Kỹ thuật điều chế OFDM và ứng dụng trong truyền hình số mặt đất DVB t

Feb 12 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình kỹ thuật số DVB-T Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T LỜI NÓI ĐẦU rong năm gần đây, ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM ( Orthogonal Frequency Division Multiplexing ) đề xuất chuẩn hoá cho truyền thông tốc độ cao Hiện công nghệ OFDM ứng dụng rộng rãi tiêu chuẩn viễn thông hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T , phát số DAB , hay mạng truy nhập internet băng rộng ADSL…Trong tương lai công nghệ ứng dụng nhiều lĩnh vực hệ thống truy nhập internet không dây băng rộng WiMAX theo tiêu chuẩn IEEE 802.16a , xây dựng hệ thống di động toàn cầu giới hệ thứ Ngoài kỹ thuật OFDM kết hợp với nhiều kỹ thuật khác kỹ thuật phân tập anten phát thu (MIMO technique) nhằm nâng cao dung lượng kênh vô tuyến kết hợp với công nghệ CDMA nhằm mục đích đa truy cập mạng Tại Việt Nam , hệ thống ADSL hay truyền hình số mặt đất DVB-T khai thác sử dụng Trong tương lai không xa hệ thống phát số DRM DAB hay mạng máy tính không dây HiperLAN ,IEEE 802.11a,g chắn triển khai Chính , kỹ thuật OFDM tảng kỹ thuật truyền dẫn vô tuyến , có ý nghĩa thực tế công nghệ tiên tiến , lựa chọn tương lai Do , em lựa chọn nghiên cứu “ Kỹ thuật OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T ” làm đề tài nghiên cứu cho đồ án Mục đích đồ án hiểu chất ,các ưu , nhược điểm kỹ thuật điều chế , cách thức tạo tín hiệu vấn đề liên quan đến chất lượng hệ thống OFDM Qua đó, nghiên cứu áp dụng kỹ thuật hệ thống thực tế , truyền hình kỹ thuật số DVB-T để thấy rõ việc khai thác ưu điểm OFDM môi trường truyền mặt đất với tốc độ truyền cao Và để hiểu -1Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Feb 12 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình kỹ thuật số DVB-T Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T rõ chất kỹ thuật điều chế , phạm vi đồ án , em thực việc mô hệ thu , phát OFDM đơn giản sử dụng hệ thống DVB-T chế độ 2K Trong trình thực đồ án , em xin chân thành cảm ơn PGS –TS Nguyễn Quốc Trung tận tình hướng dẫn , giúp đỡ em để hoàn thiện tốt đồ án Hà Nội , 08/2013 Học Viên Thực Hiện Nguyễn Thế Thắng – KTTT2 -2Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Feb 12 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình kỹ thuật số DVB-T Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T TÓM TẮT ĐỒ ÁN ỹ thuật ghép kênh đa sóng mang trực giao (OFDM) dạng đặc biệt kỹ thuật truyền đa sóng mang ,tại dòng liệu đơn phát với tốc độ thấp nhờ sóng mang phụ Đây lí sử dụng OFDM có khả chống nhiễu fading lựa chọn tần số nhiễu băng hẹp Trong hệ thống đơn sóng mang ,việc suy giảm hay nhiễu gây nên hỏng hoàn toàn liệu hệ thống đa sóng mang ,chỉ lượng nhỏ sóng mang phụ bị ảnh hưởng Sau việc sử dụng mã sửa sai khắc phụ điều Trực giao mối quan hệ toán học xác tần số sóng mang phụ hệ thống Nếu sóng mang không mong muốn bị nén xuống tần số mà miền thời gian số nguyên lần khoảng thời gian ký hiệu (T) Do coi sóng mang gần độc lập (trực giao) khoảng cách sóng mang 1/T.Nhờ vậy, biên tần sóng mang chồng lên bên thu thu tín hiệu mà không bị nhiễu sóng mang liền sát Vào năm 1971 ,Weinstein Ebert ứng dụng biến đổi Furie rời rạc (DFT) vào thu phát OFDM Do sử dụng biến đổi DFT tính toán giá trị tương quan với tần số trung tâm sóng mang thu tín hiệu bên phát COFDM dạng điều chế OFDM có thêm mã sửa sai.COFDM đặc biệt thích hợp với hệ thống quảng bá mặt đất Vì có khả chịu hiệu ứng đa đường với độ trải trễ lớn tín hiệu bên thu Điều cho phép sử dụng mạng đơn tần SFN mạng máy phát gửi tín hiệu tần số Do đó, COFDM lựa chọn cho hai chuẩn phát quảng bá gần DAB DVB-T -3Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Feb 12 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình kỹ thuật số DVB-T Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T ABSTRACT Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is a special case of multicarrier transmission, where a single datastream is transmitted over a number of lower ratesubcarriers One of the main reasons to use OFDM is to increase the robustness against frequency-selective fading or narrowband interference In a single carrier system, a single fade or interferer can cause the entire link to fail, but in a multicarrier system, only a small percentage of the subcarriers will be affected Error correction coding can then be used to correct for the few erroneous subcarriers The word orthogonal indicates that there is a precise mathematical relationship between the frequencies of the carriers in the system If the other carriers all beat down the frequencies that, in the time domain, have a whole number of cycles in the symbol period T, then the integration process results in zero contribution from all these other carriers Thus, the carriers are linearly independent ( orthogonal) if the carrier spacing is a multiple of 1/T Thus ,howerver the sidebands of the individual carriers overlap, the signals are still received without adjacent carrier interference In 1971, Weinstein and Ebert applied the discrete Fourier transform (DFT) to parallel data transmission systems as part of the modulation and demodulation process.Therefore, if we use DFT at the receiver and calculate correlation values with the center of frequency of each subcarrier, we recover the transmitted data with no crosstalk Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing (COFDM) is a form of OFDM ,in which the forward error-correction coding is applied COFDM is particularly well-suited to the needs of the terrestrial broadcasting channel COFDM can cope with high levels of multipath propagation, with a wide spread of delays between the received signals This leads to the concept of single-frequency networks in which many transmitters send the same signal on the same frequency, generating “artificial multipath” -4Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Feb 12 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình kỹ thuật số DVB-T Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T COFDM has therefore been chosen for two recent new standards for broadcasting – DAB and DVB-T -5Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Feb 12 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình kỹ thuật số DVB-T Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG -6Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Feb 12 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình kỹ thuật số DVB-T Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T BẢNG GIẢI NGHĨA CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt ADSL Tiếng Anh Asymmetric Digital Subscriber Line Tiếng Việt Mạng số truy cập internet AWGN BER BPSK CIR Additive White Gaussian