Bài tập lớn tìm hiểu về công nghệ OFDMA trong LTE

Tìm hiểu về công nghệ OFDMA LTE Contents Lời nói đầu LTE (viết tắt cụm từ Long Term Evolution, có nghĩa Tiến hóa dài hạn), cơng nghệ coi công nghệ di động hệ thứ (4G) Vào giữa năm 2002, 4G là một khung nhận thức để thảo luận những yêu cầu của một mạng băng rộng tốc độ siêu cao tương lai mà cho phép hội tụ với mạng hữu tuyến cố định Tốc độ dữ liệu cao của những mạng di động tương lai sẽ đạt được bằng cách cải thiện hiệu quả phổ 4G sẽ sử dụng kỹ thuật OFDMA hướng xuống và SC-CDMA hướng lên, các kỹ thuật này có đặc điểm nổi trội sử dụng phổ tần hiệu quả, khả chống lại nhiễu ISI và MULTIPATH Ở bài viết này chúng ta sẽ tìm hiểu về công nghệ OFDMA LTE Đối với việc truyền dữ liệu nối tiếp qua giao tiếp vô tuyến tuyến người ta quyết định dùng một phương thức truyền mới LTE, phương thức này hoàn toànkhác biệt với giải pháp CDMA của UMTF Thay vì dùng một kênh truyền tải qua một dải tần rộng, người ta đã quyết định dùng một phương thức truyền gọi là orthogonal frequency Division Muntiple Access (đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao), viết tắt là OFDMA Lý dùng phương thức này là vì: - Nhiều bit được vận chuyển song song với nhau, lên tốc độ truyền mỗi kênh truyền tải có thể thấp nhiều so với tốc độ truyền dữ liệu tổng cộng, nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của việc suy giảm đa đường dẫn thời điểm đến nơi khác biệt đôi chút của tín hiệu từ các hướng khác - Tác dụng của suy hao đa đường dẫn và sự phân tán độ trễ sẽ trở lên độc lập với lượng giải tần được dùng cho kênh Khái niệm về OFDMA OFDMA là kỹ thuật đa truy nhập dựa nền tảng là OFDM được sử dụng các hệ thống tin di động băng rộng thay thế cho CDMA Nguyên lý hoạt động Trong OFDMA, vấn đề đa truy nhập được thực hiện bằng cách cung cấp cho mỗi người dùng một phần số các sóng mang có sẵn Bằng cách này, OFDM A tương tự phương thức đa truy nhập phân chia theo tần số thông thường (FDMA); nhiên nó không nhất thiết phải có giải phòng vệ lân cận rộng FDMA để tách biệt những người dùng khác Hình mô tả ví dụ về bảng tần số thời gian của OFDMA, đó có người dùng từ a đến g và mỗi người sử dụng một phần xác định của các sóng mang phụ có sẵn, khác với những người còn lại Hình 1: Ví dụ của biểu đồ số thời gian và OFDMA Thí dụ này là hỗn hợp của OFDMA và TDMA bởi vì mỗi người sử dụng chỉ phát khe thời gian, chứa hoặc vài symbol OFDM người sử dụng từ a đến g đều được đặt cố định (fix set) cho các sóng mang theo khe thời gian OFDMA nhảy tần Trong ví dụ trước của OFDMA, mỗi người sử dụng đều có một sự sắp đặt cố định cho sóng mang Có thể dễ dàng cho phép nhảy các sóng mang phụ theo khe thời gian mô tả hình Hình 2: Ví dụ của biểu đồ tần số thời gian với khe thời gian a, b, c đều có bước nhảy với khe thời gian Việc cho phép nhảy với các phương pháp nhảy khác cho phép mỗi người sử dụng làm biến đổi thật sự hệ thống OFDMA hệ thống CDMA nhảy tần Điều này có lợi là tính Phân tập theo tần số tăng lên bởi vì mỗi người sử dụng dùng toàn bộ băng thông có sẵn cũng có lợi về xuyên nhiễu trung bình, điều rất phổ biến đối với biến thể của CDMA Bằng cách sử dụng mã sửa lỗi hướng các bước nhảy, hệ thống có thể sửa cho các sóng mang phụ bị pha đinh sâu hay các sóng mang bị xuyên nhiễu bởi các người dùng khác Do đặc tính xuyên