi bit ngau nhien s = 2*ip-1; % BPSK modulation -> -1; -> % Alamouti STBC sCode = 1/sqrt(2)*kron(reshape(s,2,N/2),ones(1,2)) ; % kenh truyen h = 1/sqrt(2)*[randn(nRx,N) + j*randn(nRx,N)]; % Rayleigh channel n = 1/sqrt(2)*[randn(nRx,N) + j*randn(nRx,N)]; % white gaussian noise, 0dB variance y = zeros(nRx,N); yMod = zeros(nRx*2,N); hMod = zeros(nRx*2,N); for kk = 1:nRx hMod = kron(reshape(h(kk,:),2,N/2),ones(1,2)); % lap lai kenh cho symbol hMod = kron(reshape(h(kk,:),2,N/2),ones(1,2)); temp = hMod; hMod(1,[2:2:end]) = conj(temp(2,[2:2:end])); hMod(2,[2:2:end]) = -conj(temp(1,[2:2:end])); % kenh cong nhieu y(kk,:) = sum(hMod.*sCode,1) + 10^(-Eb_N0_dB(ii)/20)*n(kk,:); 76 % phia thu yMod([2*kk-1:2*kk],:) = kron(reshape(y(kk,:),2,N/2),ones(1,2)); % ma tran truyen hEq([2*kk-1:2*kk],:) = hMod; hEq(2*kk-1,[1:2:end]) = conj(hEq(2*kk-1,[1:2:end])); hEq(2*kk, [2:2:end]) = conj(hEq(2*kk, [2:2:end])); end % equalization (su ngang nhau) hEqPower = sum(hEq.*conj(hEq),1); yHat = sum(hEq.*yMod,1)./hEqPower; % [h1*y1 + h2y2*, h2*y1 -h1y2*, ] yHat(2:2:end) = conj(yHat(2:2:end)); % Giai ma quyet dinh (cung) ipHat = real(yHat)>0; % dem loi nErr(ii) = size(find([ip- ipHat]),2); % tinh so bits loi end Ber = nErr/N; % mo phong ber EbN0Lin = 10.^(Eb_N0_dB/10); Ber_nRx1 = 0.5.*(1-1*(1+1./EbN0Lin).^(-0.5)); p = 1/2 - 1/2*(1+1./EbN0Lin).^(-1/2); BerMRC_nRx2 = p.^2.*(1+2*(1-p)); pAlamouti = 1/2 - 1/2*(1+2./EbN0Lin).^(-1/2); BerAlamouti_nTx2_nRx1 = pAlamouti.^2.*(1+2*(1-pAlamouti)); close all figure semilogy(Eb_N0_dB,Ber_nRx1,'bp-','LineWidth',2); hold on semilogy(Eb_N0_dB,BerMRC_nRx2,'kd-','LineWidth',2); semilogy(Eb_N0_dB,BerAlamouti_nTx2_nRx1,'c+-','LineWidth',2); semilogy(Eb_N0_dB,Ber,'mo-','LineWidth',2); axis([0 25 10^-5 0.5]) grid on xlabel('Eb/No, dB'); ylabel('Bit Error Rate'); 77 title('BER cho DieuChe BPSK voi 2Tx,2Rx Alamouti STBC'); legend('nTx=1,nRx=1', 'nTx=1,nRx=2,MRC', 'nTx=2,nRx=1,Alamouti', 'nTx=2,nRx=2, Alamouti');  STBC-OFDM %code mo phong he thong STBC - OFDM , dong thoi so sanh ber tren kenh %truyen Rayleigh fading clear all; close all; clc N_trial = 1000; % so lan thu M_QAM = 4; % MQAM modulation level used %======LTE downlink timing settings============== N_slot = 1;%Number of time slots (each with a length of 0.5ms) in a LTE frame N_sym_slot = 7; % number of OFDM symbols in a time slot in a LTE frame, i.e., normal mode in "Downlink Control Channel Design for 3GPP LTE", WCNC 2008 sym_pos = [1:N_slot*N_sym_slot]; % position indices of all considered (data/pilot) OFDM symbols pilot_pos = [2]; % positions of pilot OFDM symbols in a burst of "N_slot*N_sym_slot=14" considered OFDM symbols SNR = [0:2:25]; data_pos = data_sym_index_gen(N_slot*N_sym_slot,pilot_pos); % generate positions of data OFDM symbols (given the pilot OFDM symbols' position) N_data_sym = length(data_pos); % number of data OFDM symbols in a considered burst N_pilot_sym = length(pilot_pos); % number of used pilot OFDM symbols N_sym = N_data_sym + N_pilot_sym; % total number of data and pilot OFDM symbols in a burst %============== OFDM settings -L = 3; % number of resolvable multipaths < N_cp N_fft =128; % FFT size used, must be set according to the PILOT pregenerated [...]... sâu vào việc tìm hiểu kỹ thuật mã hóa khối không gian thời gian STBC – một kỹ thuật được sử dụng khá phổ biến và hiệu quả trong thông tin vô tuyến nhằm giảm ảnh hưởng của fading, tăng dung lượng kênh truyền 3.2 Kỹ thuật phân tập (Diversity) Một trong những kỹ thuật hiệu quả nhất để giảm hiệu ứng của fading đa đường là sử dụng kỹ thuật phân tập .Trong hệ thống thông tin di động, kỹ thuật phân tập sử dụng... khối FFT tại bộ thu và bộ phát tín hiệu 2.7 Ứng dụng kỹ thuật OFDM trong thông tin di động Phát quảng bá số : - Phát thanh số DAB - Truyền hình số DVB Thông tin hữu tuyến : - ADSL - HDSL Thông tin vô tuyến : - WLAN : 802.11a/g/n (Wifi) - WMAN : 802.16 (WiMax) - Di di động 4G LTE 2.8 Kết luận chương Qua chương này, ta đã tìm hiểu