Đang tải... (xem toàn văn)
5142018 Do an slidepdf.com http:slidepdf.comreaderfulldoan55a92e7f98852 1121 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA VIỄN THÔNG 1 Độc lập Tự do Hạnh phúc o0o o0o ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Họ và tên : Dương Minh Khiêm Lớp : D2001VT Khoá : 2001 – 2006 Ngành : Điện tử – Viễn thông TÊN ĐỀ TÀI : MÔ PHỎNG TRUYỀN DẪN OFDM THÍCH ỨNG TRONG THÔNG TIN VÔ TUYẾN NỘI DUNG ĐỒ ÁN : Phần I: Đặc tính kênh truyền vô tuyến Phần II: Nguyên lý hoạt động của OFDM và AOFDM Phần V: Chương trình mô phỏng Ngày giao đề tài: 27072005 Ngày nộp đồ án: 27102005 Hà Nội, ngày tháng năm 2005 Giáo viên hướng dẫn Ts. Nguyễn Phạm Anh Dũng Ks. Nguyễn Viết Đảm5142018 Do an slidepdf.com http:slidepdf.comreaderfulldoan55a92e7f98852 2121 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Điểm: (Bằng chữ: ) Hà Nội, Ngày tháng năm 2005 Giáo viên hướng dẫn Ts. Nguyễn Phạm Anh Dũng Ks. Nguyễn Viết Đảm5142018 Do an slidepdf.com http:slidepdf.comreaderfulldoan55a92e7f98852 3121 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Điểm: (Bằng chữ: ) Ngày tháng năm 2005 Giáo viên phản biện5142018 Do an slidepdf.com http:slidepdf.comreaderfulldoan55a92e7f98852 4121 Lời nói đầu Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu Thấy rõ, hiệu quả sản xuất kinh doanh, chắt lọc tinh hoa văn minh nhân loại, tốc độ phát triển khoa học kỹ thuật, cơ hội rút ngắn khoảng cách phát triển, cơ hội để đi tắt đón đầu, cũng như cơ hội tìm kiếm đầu tư của các nhà đầu tư.... đã và đang được khẳng định nhờ vào việc trao đổi thông tin. Thêm nữa trước sức ép của xu thế toàn cầu hoá, hội nhập, cạnh tranh thì xã hội hoá thông tin là vấn đề toàn xã hội quan tâm. Điều này thể hiện rất rõ qua các chương trình: thương mại điện tử, chính phủ điện tử....Trong xã hội thông tin đó nổi bật nhất là thông tin vô tuyến đặc biệt là thông tin di động do tính linh hoạt, mềm dẻo, di động, tiện lợi của nó. Như vậy nhu cầu về sử dụng hệ thống thông tin di động ngày càng gia tăng điều này đồng nghĩa với nhu cầu chiếm dụng tài nguyên vô tuyến gia tăng, hay nói cách khác tồn tại mâu thuẫn lớn giữa nhu cầu chiếm dụng tài nguyên và tài nguyên vốn có của thông tin vô tuyến. Nhưng do đặc điểm của truyền dẫn vô tuyến là tài nguyên hạn chế, chất lượng phụ thuộc nhiều vào môi trường: địa hình, thời tiết... dẫn đến làm hạn chế triển khai đáp ứng nhu cầu của xã hội của các nhà công nghiệp và dịch vụ viễn thông. Trước mẫu thuẫn này, đặt ra bài toán cho các nhà khoa học và các ngành công nghiệp có liên quan phải giải quyết. Chẳng hạn khi nói đến vấn đề tài nguyên vô tuyến, lịch sử phát triển đã cho thấy chúng được giải quyết bằng các giải pháp kỹ thuật, công nghệ như: FDMA, TDMA, SDMA, CDMA, sự kết hợp giữa chúng ở đó đã tìm mọi cách để khai thác triệt để tài nguyên ở dạng thời gian, tần số, không gian, mã. Tuy nhiên chưa tìm thấy ở các hệ thống di động trước đây một phương pháp sử dụng tối ưu phổ tần, một tài nguyên vô cùng quan trọng trong thông tin vô tuyến. Giá trị tài nguyên phổ tần có thể được thấy qua cuộc bán đấu giá đăng ký phổ tần vô tuyến cho 3G tại Châu Âu bắt đầu trong năm 1999. Anh quốc chỉ với 90 MHz đã kết thúc cuộc bán đấu giá với 22.5 tỷ bảng Anh 5. Đối với Đức kết quả cũng tương tự, với 100 MHz băng tần chi phí lên đến 46 tỷ USD 6. Điều này tương đương với 450 triệu USDMHz. Thời gian sử dụng phổ tần chỉ kéo dài 20 năm 7. Vì thế sử dụng hiệu quả phổ tần triệt để cho hệ thống truyền thông vô tuyến là cực kỳ quan trọng. Trong bối cảnh như vậy OFDM được xem là giải pháp công nghệ khắc phục nhược điểm về hiệu quả sử dụng phổ tần thấp của các hệ thống di động trước đây. Chu kỳ ký hiệu lớn cho phép công nghệ OFDM có thể truyền dữ liệu tốc độ cao qua kênh vô tuyến. Mặt khác OFDM sử dụng các sóng mang con trực giao để truyền dữ liệu, điều này tạo cho OFDM sử dụng băng tần kênh tối ưu. Tuy nhiên các hệ thống sử dụng công nghệ OFDM hiện nay như: DAB, DVB, HDTV, HiperLAN2... đều không dùng cơ chế thích ứng, do đó chưa tối ưu hiệu năng, thông lượng cũng như chưa đối phó hiệu quả đối với những ảnh hưởng bất lợi của kênh truyền vô tuyến di động. Trên đây là những nét cơ bản về chuyên ngành vô tuyến mà bản thân quan tâm, lĩnh hội được trong quá trình học tập tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông. Với các kiến thức cơ bản về chuyên môn lĩnh hội được cùng với sự định hướng của thầy giáo Ts. Nguyễn Phạm Anh Dũng và thầy giáo Ks. Nguyễn Viết Đảm, đồ án đã chọn chủ đề nghiên cứu giải pháp điều chế thích ứng tín hiệu số trong hệ thống truyền dẫn số nhằm có được hiệu suất sử dụng băng tần cao. Từ đó xây dựng chương trình mô phỏng, cụ thể là : ứMngôlàp:hkỏhnigđtiềruuykềinệndkẫênnhOtFruDyMền tthốítcshẽ ứtrnugyềtnrodnữglitệhuôntốgctđinộ cvaôot,uvyìếtnhế.sÝẽ đtưưởợncglợth i ívcềh thông lượng (BPS). Khi điều kiện kênh tồi sẽ truyền dữ liệu tốc độ thấp hơn để đảm bảo Dương Minh Khiêm, D2001VT i5142018 Do an slidepdf.com http:slidepdf.comreaderfulldoan55a92e7f98852 5121 Lời nói đầu Đồ án tốt nghiệp Đại học chất lượng dịch vụ (QoS). Nhưng trước tiên cần xác định được đặc tính môi trường truyền dẫn (kênh truyền), trên cơ sở đó sẽ thích ứng các tham số điều chế theo kênh truyền. Theo đó đồ án được tổ chức thành 6 chương như sau. Chương 1: Giới thiệu chung Giới thiệu các hệ thống di động hiện hành, phân tích các ưu nhược điểm của chúng và giải thích tại sao xu thế tất yếu sử dụng công nghệ OFDM. Chương 2: Đặc tính kênh vô tuyến di động Đề cập một số khái niệm cơ bản đặc trưng cho truyền lan sóng vô tuyến, phân tích các ảnh hưởng và các thông số đặc trưng của đường truyền vô tuyến, các yêu cầu đối với mô hình kênh, kênh và phân loại chúng, các thông số đặc trưng này làm cơ sở để xây dựng các thuật toán thích ứng chương 5. Chương 3: Nguyên lý hoạt động của OFDM Trình bày những nguyên lý chung nhất về OFDM, trình bày mô hình hệ thống OFDM, phân tích các thông số đặc trưng của OFDM, phân tích các nhân tố ảnh hưởng của kênh pha đinh lên hiệu năng của hệ thống truyền dẫn OFDM và giải pháp khắc phục. Trình bày khả năng tiết kiệm phổ tần của bộ lọc băng thông. Chương 4: Ước tính chất lượng và cân bằng kênh Thấy rõ, để tối ưu các máy thu cần phải xác định được chất lượng kênh. Từ đó xây dựng các giải pháp đối phó phù hợp chẳng hạn như bộ lọc thích ứng. Theo đó chương này trình bầy một số phương pháp đối phó với những bất lợi của kênh truyền vô tuyến di động như sử dụng bộ cân bằng: ZF, LMSE, đồng thời phân tích vai trò của việc ước tính kênh chính xác. Qua đó, đưa ra giải pháp ước tính kênh bằng PSAM. Chương 5: Điều chế OFDM thích ứng Trình bày nguyên lý điều chế thích ứng, vai trò của điều chế thích ứng, xây dựng giải thuật thích ứng cho truyền dẫn OFDM thích ứng trong thông tin vô tuyến, phân tích ưu nhược điểm của từng cơ chế thích ứng, trên cơ sở đó lựa chọn hai cơ chế thích ứng: thích ứng theo mức điều chế (AQAM) và thích ứng chọn lọc sóng mang. Trình bày mô hình giải thuật và lưu đồ thuật toán thích ứng cho cơ chế thích ứng chọn lọc sóng mang. Chương 6: Chương trình mô phỏng hệ thống truyền dẫn OFDM thích ứng Dựa trên các kết quả nghiên cứu, xây dựng mô hình hệ thống truyền dẫn OFDM thích ứng phục vụ cho mô phỏng. Tiến hành thiết kế các phần tử trong hệ thống truyền dẫn OFDM thích ứng. Trên cơ sở liên kết các phần tử, xây dựng chương trình mô phỏng hệ thống truyền dẫn OFDM thích ứng. Đánh giá hiệu năng giữa các hệ thống dùng cơ chế thích ứng và giữa hệ thống thích ứng với hệ thống không dùng cơ chế thích ứng thông qua chất lượng ảnh ban đầu và ảnh truyền qua hệ thống OFDM. Đồng thời so sánh Dương Minh Khiêm, D2001VT ii5142018 Do an slidepdf.com http:slidepdf.comreaderfulldoan55a92e7f98852 6121 Lời nói đầu Đồ án tốt nghiệp Đại học hiệu năng (BER) và hiệu năng thông lượng (BPS) giữa các hệ thống này thông qua kết quả mô phỏng. Được sự quan tâm, giúp đỡ và chỉ bảo tận tình trong nghiên cứu và cung cấp tài liệu của thầy giáo Ts. Nguyễn Phạm Anh Dũng và thầy giáo Ks. Nguyễn Viết Đảm và ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo trong bộ môn vô tuyến cùng với sự nỗ lực của bản thân, đồ án được hoàn thành với nội dung được giao ở mức độ và phạm vi nhất định. Tuy nhiên do trình độ và thời gian có hạn, đồ án chắc chắn không tránh khỏi những sai sót, kính mong các thầy cô giáo và các bạn đọc, đóng góp ý kiến chỉnh sửa và định hướng nội dung cho hướng phát triển tiếp theo. Em xin trân thành cảm ơn thầy giáo Ts. Nguyễn Phạm Anh Dũng và thầy giáo Ks. Nguyễn Viết Đảm, các thầy cô giáo trong bộ môn vô tuyến, khoa viễn thông I và các bạn đã tận tình giúp đỡ trong thời gian học tập và làm đồ án. Hà nội, ngày 15 tháng 10 năm 2005 Người làm đồ án Dương Minh Khiêm Dương Minh Khiêm, D2001VT iii5142018 Do an slidepdf.com http:slidepdf.comreaderfulldoan55a92e7f98852 7121 Mục lục Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục Chương 1.......................................................................................................................1 Giới thiệu chung...........................................................................................................2 1.1. Những hạn chế của kỹ thuật hiện hành ...............................................................................3 1.2. Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM..............................................................4 Chương 2.......................................................................................................................5 Đặc tính kênh vô tuyến di động...................................................................................5 2.1. Mở đầu..................................................................................................................................5 2.2. Miền không gian...................................................................................................................6 2.3. Miền tần số............................................................................................................................7 2.3.1. Điều chế tần số..................................................................................................7 2.3.2. Chọn lọc tần số..................................................................................................7 2.4. Miền thời gian.......................................................................................................................8 2.4.1. Trễ trội trung bình quân phương........................................................................8 2.4.2. Trễ trội cực đại..................................................................................................9 2.4.3. Thời gian nhất quán...........................................................................................9 2.5.Quan hệ giữa các thông số trong các miền khác nhau..........................................................9 2.5.1. Băng thông nhất quán và trải trễ trung bình quân phương.................................9 2.5.2. Thời gian nhất quán và trải Doppler................................................................10 2.6. Các loại pha đinh phạm vi hẹp...........................................................................................10 2.7. Phân bố Rayleigh và Rice...................................................................................................11 2.7.1 2. Phân bố p Pha đinh Raicyele ..i.g..h................................................................................................11 3 2.8.1. Mô hình kênh trong miền thời gian..................................................................14 2.8.2. Mô hình kênh trong miền tần số......................................................................16 2.9. Ảnh hưởng của thừa số K kênh Rice và trải trễ lên các thuộc tính kênh trong miền tần số ....................................................................................................................................................17 2.10. Kết luận.............................................................................................................................20 Chương 3 ....................................................................................................................22 Nguyên lý hoạt động của OFDM...............................................................................22 3.1. Mở đầu................................................................................................................................22 3.2. Tính trực giao......................................................................................................................22 3.3. Mô hình hệ thống truyền dẫn OFDM.................................................................................25 3.3.1. Mô tả toán học tín hiệu OFDM ......................................................................................25 3.3.2. Sơ đồ hệ thống truyền dẫn OFDM..................................................................................26 3.2.2.1. Tầng chuyển đổi nối tiếp sang song song......................................................28 3.3.2.1. Tầng điều chế sóng mang con.......................................................................28 3.3.2.3. Tầng chuyển đổi từ miền tần số sang miền thời gian....................................29 3.3.2.4. Tầng điều chế sóng mang RF........................................................................29 3.4. Các thông số đặc trưng và dung lượng hệ thống truyền dẫn OFDM...............................31 3.4.1. Cấu trúc tín hiệu OFDM .................................................................................31 3.4.2. Các thông số trong miền thời gian TD.............................................................32 3 3. .4 4. .4 5. . DQuunang hlưệợgnigữacủcaácht ệhtôhnốgngsốOtFroDnMg m...i.ề..n...t.h..ờ..i..g..i.a..n...v..à..m ....i.ề.n...t.ầ ..n...s.