Noise Bit - Error -Rate Binary Phase Shift Keying Channel Impulse Response băng rộng Nhiễu tạp âm trắng Tỷ lệ lỗi bit Điều chế pha nhị phân Đáp ứng xung kênh Coded Orthogonal Frequency truyền Ghép kênh phân chia theo Division Multiplexing tần số trực giao có mã sửa Cyclic Prefix Digital Audio Broadcasting sai Tiền tố lặp Hệ thống phát số DFT DVB-T Discrete Fourier Transform Digital Video Broadcasting truyền số liệu tốc độ cao Biến đổi Furie rời rạc Hệ thống truyền hình số mặt FDM forTerrestrial Transmission Mode Frequency Division Multiplexing đất Ghép kênh phân chia theo FEC FFT HyperLan/2 Forward Error Corection Fast Furie Transform High Performance Local Area tần số Mã sửa sai hướng tới trước Biến đổi Furie nhanh Mạng cục máy tính ICI IDFT Network type Intercarrier Interference Inverse Discrete Fourier Transform không dây Nhiễu liên kênh Biến đổi Furie rời rạc IEEE Institute of Electrical and ngược Tổ chức kỹ nghệ điện IFFT Electronics Engineers Inverse Fast Furie Transform điện tử Biến đổi nhanh –ngược Intersymbol Interference Least Square Furie Nhiễu xuyên ký tự Kỹ thuật bình phương nhỏ COFDM CP DAB ISI LS -7Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Feb 12 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình kỹ thuật số DVB-T Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T MIMO Multiple Input Multiple Output Hệ thống đa anten phát MMSE Minimum Mean Square Error thu Kỹ thuật cực tiểu trung bình Orthogonal Frequency Division bình phương lỗi Ghép kênh phân chia theo OFDM PAR PN PSAM QAM QPSK RC RF R-S SER SFN SNR TPS Multiplexing Peak to Average Ratio Pseudorandom Noise Pilot Symbol Assisted Modulation Quadrature Amplitude Modulation Quadrature Phase Shift Keying Raised Cosin Guard Period tần số trực giao Tỉ số công suất đỉnh cực đại Mã giả ngẫu nhiên Điều chế Pilot chèn thêm Điều chế biên độ vuông góc Điều chế pha vuông góc Phương pháp sử dụng Radio Frequency Reed – Solomon Symbol Error Rate Single Frequency Network Signal Noise Ratio Transmission Parameter Signalling khoảng bảo vệ cosin tăng Sóng radio Mã Reed – Solomon Tỷ lệ lỗi mẫu tín hiệu phát Mạng đơn tần Tỷ lệ tín hiệu tạp âm Sóng mang tín hiệu điều khiển MỞ ĐẦU ỹ thuật OFDM tảng kỹ thuật truyền dẫn vô tuyến có ý nghĩa thực tế công nghệ tiên tiến , lựa chọn tương lai.Thế kỹ thuật phức tạp.Để hiểu rõ kỹ thuật , đồ án gồm phần Phần đồ án , ta tìm hiểu tảng kỹ thuật OFDM phương pháp điều chế đa sóng mang trực giao miền tần số Tiếp theo , ta nghiên cứu cách thức tạo tín hiệu OFDM, bước trình thu ,phát tín hiệu Cuối phần trình bày -8Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Feb 12 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình kỹ thuật số DVB-T Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T vấn đề liên quan đến chất lượng tín hiệu hệ thống OFDM ước lượng đồng bộ, phổ cách sử dụng hiệu phổ , phương pháp giảm công suất đỉnh cực đại PAR.Trong ,vấn đề ước lượng đồng thực tế phức tạp đòi hỏi sâu vào nghiên cứu Trong phạm vi đồ án , ta xem xét mục đích , nhiệm vụ phương pháp thực cách khái quát Phần hai, đồ án đề cập đến ứng dụng kỹ thuật truyền hình số mặt đất Qua ta thấy ưu điểm kỹ thuật OFDM khả chống nhiễu , thiết lập mạng đơn tần ,và đường truyền tốc độ cao áp dụng hiệu hệ thống DVB-T Phần cuối chương trình mô hệ thu , phát OFDM truyền hình kỹ thuật số DVB-Tchế độ 2K Đây chương trình đơn giản chưa thể