được thế nào là kỹ thuật OFDM, biết được lịch sử hình thành và phát triển... chương sau ta sẻ đi tìm hiểu một kỹ thuật nhằm hạn chế chúng là kỹ thuật điều chế OFDM – một kỹ thuật được ứng dụng rất rộng và hiệu quả trong thông tin vô tuyến hiện nay 13 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT OFDM 2.1 Giới thiệu chương Thập kỹ qua đã chứng kiến nhiều nghiên cứu chuyên sâu trong việc ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) cho các hệ thống truyền thông băng rộng đang phát triển... triển của kỹ thuật số làm cho kỹ thuật điều chế OFDM được sử dụng ngày càng trở nên rộng rãi Thay vì sử dụng IDFT và DFT 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 Ngày nay kỹ thuật OFDM còn kết hợp với các phương pháp mã kênh sử dụng trong thông tin vô tuyến Các hệ thống này còn được gọi với khái niệm là COFDM (Coded OFDM) Trong các... dụng OFDM cho thông tin di động  L Cimini , phân tích và mô phỏng kênh mobile kỷ thuật số sử dụng OFDM  1987 Alard & Lasalle: COFDM cho phát thanh truyền hình kỷ thuật số  Tháng 9 năm 1988, TH-CSF LER, lần đầu tiên thử nghiệm Ti vi kỷ thuật số trong OFDM, tại khu vực Pari 15  1994: Phương pháp và thiết bị cho đa truy nhập giữa các thiết bị thu phát trong thông tin vô tuyến sử dụng trải phổ OFDM. .. thác viễn thông khi cung cấp dịch vụ cho những khách hàng tiềm năng Kỹ thuật OFDM nằm trong một lớp các kỹ thuật điều chế đa sóng mang trong thông tin vô tuyến Ý tưởng chính trong kỹ thuật OFDM là việc chia lượng dữ liệu trước khi phát đi thành N luồng dữ liệu song song có tốc độ thấp hơn và phát mỗi luồng dữ liệu đó trên một sóng mang con khác nhau Các sóng mang 16 này là trực giao với nhau trong miền... đời của kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao – OFDM Đây chính là một bước đột phá trong thị trường truy cập vô tuyến băng rộng Kỹ thuật OFDM do R.W Chang phát minh năm 1966 ở Mỹ Trong những thập kỹ vừa qua nhiều công trình khoa học về kỹ thuật này đã được thực hiện ở khắp nơi trên thế giới Đặc biệt là công trình khoa học của Weistein và Ebert đã chứng minh rằng phép điều chế OFDM có thể... chồng phổ Kỹ thuật OFDM có thể tiết kiệm được khoảng 50% băng thông hệ thống so với kỹ thuật FDM Hình 2.1 Phổ tín hiệu OFDM , đơn sóng mang và đa sóng mang Kỹ thuật OFDM được thiết kế để hoạt động trong các điều kiện môi trường kết nối đa dạng từ có tầm nhìn thẳng LOS đến đường dẫn thẳng bị che chắn OLOS và không có đường dẫn thẳng NLOS Đây chính là ưu điểm của 17 kỹ thuật OFDM Trong môi trường không... cách mạnh mẽ fading đa đường[5] OFDM là một dạng đặc biệt của kỹ thuật điều chế đa sóng mang, nguyên lý cơ bản của phương pháp là sử dụng kỹ thuật đa sóng mang để truyền một lượng lớn ký tự tại cùng một thời điểm Chương này sẽ trình bày một cách khá đầy đủ về kỹ thuật OFDM, lịch sử hình thành và phát triển của OFDM, nguyên lý cơ bản và các khối chức năng trong hệ thống thu phát OFDM 2.2 OFDM và sự hình... WLAN  2005 : Đề cử chuẩn mạng di động tế bào 3.75G (3GPP & 3GPP2 Long Term Evolution) đặt tên là Truy cập gói OFDM tốc độ cao (HSOPA – High Speed OFDM Packet Access )  2005 : Đề cử cho tiêu chuẩn mạng 4G (CJK)  Others : Optical OFDM, DSL (biến thể của kỷ thuật OFDM) 2.3 Nguyên lý cơ bản của OFDM Một trong những yêu cầu chính trong hệ thống băng rộng là khả năng hoạt động trong các điều kiện tầm nhìn ... hưởng fading, tăng dung lượng kênh truyền 3.2 Kỹ thuật phân tập (Diversity) Một kỹ thuật hiệu để giảm hiệu ứng fading đa đường sử dụng kỹ thuật phân tập .Trong hệ thống thông tin di động, kỹ thuật. .. hiểu kỹ thuật nhằm hạn chế chúng kỹ thuật điều chế OFDM – kỹ thuật ứng dụng rộng hiệu thông tin vô tuyến 13 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT OFDM 2.1 Giới thiệu chương Thập kỹ qua chứng kiến nhiều nghiên. .. thuật STBC- OFDM 47 CHƯƠNG KỸ THUẬT STBC - OFDM 4.1 Giới thiệu chương Sự bùng nổ nhu cầu thông tin vô tuyến nói chung thông tin di động nói riêng năm gần thúc đẩy phát triển công nghệ truyền thông