ố...............................................3 334 3.5. Các nhân tố ảnh hưởng của kênh pha đinh lên hiệu năng hệ thống truyền dẫn OFDM và các giải pháp khắc phục............................................................................................................35 Dương Minh Khiêm, D2001VT iv5142018 Do an slidepdf.com http:slidepdf.comreaderfulldoan55a92e7f98852 8121 Mục lục Đồ án tốt nghiệp Đại học 3.5.1. ISI và giải khắc phục.......................................................................................35 3.5.2 Ảnh hưởng của ICI và giải pháp khắc phục......................................................38 3.5.3 Cải thiện hiệu năng hệ thống truyền dẫn trên cơ sở kết hợp mã hoá Gray........41 3.5.4 Giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng phổ tần của hệ thống truyền dẫn OFDM43 3.5.4.1 Phương pháp dùng bộ lọc băng thông............................................................44 3.5.4.2 Phương pháp dùng khoảng bảo vệ cosin tăng................................................48 3.6 Kết luận................................................................................................................................51 Chương 4.....................................................................................................................52 Ước tính chất lượng kênh và cân bằng kênh............................................................52 4.1 Giới thiệu.............................................................................................................................52 4.2 Ước tính kênh bằng PSAM.................................................................................................52 4.2.1 Nội suy Gauss...................................................................................................53 4.2.2 Nội suy FFT......................................................................................................53 4.2.3 Nội suy Wienner...............................................................................................55 4.3 Kỹ thuật cân bằng đáp ứng kênh.........................................................................................55 4.3.2 Bộ cân bằng bình phương lỗi trung bình tuyến tính LMSE..............................57 4.4 Kết luận................................................................................................................................59 Chương 5.....................................................................................................................60 Điều chế OFDM thích ứng.........................................................................................60 5.1 Giới thiệu.............................................................................................................................60 5.2 Mô hình hệ thống truyền dẫn điều chế thích ứng...............................................................61 5.2.1 Khái niệm cơ bản về điều chế thích ứng...........................................................61 5.2.2 Kiến trúc của những hệ thống điều chế thích ứng.............................................62 5.2.3 Nguyên tắc xây dựng giải thuật điều chế thích ứng.........................................................63 5.3 Xây dựng giải thuật thích ứng cho hệ thống truyền dẫn OFDM thích ứng.......................63 5 5..33..12 TThhuuậậtt ttooáánn tthhíícch h ứứnngg dthựeaotS heNoRmpứhcátđtirềêuncmhếỗ.i..s..ó..n.g ...m ....a.n..g...c..o..n.....................................................6 645 5.3.3 Thuật toán thích ứng dựa trên cơ chế chọn lọc sóng mang................................67 5.6 Kết luận................................................................................................................................73 Chương 6 ....................................................................................................................74 Chương trình mô phỏng hệ thống truyền dẫn OFDM thích ứng...........................74 6.1 Giới thiệu.............................................................................................................................74 6.2 Mô hình mô phỏng hệ thống truyền dẫn OFDM thích ứng...............................................74 6.2.1 Mô hình mô phỏng...........................................................................................74 6.2.2. Thiết lập các thông số mô hình mô phỏng.......................................................77 6.3 Chương trình mô phỏng truyền dẫn OFDM thích ứng.......................................................84 6.3.1 Giao diện chương trình mô phỏng....................................................................84 6.3.2 Các kết quả mô phỏng và đánh giá hiệu năng..................................................................88 6.3.2.1 Kết quả mô phỏng không dùng cơ chế thích ứng...........................................88 6.3.2.2 Kết quả mô phỏng dùng cơ chế thích ứng mức điều chế................................90 