giống hoàn toàn thực tế giúp ta hiểu rõ kỹ thuật có nhìn trực quan OFDM Đồ án gồm có chương giải vấn đề đặt phần nêu trên.Cụ thể sau : Chương 1: Giới thiệu kỹ thuật OFDM Chương trình bày đời , ưu nhược điểm hướng phát triển ký thuật OFDM Chương2 : Lý thuyết kỹ thuật OFDM Chương giải vấn đề sở kỹ thuật , bước tạo tín hiệu OFDM Chương 3: Ước lượng kênh truyền vấn đề đồng điều chế OFDM Chương trình bày phương pháp để đảm bảo nâng cao chất lượng tín hiệu OFDM Chương 4: Một số vấn đề liên quan đến hệ thống OFDM -9Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Feb 12 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình kỹ thuật số DVB-T Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T Nhiệm vụ chương tìm hiểu số vấn đề dung lượng , phổ tín hiệu , cách nâng cao hiệu phổ vấn đề giảm công suất đỉnh cực đại PAR từ đưa ccá tiêu để dung hòa thông số hệthống ccáh thích hợp Chương 5: Ứng dụng OFDM truyền hình số mặt đất DVBT Chương trình bày ccá bước thu phát truyền hình số mặt đất để thấy ứng dụng vai trò OFDM hệ thống Chương : Chương trình mô OFDM truyền hình số DVBT Chương trình bày kết thu qua việc mô hệ thu phát OFDM truyền hình kỹ thuật số DVB-T 10 -10Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 10 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T Hình 6.17 Giản đồ chòm info_h Hình 6.18 Giản đồ chòm a_hat -121Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T 6.3 Chương trình Simulink : Chương trình mô hệ thu phát DVB-T chế độ 2K với hệ thống hình Hình 6.19 Sơ đồ simulink hệ thu phát tín hiệu OFDM DVB-T chế độ 2K Đầu tiên, phát nhị phân Bernoulli tạo chuỗi tín hiệu Chuỗi liệu đầu vào mã hoá mã Reed-Solommon điều chế Mapping QPSK IFFT hữu ích cho OFDM phát mẫu dạng sóng có thành phần tần số thoả mãn điều kiện trực giao Dữ liệu sau biến đổi chèn thêm CP chuỗi huấn luyện để giúp cho qua trình ước lượng kênh đồng máy thu Mô kênh truyền đưa đặc trưng kênh truyền vô tuyến chung nhiễu, đa đường xén tín hiệu Dùng hai khối Matlab: Multipath Rayleigh fading, AWGN Tín hiệu thu sau loại bỏ CP chuỗi huấn luyện đưa vào IFFT để chuyển mẫu miền thời gian trở lại miền tần số Đưa vào ước lượng kênh -122Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T bù kênh để giảm ảnh hưởng kênh truyền đến tín hiệu Cuối cùng, tín hiệu giải điều chế giải mã RS Hình 6.20 Hình dạng tín hiệu OFDM phát Hình 6.21 Hình dạng tín hiệu OFDM thu Hình 6.22 Hình dang phổ tín hiệu OFDM bên phát -123Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T Hình 6.23 Hình dang phổ tín hiệu OFDM bên thu Hình 6.24 Hình dạng chòm QPSK A: Trước CE B : Sau CE -124Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T Qua hình mô (6.21),(6.22), ta thấy tác động kênh truyền lên tần số khác khác (kênh chọn lọc tần số) Hình 6.24 thể tác dụng bù kênh ước lượng kênh Hình 6.24 (A) giản đồ chòm chưa CE (corection error ) ,các điểm phân tán , 6.24 (B) qua CE điểm tập trung • Kết luận chương Đây chương trình mô ,cho ta thấy hình dạng tín hiệu qua bước điều chế giải điều chế bên phát bên thu tín hiệu OFDM Trong chương trình viết code , khối mô khối sử dụng thông số hệ thống DVB-T chế độ 2K chưa có việc ước lượng hay đồng , tầng scamber , interleaving , mã xoắn Trong chương trình simulink , hệ thống có khối chèn pilot để ước lượng bù kênh , có khối mô kênh truyền kênh Rayleigh có nhiễu tạp âm trắng dừng lại mức độ đơn giản -125Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T KẾT LUẬN ỹ thuật ghép kênh đa sóng mang trực giao OFDM công nghệ tiên tiến , lựa chọn cho nhiều hệ thống tương lai.Với khả chống nhiễu tốt đặc biệt kết hợp mã sửa lỗi FEC , tốc độ truyền cao với hệ thống đơn giản , kỹ thuật OFDM đặc biệt phù hợp với môi trường truyền mặt đất Bên cạnh ưu điểm kỹ thuật có nhược điểm nhạy cảm với độ dịch tần số nguyên nhân gây tượng nhiễu liên sóng mang ICI Vì hệ thống cần phải ước lượng , đồng bù kênh phù hợp để thu tín hiệu đảm bảo yêu cầu chất lượng Thêm vào ta nghiên cứu để lựa chọn thông số kỹ thuật để vừa đáp ứng tiêu chất lượng tín hiệu hiệu sử dụng phổ Tại Việt Nam , Kỹ thuật ghép kênh đa sóng mang trực giao áp dụng nhiều hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T hay mang internet băng thông rộng ADSL Và khả ứng dụng kỹ thuật OFDM lớn tương lai chắn áp dụng nhiều hệ thồng khác hệ phát , truyền hình số DRM DAB Với tầm quan trọng khả phát triển kỹ thuật việc nghiên cứu tìm hiểu OFDM nhiệm vụ kiến thức thiếu sinh viên khoa điện tử viễn thông Trong trình nghiên cứu làm đồ án , thời gian vốn kiến thức hạn chế nên đồ án em nhiều thiếu sót chưa tìm hiểu sâu vấn đề đồng ước lượng kênh truyền ;về chương trình mô hệ thống thu , phát OFDM đơn giản Em kính mong thày ,cô hội đồng bảo vệ bảo , góp ý để đồ án em hoàn thiện -126Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ahmad R S Bahai, Burton R Saltzberg Multi-Carrier Digital Communications Theory and Applications of OFDM Kluwer Academic Publishers, New York, Boston, Dordrecht, London, Moscow [2] Cheng-Xiang Wang, Nguyễn Văn Đức.(2006) Bộ sách kỹ thuật thông tin số (Tập 1), Các tập Matlab thông tin vô tuyến Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật [3] Nguyễn Văn Đức (2006) Bộ sách kỹ thuật thông tin số (Tập 2), Lý thuyết ứng dụng kỹ thuật OFDM Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật [4] Nguyễn Quốc Trung (2001) Bộ sách xử lý tín hiệu lọc số (Tập 1, 2) Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội [5] Henrik Schulze and Christian L¨uders.(2005) Theory and Applications of OFDM and CDMA Fachhochschule S¨udwestfalen Meschede, Germany [6] Ramjee Prasad (2004) OFDM for Wireless Communications Systems Universal personal communications, Artech House, Boston, London Phạm Đắc Bi, Lê Trọng Bằng, Đỗ Anh Tú Các đặc điểm máy phát số DVB-T http://www.tapchibcvt.gov.vn/Uploaded/admin/Cac%20dac%20diem %20DVB-T.pdf [7] Ye (Geofrey) Li Gordon Stuer (2006).Orthogonal Frequency Division Multiplexing For Wireless Georgia Institute of Technology [9] Phạm Đào Lâm Truyền dẫn truyền hình số.VTV -127Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T [10] Phạm Quốc Hùng (2003) Công nghệ OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T.Luận văn tốt nghiệp Khoa Điện –Điện tử.Trường Khoa học kỹ thuật công nghệ thành phố Hồ CHí Minh http://www.matworks.com PHỤ LỤC CODE CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG MATLAB TRANSMISSION 1.1 IFFT.m %DVB-T 2K Transmission %The available bandwidth is MHz %2K is intended for mobile services clear all; close all; %DVB-T Parameters global Tu T G delta Ts Kmax Kmin FS q Rs t M info; Tu=224e-6; %useful OFDM symbol period T=Tu/2048; %baseband elementary period G=0; %choice of 1/4, 1/8, 1/16, and 1/32 delta=G*Tu; %guard band duration Ts=delta+Tu; %total OFDM symbol period Kmax=1705; %number of subcarriers Kmin=0; FS=4096; %IFFT/FFT length q=10; %carrier period to elementary period ratio fc=q*1/T; %carrier frequency Rs=4*fc; %simulation period t=0:1/Rs:Tu; %Data generator (A) M=Kmax+1; rand('state',0); a=-1+2*round(rand(M,1)).'