đồ án kỹ thuật điều chế đa sóng mang
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Khoa Điện Tử Viễn Thông ====o0o==== KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ ĐA SÓNG MANG Nguyên lý & ứng dụng OFDM Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Thu Nga Sinh viên thực : Bùi Đức Toàn SHSV : 20063245 Lớp : ĐT7-K52 Hà Nội 5-2010 Bài tập lớn-Bùi Đức Toàn -ĐT7-K52 Phần Mở đầu Mục lục MỞ ĐẦU MỤC LỤC CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ TRUYỀN DẪN SỐ 1.1 Truyền dẫn băng tần sở BaseBand 1.1.1 Tín hiệu số 1.1.2 Mã đường dây Line Code 1.2 Truyền dẫn BroadBand 13 1.2.1 Amplitude Shift Keying 14 1.2.2 Frequency Shift Keying 16 1.2.3 Phase Shift Keying 18 1.2.4 Quadrature Amplitude Modulation 20 1.3 Giới thiệu OFDM 21 CHƯƠNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA OFDM 2.1 Trực giao OFDM 28 2.2 Thu phát tín hiệu OFDM 32 2.2.1 Chuyển đổi nối tiếp song song 33 2.2.2 Điều chế sóng mang phụ 34 2.2.3 Chuyển đổi từ miền tần số sang miền thời gian 35 2.2.4 Điều chế tần số vô tuyến 35 2.3 Khoảng bảo vệ GI (Guard Interval) 36 2.3.1 Chống lỗi dịch thời gian 37 2.3.2 Chống nhiễu symbol 38 2.3.3 Mào đầu phân cách sóng mang : 41 2.4 Hạn dải tạo cửa sổ cho tín hiệu OFDM 41 2.4.1 Lọc thông dải 42 Bài tập lớn-Bùi Đức Toàn -ĐT7-K52 Phần Mở đầu 2.4.2 Sử dụng dải bảo vệ dạng cos nâng 44 CHƯƠNG ĐỒNG BỘ VÀ CÂN BẰNG 4.1 Đồng 46 4.1.1 Dịch thời gian tần số OFDM 46 4.1.2 Đồng hệ thống OFDM 49 4.1.3 Đồng thời gian đồng khung 50 4.1.4 Ước lượng dịch tần số 51 4.2 Cân 52 4.2.1 Cân miền thời gian 53 4.2.2 Cân miền tần số 55 4.2.3 Khử tiếng vọng 58 CHƯƠNG MÃ HÓA KÊNH 5.1 Mã hóa khối OFDM 64 5.2 Mã hóa vòng xoắn 68 5.3 Mã hóa mắt lưới 71 5.4 Mã hóa Turbo OFDM 74 CHƯƠNG ỨNG DỤNG OFDM TRONG THÔNG TIN VÔ TUYẾN 6.1 Phát số DAB 77 6.1.1 Giới thiệu 77 6.1.2 Hệ thống phát số DAB theo chuẩn Châu âu 79 6.2 Truyền hình số DVB 81 6.2.1 Giới thiệu 81 6.2.2 Truyền hình số chuẩn Châu Âu DVB-T 83 6.3 Mạng LAN không dây 87 CHƯƠNG ỨNG DỤNG OFDM TRONG THÔNG TIN HỮU TUYẾN 7.1 Đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL 92 7.1.1 Giới thiệu ADSL 92 7.1.2 Đặc tính kênh truyền 93 Bài tập lớn-Bùi Đức Toàn -ĐT7-K52 Phần Mở đầu 7.1.3 Hệ thống ADSL 96 7.2 Truyền thông qua đường dây tải điện PLC 99 7.2.1 Giới thiệu PLC 99 7.2.2 Đặc tính kênh truyền 100 7.2.3 Hệ thống PLC 103 KẾT LUẬN MỘT SỐ THUẬT NGỮ DÙNG TRONG BÀI TẬP LỚN TÀI LIỆU THAM KHẢO Bài tập lớn-Bùi Đức Toàn -ĐT7-K52 Phần Mở đầu Mở đầu Trong năm gần đây, dịch vụ viễn thông phát triển nhanh chóng tạo nhu cầu to lớn cho hệ thống truyền dẫn thông tin Mặc dù yêu cầu kỹ thuật cho dịch vụ cao song cần có giải pháp thích hợp để thực Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) phương pháp điều chế cho phép truyền liệu tốc độ cao kênh truyền chất lượng thấp OFDM sử dụng phát truyền hình số, đường dây thuê bao số không đối xứng, mạng cục không dây Với ưu điểm mình, OFDM