6.3.2.3 Kết quả mô phỏng dùng cơ chế thích ứng chọn lọc sóng mang......................93 6.3.2.3 Kết quả mô phỏng dùng kết hợp hai cơ chế thích ứng chuyển mức điều chế và chọn lọc sóng mang...................................................................................................95 6.4 Đánh giá hiệu năng của các cơ chế thích ứng thông qua kết quả mô phỏng....................98 6.5 Kết luận..............................................................................................................................106 Kết luận.....................................................................................................................107 Tài liệu tham khảo....................................................................................................108 Dương Minh Khiêm, D2001VT v5142018 Do an slidepdf.com http:slidepdf.comreaderfulldoan55a92e7f98852 9121 Danh mục bảng Đồ án tốt nghiệp Đại học Danh mục bảng Bảng 1.1. Đặc tính dịch vụ của UMTS..............................................................................1 Bảng 1.2. Tham số đặc trưng của các hệ thống sử dụng công nghệ OFDM.....................2 Bảng 2.1. Các loại pha đinh phạm vi hẹp..........................................................................9 Bảng 2.2. Các đặc tính kênh trong ba miền: không gian, tần số và thời gian................. 20 Bảng 3.1. Mối quan hệ giữa các tham số OFDM ............................................................32 Bảng 3.2 Mã hoá Gray các bit nhị phân.......................................................................... 41 Bảng 3.3 Tham số khoảng bảo vệ RC của IEEE 802.11a............................................... 48 Bảng 5.1 Điều khiển mức điều chế dựa trên các mức SNR thu ......................................65 Bảng 6.1Thông số hệ thống dùng cho mô phỏng tín hiệu OFDM................................... 76 Bảng 6.2 Thông số mô phỏng hệ thống OFDM thích ứng.............................................. 79 Bảng 6.2 Tham số BER điều khiển chuyển mức điều chế............................................... 89 Dương Minh Khiêm, D2001VT vi5142018 Do an slidepdf.com http:slidepdf.comreaderfulldoan55a92e7f98852 10121 Danh mục hình vẽ Đồ án tốt nghiệp Đại học Danh mục hình vẽ Hình 2.1. Tính chất kênh trong miền không gian, miền tần số và miền thời gian.........................5 Hình 2.3 Phân bố xác suất Gauss trong không gian.....................................................................11 Hình 2.4 Phân bố xác suất Rayleigh trong không gian, σ 2 = 1..................................................12 Hình 2.5 Phân bố xác suất Rice với các giá trị K khác nhau, σ 2 = 1 .........................................13 Hình 2.6. Mô hình lý lịch trễ công suất trung bình......................................................................15 Hình 2.7 Phổ tín hiệu OFDM truyền qua mô hình kênh pha đinh Rice, với số sóng mang = 100, kích thước FFT = 300...................................................................................................................17 Hình 2.8. Phụ thuộc biên độ hàm truyền đạt kênh miền tần số vào tần số và RDS.....................18 Hình 2.9. Phụ thuộc biên độ hàm truyền đạt kênh vào K và tần số.............................................18 Hình 2.10. Hàm truyền đạt của kênh khi RDS=30ns với các giá trị K khác nhau.......................19 Hình 3.1 Dạng sóng của một tín hiệu OFDM trong miền thời gian và tần số.............................23 Hình 3.2 Hình dạng phổ của tín hiệu OFDM băng tần cơ sở 5 sóng mang, hiệu quả phổ tần của OFDM so với FDM.....................................................................................................................23 Hình 3.3 Phổ tổng hợp của tín hiệu OFDM trong băng tần cơ sở với 5 sóng mang con.............24 Hình 3.4 Sơ đồ khối hệ thống truyền dẫn OFDM........................................................................26 Hình 3.5. Tín hiệu phát 16QAM sử dụng mã hoá Gray, và tín hiệu 16QAM truyền qua kênh vô tuyến, SNR = 18 dB................................................................................................................27 Hình 3.6. Tầng IFFT, tạo tín hiệu OFDM....................................................................................28 Hình 3.7 Điều chế cao tần tín hiệu OFDM băng tần cơ sở phức sử dụng kỹ thuật tương tự..................................................................................................................................................28 Hình 3.8 Điều chế cao tần tín hiệu OFDM băng tần cơ sở phức sử dụng kỹ thuật số.................29 Hình 3.9. Dạng sóng tín hiệu OFDM trong miền thời gian.........................................................29 