+i*(-1+2*round(rand(M,1))).'; A=length(a); info=zeros(FS,1); info(1:(A/2)) = [ a(1:(A/2)).']; %Zero padding -128Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T info((FS-((A/2)-1)):FS) = [ a(((A/2)+1):A).']; %Subcarriers generation (B) global carriers carriers=FS.*ifft(info,FS); tt=0:T/2:Tu; figure(1); subplot(211); stem(tt(1:20),real(carriers(1:20))); xlabel('Time(s)'); ylabel('Amplitude'); Title ('Carriers inphase'); subplot(212); stem(tt(1:20),imag(carriers(1:20))); xlabel('Time (s)'); ylabel('Amplitude'); Title ('Carriers quadrature'); figure(2); f=(2/T)*(1:(FS))/(FS); subplot(212); pwelch(carriers,[],[],[],2/T); Title ('Carriers Welch PSD Estimate ') subplot(211); plot(f,abs(fft(carriers,FS))/FS); xlabel('Frequency(Hz)'); ylabel('Amplitude'); Title ('Carriers IFFT'); axis([0 1.82e7 1.5]); 1.2 PULSE_SHAPE.m global uoft s ; L = length(carriers); chips = [ carriers.';zeros((2*q)-1,L)]; p=1/Rs:1/Rs:T/2; g=ones(length(p),1); %pulse shape dummy=conv(g,chips(:)); u=[dummy(1:length(t))]; figure(4); subplot(211); plot(t(1:400),real(u(1:400))); xlabel('Time(s)'); ylabel('Amplitude'); Title ('U inphase'); subplot(212); plot(t(1:400),imag(u(1:400))); -129Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T xlabel('Time(s)'); ylabel('Amplitude'); Title ('U quadratude'); figure(5); ff=(Rs)*(1:(q*FS))/(q*FS); subplot(212); pwelch(u,[],[],[],Rs); Title ('U Welch PSD Estimate') subplot(211); plot(ff,abs(fft(u,q*FS))/FS); xlabel('Frequency(Hz)'); ylabel('Amplitude'); Title ('U IFFT'); Axis([0 3.65e8 42]); [b,a] = butter(13,1/20); %reconstruction filter [H,F] = FREQZ(b,a,FS,Rs); uoft = filter(b,a,u); s_tilde=(uoft.').*exp(1i*2*pi*fc*t); s=real(s_tilde); %passband signal (E) 1.3 CONTINUE_SIGNAL.m figure(7); subplot(211); plot(t(80:480),real(uoft(80:480))); xlabel('Time(s)'); ylabel('Amplitude'); Title ('Ouft inphase'); subplot(212); plot(t(80:480),imag(uoft(80:480))); xlabel('Time(s)'); ylabel('Amplitude'); Title ('Ouft quadrature'); figure(8); subplot(212); pwelch(uoft,[],[],[],Rs); Title ('Ouft Welch PSD Estimate'); subplot(211); plot(ff,abs(fft(uoft,q*FS))/FS); xlabel('Frequency(Hz)'); ylabel('Amplitude'); Title ('Ouft IFFT'); Axis([0 3.65e8 43]); 1.4 UPCONVERTER.m %Upconverter figure(9); plot(t(20:680),s(20:680)); xlabel('Time(s)'); ylabel('Amplitude'); -130Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T Title ('S(t)'); figure(10); %subplot(212); %pwelch(((real(uoft).').*cos(2*pi*fc*t)),[],[],[],Rs); %pwelch(((imag(uoft).').*sin(2*pi*fc*t)),[],[],[],Rs); %pwelch(s,[],[],[],Rs); %subplot(211); %plot(ff,abs(fft(((real(uoft).').*cos(2*pi*fc*t)),q*FS))/FS); %plot(ff,abs(fft(((imag(uoft).').*sin(2*pi*fc*t)),q*FS))/FS); plot(ff,abs(fft(s,q*FS))/FS); axis([0.85*10^8 9.75*10^7 21]); xlabel('Frequency(Hz)'); ylabel('Magnitude'); Title ('S(t)IFFT'); %subplot(212); %pwelch(((real(uoft).').*cos(2*pi*fc*t)),[],[],[],Rs); %pwelch(((imag(uoft).').*sin(2*pi*fc*t)),[],[],[],Rs); %pwelch(s,[],[],[],Rs); RECEPTION 2.1 DOWNCONVERTION.m %Data generator global u s_tilde N sM = 2; [x,y] = meshgrid((-sM+1):2:(sM-1),(-sM+1):2:(sM-1)); alphabet = x(:) + 1i*y(:); N=Kmax+1; rand('state',0); a=-1+2*round(rand(N,1)).'