tiếp tục nghiên cứu ứng dụng lĩnh vực khác truyền thông qua đường dây tải điện, thông tin di động, Wireless ATM OFDM nằm lớp kỹ thuật điều chế đa sóng mang Kỹ thuật phân chia dải tần cho phép thành nhiều dải tần với sóng mang khác nhau, sóng mang điều chế để truyền dòng liệu tốc độ thấp Tập hợp dòng liệu tốc độ thấp dòng liệu tốc độ cao cần truyền tải Các sóng mang kỹ thuật điều chế đa sóng mang họ sóng mang trực giao Điều cho phép ghép chồng phổ sóng mang sử dụng dải thông cách có hiệu Ngoài sử dụng họ sóng mang trực giao mang lại nhiều lợi kỹ thuật khác, hệ thống điều chế đa sóng mang sử dụng họ sóng mang trực giao gọi chung ghép kênh theo tần số trực giao OFDM Kỹ thuật OFDM lần giới thiệu báo R.W.Chang năm 1966 vấn đề tổng hợp tín hiệu có dải tần hạn chế thực truyền tín hiệu qua nhiều kênh Năm 1971 Weistein Ebert sử dụng biến đổi FFT đưa Guard Interval cho kỹ thuật Tuy nhiên, gần đây, kỹ thuật OFDM ứng dụng thực tế nhờ có tiến vượt bậc lĩnh vực xử lý tín hiệu số kỹ thuật vi xử lý Bài tập lớn-Bùi Đức Toàn -ĐT7-K52 Phần Mở đầu Ở Việt Nam triển khai số ứng dụng sử dụng kỹ thuật điều chế đa sóng mang OFDM truyền hình số DVB-T, đường dây thuê bao không đối xứng ADSL truyền thông qua đường dây tải điện PLC Song song với việc triển khai ứng dụng trên, cần có nghiên cứu kỹ thuật điều chế OFDM Nội dung đồ án đề cập tới vấn đề: - Tổng quan kỹ thuật điều chế truyền dẫn tín hiệu số - Nguyên lý điều chế đa sóng mang OFDM - Các kỹ thuật OFDM đồng bộ, cân bằng, khử tiếng vọng mã hóa - Các ứng dụng OFDM thông tin vô tuyến hữu tuyến Điều chế đa sóng mang kỹ thuật tương đối mẻ phức tạp Nhân em xin chân thành cảm ơn Cô Nguyễn Thu Nga giúp đỡ em làm tập lớn Bài tập lớn-Bùi Đức Toàn -ĐT7-K52 Ch¬ng Phần Mở đầu Giới thiệu truyền dẫn số Sự đời kỹ thuật số với phát triển vượt bậc công nghệ vi điện tử tạo nên thay đổi kỳ diệu mặt đời sống xã hội Đây thực cách mạng xã hội cách mạng công nghiệp giải phóng sức lao động người Sở dĩ kỹ thuật số làm điều tín hiệu số cho phép xử lý lưu trữ cách mạnh mẽ linh hoạt xin đề cập đến khía cạnh quan trọng góp phần tạo nên thành công kỹ thuật số truyền dẫn số 1.1 Truyền dẫn băng tần sở BaseBand Trong truyền dẫn BaseBand tín hiệu truyền dẫn dạng xung có phổ vô hạn chiếm toàn dải thông đường truyền 1.1.1 Tín hiệu số Tín hiệu số tập hợp bit {0,1} biểu diễn dạng 0v 5v với mức TTL Tuy nhiên dạng tín hiệu tồn Bus bo mạch đơn lẻ hay Bus nội IC mà truyền dẫn xa Để truyền dẫn tín hiệu số băng tần sở BaseBand cần mã đường truyền Line Code với mục đích: Đưa vào độ dư cách mã hóa từ số liệu nhị phân thành từ dài Các từ nhị phân dài có nhiều tổ hợp tăng số bit Chúng ta chọn tổ hợp xác định có cấu trúc theo quy luật từ mã hợp thành , cho phép tách thông tin định thời cách dễ dàng giảm độ chênh lệch bit “0” bit “1” từ mã Việc giảm độ chênh lệch dẫn đến giảm thành phần chiều Điều cần thiết truyền thành phần chiều tín hiệu số Tuy