Hình 3.10 Tín hiệu OFDM dịch DC, W là băng tần tín hiệu, foff tần số dịch từ DC, fc là tần số trung tâm......................................................................................................................................30 Hình 3.11 Cấu trúc tín hiệu OFDM.............................................................................................30 Hình 3.12 Độ rộng băng tần hệ thống và độ rộng băng tần sóng mang con................................32 Hình 3.13. Chèn thời gian bảo vệ cho mỗi ký hiệu OFDM.........................................................35 Hình 3.14. Cấu trúc tín hiệu OFDM trong miền thời gian...........................................................35 Hình 3.15 Hiệu quả của khoảng bảo vệ chống lại ISI.................................................................36 Hình 3.16 Hiệu quả của khoảng bảo vệ để loại bỏ ISI................................................................37 Hình 3.17 Nhiễu nền do ICI đối với số sóng mang con khác nhau............................................38 Hình 3.18 Ảnh hưởng của ICI tới tỷ số tín hiệu trên nhiễu........................................................38 Hình 3.19 Công suất ICI chuẩn hoá đối với tín hiệu OFDM. N=102..........................................39 H Hì ìn nh h 33..2210 SCơônđgồsIuQấtđIiCềuI cchhếuẩ1n6hQoáAcMhovsàó1n6gPmSaKngsửcodnụtnrgunmgãtâhmoá(f GdrTa=y.0..,.2..)........................................................4410 Hình 3.22 Biểu đồ IQ cho tín hiệu 64PSK và 128PSK.............................................................42 Dương Minh Khiêm, D2001VT vii5142018 Do an slidepdf.com http:slidepdf.comreaderfulldoan55a92e7f98852 11121 Danh mục hình vẽ Đồ án tốt nghiệp Đại học Hình 3.23 Biểu đồ IQ cho tín hiệu 64 QAM và 1024QAM.......................................................42 Hình 3.24 Đặc tuyến bộ lọc dùng cửa sổ Kaiser với ft = 0.2 Hz, ft = 0.4 Hz, β = 3.4,............... 44 Hình 3.25 Cấu trúc của cửa sổ Kaiser với β = 10 , và β = 50 ...................................................44 Hình 3.26 Phổ của tín hiệu OFDM 52 sóng mang (a) và 1536 sóng mang con (b), không dùng bộ lọc...........................................................................................................................................45 Hình 3.27 Phổ tín hiệu OFDM 20 sóng mang không dùng bộ lọc (a) và dùng bộ lọc với cửa sổ Kaiser với β = 10 (b)...................................................................................................................45 Hình 3.28 Phổ tín hiệu OFDM 20 sóng mang, dùng bộ lọc với cửa sổ Kaiser với β = 50 ........46 Hình 3.29 SNR của mỗi sóng mang con của tín hiệu OFDM khi sử dụng bộ lọc.......................47 Hình 3.30 Cấu trúc của khoảng bảo vệ RC..................................................................................47 Hình 3.31 Đường bao ký hiệu OFDM với một khoảng bảo vệ phẳng và một khoảng bảo vệ RC chồng lấn......................................................................................................................................48 Hình 3.32 Công suất đường bao bên của tín hiệu OFDM 20 sóng mang con, với chiều dài khoảng bảo vệ RC thay đổi..........................................................................................................49 Hình 3.33 Công suất đường bao bên của tín hiệu OFDM 100 sóng mang con, với chiều dài khoảng bảo vệ RC thay đổi..........................................................................................................49 Hình 3.34 Công suất đường bao bên của tín hiệu OFDM 4000 sóng mang con, với chiều dài khoảng bảo vệ RC thay đổi..........................................................................................................49 Hình 4.1 Khuân dạng một khung truyền dẫn OFDM có gắn các ký hiệu hoa tiêu.....................51 Hình 4.2 Giải thuật FFT...............................................................................................................52 Hình 4.3 Sơ đồ hệ thống truyền dẫn.............................................................................................53 Hình 4.4 Sơ đồ bộ cân bằng trung bình lỗi bình phương tuyến tính............................................56 Hình 5.1 Quá trình phát triển của các công nghệ đi ều chế thích ứng.........................................60 Hình 5.2 Lưu đồ thuật toán điều chế thích ứng............................................................................61 Hình 5.3 Kiến trúc của các hệ thống điều chê thích ứng..............................................................61 Hình 5.4 Ngưỡng SNR chuyển mức cho cơ chế thích ứng theo sơ đồ điều chế..........................65 Hình 5.5 Mô hình thuật toán