+i*(-1+2*round(rand(N,1))).'; A=length(a); info=zeros(FS,1); info(1:(A/2)) = [ a(1:(A/2)).']; info((FS-((A/2)-1)):FS) = [ a(((A/2)+1):A).']; carriers=FS.*ifft(info,FS); %Upconverter L = length(carriers); chips = [ carriers.';zeros((2*q)-1,L)]; -131Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T p=1/Rs:1/Rs:T/2; g=ones(length(p),1); dummy=conv(g,chips(:)); u=[dummy; zeros(46,1)]; [b,aa] = butter(13,1/20); uoft = filter(b,aa,u); delay=64; %Reconstruction filter delay s_tilde=(uoft(delay+(1:length(t))).').*exp(1i*2*pi*fc*t); s=real(s_tilde); %Downconversion r_tilde=exp(-1i*2*pi*fc*t).*s; %(F) figure(1); subplot(211); plot(t,real(r_tilde)); axis([0e-7 12e-7 -60 60]); xlabel('Time(s)'); ylabel('Amplitude'); Title ('r-tilde inphase'); grid on; figure(1); subplot(212); plot(t,imag(r_tilde)); axis([0e-7 12e-7 -100 150]); xlabel('Time(s)'); ylabel('Amplitude'); Title ('r-tilde quadrature'); grid on; figure(2); subplot(212); pwelch(r_tilde,[],[],[],Rs); grid on; figure(2); -132Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T ff=(Rs)*(1:(q*FS))/(q*FS); Title ('r-tilde Welch PSD Estimate') subplot(211); plot(ff,abs(fft(r_tilde,q*FS))/FS); axis([0 0.365*10^9 25]); xlabel('Frequency(Hz)'); ylabel('Amplitude'); Title ('r-tilde FFT'); 2.2 CARRIER_SUPRESSION %Carrier suppression [B,AA] = butter(3,1/2); r_info=2*filter(B,AA,r_tilde); %Baseband signal continuous-time (G) figure(3); subplot(211); plot(t,real(r_info)); axis([0 12e-7 -60 60]); xlabel('Time(s)'); ylabel('Amplitude'); Title ('r-info inphase'); grid on; figure(3); subplot(212); plot(t,imag(r_info)); axis([0 12e-7 -100 150]); xlabel('Time(s)'); ylabel('Amplitude'); Title ('r-info quadreture'); grid on; figure(4); subplot(212); pwelch(r_info,[],[],[],Rs); Title ('r-info Welch PSD Estimate'); grid on; -133Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T f=(2/T)*(1:(FS))/(FS); subplot(211); plot(ff,abs(fft(r_info,q*FS))/FS); xlabel('Frequency(Hz)'); ylabel('Amplitude'); Title ('r-info FFT'); axis([0 3.65e8 40]); 2.3 SAMPLING %Sampling r_data=real(r_info(1:(2*q):length(t))) %Baseband signal, discretetime +1i*imag(r_info(1:(2*q):length(t))); % (H) figure(5); subplot(211); stem(tt(1:20),(real(r_data(1:20)))); axis([0 12e-7 -60 60]); xlabel('Time(s)'); ylabel('Amplitude'); Title ('r-data inphase'); grid on; figure(5); subplot(212); stem(tt(1:20),(imag(r_data(1:20)))); axis([0 12e-7 -100 150]); xlabel('Time(s)'); ylabel('Amplitude'); Title ('r-data quadrature'); grid on; figure(6); subplot(212); pwelch(r_data,[],[],[],2/T); f=(2/T)*(1:(FS))/(FS); Title ('r-data Welch PSD Estimate'); grid on; -134Nguyễn Thế Thắng-KTTT2 Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng truyền hình số mặt đất DVB-T subplot(211); plot(f,abs(fft(r_data,FS))/FS); xlabel('Frequency(Hz)'); ylabel('Amplitude'); Title ('r-data FFT'); 2.4 FFT.m %FFT info_2N=(1/FS).*fft(r_data,FS); % (I) info_h=[info_2N(1:A/2) info_2N((FS-((A/2)-1)):FS)]; %Slicing for k=1:N, a_hat(k)=alphabet((info_h(k)-alphabet)==min(info_h(k)-alphabet)); %(J) end; figure(7) plot(info_h((1:A)),'.k'); title('info-h Received Constellation') xlabel('Real Axis'); ylabel('Imaginary Axis') axis square; axis equal; grid on ; figure(8) plot(a_hat((1:A)),'or'); title('a_hat 4-QAM') xlabel('Real Axis'); ylabel('Imaginary Axis') axis square; axis equal; grid on; axis([-1.5 1.5 -1.5 1.5]); -135Nguyễn Thế Thắng-KTTT2