nhiễu và phađinh thay đổi với mỗi bước nhảy, hệ thống phụ thuộc vào lượng tín hiệu nhận được trung bình là phụ thuộc vào phađinh và lượng nhiễu trường hợp xấu nhất Ưu điểm của hệ thống OFDMA nhảy tần hẳn hệ thống DS-CDMA và MCCDMA là tương đối dễ dàng loại bỏ được xuyên nhiễu một tế bào bằng cách xử dụng mẫu nhảy trực giao một tế bào Một những ưu điểm vậy được mô tả hình cho N sóng mang phụ, nó luôn có thể tạo N mẫu nhảy trực giao Hình 3: Ví dụ về mẫu nhảy tần trực giao với tần số nhảy khác Truyền dữ liệu hướng xuống OFDM Hệ thống truyền dẫn đường xuống của LTE dựa công nhệ OFDM Như đã biết thì OFDM là một hệ thống truyền dẫn đường xuống hấp dẫn với nhiều lý khác Vì thời gian kí tự OFDM tương đối dài việc kết hợp với một tiền tố chu trình, nên OFDM cung cấp đủ mạnh để chống lại sự lựa chọn tần số kênh Mặc dù lý thuyết thì sự sai lệch tín hiệu kênh truyền chọn lọc tần số có thể được kiểm soát bằng kỹ thuật cân bằng tại phía thu, sự phức tạp của kỹ thuật cân bằng bắt đầu trở lên kém hấp dẫn việc triển khai đối với những thiết bị đầu cuối di động tại băng thông MHZ Vì vậy mà OFDM với khả vốn có việc chống lại fading lựa chọn tần số sẽ trở thành sự lựa chọn hấp dẫn cho đường xuống, đặc biệt được kết hợp với ghép kênh không gian Nguyên tắc đa truy nhập đường xuống OFDMA 6.1 OFDM Kế hoạch truyền dẫn đường xuống cho E-UTRAN chế độ FDD và TDD là được dựa OFDM truyền thống OFDM cũng được sử dụng WLAN, WIMAX và các công nghệ truyền quảng bá DVB OFDM cũng có một số lợi ích độ bền của nó với phađing đường và kiến trúc thu nhận hiệu quả của nó Ngoài OFDM còn có một số lợi ích khác như: - OFDM dễ dàng hỗ trợ cho việc phân bố băng thông một cách linh hoạt, bằng cách biến đổi băng tần sở thành các sóng mang để truyền đi, mỗi sóng mang được điều chế độc lập bởi một dòng dữ liệu tốc độ - thấp Hỗ trợ truyền dẫn broadcast/multicast, mà những thông tin giống được truyền từ nhiều trạm gốc + Một số đặc điểm bản của OFDM: - Sử dụng một số lượng tương đối lớn các sóng mang băng hẹp Truyền OFDM sử dụng vài trăm sóng mang được truyền một liên kết vô tuyến đến cùng một máy thu - dạng xung đơn giản hình 4.a Điều này đáp ứng phổ dạng sa ở mỗi sóng mang, minh họa hình 4.b - Những sóng mang được sắp xếp chặt chẽ miền tần số với khoảng cách giữa các sóng mang /Tu (hình 5), với Tu là khoảng thời gian điều chế symbol mỗi sóng mang Khoảng cách sóng mang bằng tốc độ điều chế mỗi sóng mang Hình 4: Dạng xung và phổ của mỗi sóng mang cho truyền OFDM bản Hình 5: Khoảng cách giữa các sóng mang OFDM Trong miền thời gian, một khoảng bảo vệ có thể được thêm vào mỗi ký hiệu để chống lại nhiễu liên ký hiệu OFDM kênh lan truyền trễ Trong E-UTRAN, các khoảng bảo vệ là một tiền tố vòng mà được chèn vào trước mỗi ký hiệu OFDM Trong thực tế, tín hiệu OFDM kênh lan truyền trễ Trong E-UTRAN, các khoảng bảo vệ là một tiền tố vòng mà được chèn vào trước mỗi ký hiệu OFDM Trong thực tế tín hiệu OFDM có thể được tạo bằng cách sử dụng IFFT (biến đổi Furier nhanh nghịch đảo) IFFT chuyển đổi số lượng N các ký hiệu dữ liệu phức được sử dụng các phễu để biến đổi tín hiệu miền tần số sang tín hiệu miền thời gian N điểm IFFT được minh họa hình 6, nơi mà có a(mN+n) tham chiếu tới ký hiệu dữ liệu điều chế sóng mang thứ n, khoảng thời gian mTu

Định dạng
Số trang	24
Dung lượng	2,34 MB