thích ứng theo cơ chế chọn lọc sóng mang cho hệ thống truyền dẫn OFDM..........................................................................................................................................69 Hình 5.6 Lưu đồ thuật toán của khối quyết định..........................................................................70 Hình 5.7 Lưu đồ thuật toán của khối điều khiển chèn.................................................................71 Hình 6.1 Mô hình mô phỏng hệ thống truyền dẫn OFDM thích ứng..........................................75 Hình 6.2 Tương thích giữa tốc độ dữ liệu người dùng và số sóng mang.....................................77 Hình 6.3 Tương thích giữa kích thước FFT và số sóng mang.....................................................78 Hình 6.4 Sắp xếp các mẫu tần số trong ký hiệu OFDM trước khi biến đổi IFFT........................79 Hình 6.5 Mô phỏng tín hiệu OFDM trong miền thời gian...........................................................79 Hình 6.6 Đáp ứng xung kim của kênh.........................................................................................82 Hình 6.7 Hình dạng hàm truyền đạt của kênh..............................................................................82 Dương Minh Khiêm, D2001VT viii5142018 Do an slidepdf.com http:slidepdf.comreaderfulldoan55a92e7f98852 12121 Thuật ngữ Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt Dương Minh Khiêm, D2001VT ix5142018 Do an slidepdf.com http:slidepdf.comreaderfulldoan55a92e7f98852 13121 Chương 1: Giới thiệu chung Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1 Dương Minh Khiêm, D2001VT AC Alternating Current Dòng xoay chiều (tần số khác ‘0’) AM Adapting Multiaccess scheam AOFDM Adaptive Orthogonal Frequency Thích ứng lược đồ đa truy nhập Division MultiAccess Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao thích ứng AWGN Additive White Gaussian Noise Tạp âm Gauss trắng cộng BER Bit Error Rate Tỷ số bit lỗi BPS Bit per symbol Số bit trên một ký hiệu CCI Cochannel interference Nhiễu đồng kênh CF Crest Factor Tham số Crest CINR Carrier to interference plus Noise ratio Tỷ số sóng mang trên nhiễu và tạp âm C COIRFDM C Ch odan inngeOl imrthpouglsoenraelsFproenqsueency Đáp ứng xung kim kênh Divistion Multiplex Mã hoá ghép kênh phân chia theo tần số trực giao DAB Digital Audio Broadcast system Hệ thống phát thanh số DAC Digital Analog Converter Bộ chuyển đổi số sang tương tự DC Direct Current Dòng một chiều (tần số bằng ‘0’) DFT Discreat Fourier Transformation Biến đổi Fourier rời rạc DDS Direct Digital Synthesis Đồng bộ số trực tiếp DFE Decision Feed back Equalizer Phản hồi quyết định DMT Discete MultiTone Đa tần rời rạc DSP Digital Signal Process Xử lý tín hiệu số DS Delay Spread Trải trễ DVB Digital Video Broadcast Truyền hình số FEC Forward Error Correction Sửa lỗi trước FFT Fast Fourier Transformation Biến đổi Fourier nhanh FIR Finite Impulse Response Đáp ứng xung kim hữu hạn HDTV Hight Difinition Television Truyền hình độ nét cao HiperLAN2 High Performance Radio Local Area Network, WLAN standard (Europe) based on OFDM, with maximum data rate of 54 Mbps Chuẩn WLAN của Châu Âu cho OFDM với tốc độ dữ liệu tối đa là 54 Mbps ICI InterCarrier Interference Nhiễu giao thoa giữa các sóng mang IEEE802.11a WLAN standard (U.S) based on OFDM, with a maximum data rate of 54 Mbps. Tiêu chuẩn WLAN cho OFDM với tốc dộ dữ liệu tối đa là 54 Mbps IEEE802.11b WLAN standard (U.S) based on DSSS, with maximum data rate of 11 Mbps Tiêu chuẩn WLAN dựa trên DSSS với tốc độ dữ liệu tối đa là 11 Mbps IFFT Inverse Fast Fourier Transformation Biến đổi Fourier ngược nhanh IMD InterModulation Distortion Nhiễu điều chế nội I IQ SI I In np tehraSseymQubaodl Irnatteurrfeerence NĐhồinễgupghiaaovtuhôonaggpiữhaa các ký hiệu JPEG Joint Photographic Experts Group (Image compress standard) Định dạng file ảnh tĩnh ở chế độ nén LMMSE LinEariryMean Square error Equalizer Bộ cân bằng sai số bình phương cực LOS Line Of Sight t Điểưuờtnugyếnnhìtnínthhẳng MIMO MultiInput and MultiOutput Hệ thống đa đường vào đa đường ra MMSE Maximum Mean Square error Estimation Ước tính cực đại trung bình lỗi bình phương MPEG Moving Picture Experts Group (Video compress standard) Định dạng file ảnh động ở chế độ nén MPSK MPhase Shift Keying Khoá dịch pha M trạng thái MSE Mean Square Error Trung bình lỗi bình phương OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplex Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao PAPR Peak to Average Power Ratio Tỷ số công suất đỉnh trên công suất trung bình PSD Power Spectrum Density Hàm mật độ phổ công suất PSAM Pilot Symbol Assisted Modulation Điều chế được hỗ trợ bởi ký hiệu hoa tiêu QAM Quadrature Amplitude Modualtion Đ ều chế biên độ cầu phương QoS Quali y of Service Chất lượng dịch vụ RC Rised Cosin Khoảng bảo vệ cosin tăng RF Radio Frequency Tần số vô tuyến RMS Roo Mean Squared value Giá trị căn bậc hai trung bình quân phương SF Spread Factor Tham số trải phổ SINR Signal to Interference Plus Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu và tạp âm SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên tạp âm UMTS Universal Mobile Telecommunications System Hệ thống viễn thông di động toàn cầu WCDMA Wide Band Code Division MultiAccess Đa truy nhập phân chia theo mã băng tần rộng WLAN Wireless Local Area Network Mạng không dây nội vùng ZF Zero Forcing equalizer Bộ cân bằng cưỡng bức không 15142018 Do an slidepdf.com http:slidepdf.comreaderfulldoan55a92e7f98852 14121 Chương 1: Giới thiệu chung Đồ án tốt nghiệp Đại học Giới thiệu chung Do tính di động và tính tiện dụng mà các hệ thống truyền thông vô tuyến đã mang lại hiệu q duụảngc,aochtriếomngdvụiệncgstửàidnụgnugy, êknhaviôthtáucytếrnaonđgổài ythcàônngg tgin iacthăongngnưhờaindhùcnhgó.nVgì,tyhêếunhcuầucầnugàsyử càng nhiều các nhà khai thác, công nghiệp viễn thông tập trung khai thác thế mạnh này ở nhiều hình thức khác nhau. Kết quả đã mang lại nguồn thu và kích thích thúc đẩy tăng trưởng kinh tế đặc biệt trong xu thế hội nhập cạnh tranh. Theo đó, ngày càng xuất hiện nhiều hình thức dịch vụ, tính đa dạng của các công nghệ mới nhằm khai thác triệt để tài nguyên và đối phó hiệu quả những ảnh hưởng vốn có của môi trường vô tuyến, ví dụ như mạng không dây nội hạt (WLAN). Tuy nhiên với sự tăng trưởng theo hàm mũ của Internet đã đòi hỏi những phương pháp mới để có mạng không dây dung lượng lớn. Hệ thống di động thế hệ thứ ba, hệ thống truyền thông di động toàn cầu (UMTS) và C đưDợMc Anh2ữ0n0g0th1ànhhiệcnôđnagnđgáđnưgợkcểt.rBiểảnnkgh1a.i1tạsiẽnlhiệiềtukêquđốặccgtíinahtrcêủnathcếácgidớịichvàvbụưmớcà đUầMu đTạSt hỗ trợ: Bảng 1.1 Đặc tính dịch vụ của UMTS Dịch vụ Tốc độ dữ liệu yêu cầu Chất lượng dịch vụ yêu cầu Yêu cầu tính thời gian thực Bản tin ngắn (email, chat…) Thấp (110 kbps) Cao Không Thoại Thấp (420 kbps) Thấp (BER < 103) Có Duyệt Web Khả biến (>10 kbps cho đến 100 kbps) Cao (BER < 109) Thông thường là không Hội nghị truyền hình Cao (100 kbps1 Mbps) Trung bình Có Camera theo dõi Trung bình (50300 kbps) Trung bình Không Tiếng chất lượng cao Cao (100300 kbps) Trung bình Có Truy nhập cơ sở dữ liệu Cao (> 30 kbps) Rất cao Không Đối với những ứng dụng trong môi trường di động ô, thấy rõ trong tương lai gần một sự hội tụ của công nghệ điện thoại di động, máy tính, truy cập Internet, và nhiều ứng dụng tiềm năng khác như video và audio chất lượng cao, với sự thêm vào khả năng gửi và nhận dữ liệu sử dụng máy tính sách tay và điện thoại di động. Khi đó chỉ với một chiếc điện thoại nhỏ bé người dùng có thể xem truyền hình theo yêu cầu (VOD), hội nghị truyền hình và nghe nhạc, xem film chất lượng cao trực tuyến…, nhưng tốc độ dữ liệu yêu cầu sẽ >30 Mbps. Với tốc độ cao như vậy thì các hệ thống di động thế hệ ba hiện nay chưa đáp ứng được. Vì thế yêu cầu được đặt ra là cải thiện nhiều hơn hiệu quả phổ tần và tốc độ truyền dữ liệu của các hệ thống di động. Hiện nay các hệ thống WLAN, HiperLAN2, Dương Minh Khiêm, D2001VT 25142018 Do an slidepdf.com http:slidepdf.comreaderfulldoan55a92e7f98852 15121 Chương 1: Giới thiệu chung Đồ án tốt nghiệp Đại học IEEE 802.11a, IEEE 802.11b đã được triển khai thực tế và cung cấp tốc độ truyền dữ liệu rất cao. Điều đặc biệt là các hệ thống trên đều dựa trên cơ sở công nghệ OFDM. Bảng 1.2 dưới đây sẽ liệt kê các thông số đặc trưng của những hệ thống này: Bảng 1.2 Tham số đặc trưng của các hệ thống sử dụng công nghệ OFDM Tham số hệ thống DAB DVBT IEEE 802.11 HiperLAN2 Tần số sóng mang VHF VHF và UHF 5 GHz 5 GHz Băng thông 1.54 MHz 78 MHz 20 MHz 20 MHz Tốc độ truyền dữ liệu tối đa 1.7 Mbps 31.7 Mbps 54 Mbps 54 Mbps Số lượng sóng mang con 1921536 17056817 52 52 Kích thước FFT 2562048 20488196 64 64 Ta thấy ưu thế nổi bật của các hệ thống sử dụng công nghệ OFDM là thông lượng lớn, hiệu quả sử dụng phổ tần cao và đối phó hiệu quả những nhược điểm của môi trường vô tuyến (sẽ được đề cập ở phần sau). 1.1. Những hạn chế của kỹ thuật hiện hành Kỹ thuật đơn sóng mang Các kỹ thuật trải phổ được sử dụng trong các hệ thống thông tin di động thế hệ ba có khả n chăn ẳnggchhạốnn:gnlếạui pnhgaườđiindhùnvgà cnầhniễcuót2ốc, sđoộn2g0tồMnbtpạsi nởhgữinago dyiêệuncvầôutkuhyôếnngvt àhhựệc shốiệtnrảđi ưpợhcổ là 128 (giá trị điển hình hiện nay), dẫn đến phải xử lý tốc độ 2,56 Gbps theo thời gian thực vì thế cần có độ rộng băng tần lớn không thực tế. Mặt khác, thấy rõ • Do tài nguyên phổ tần hạn hẹp, vì vậy cần phải sử dụng hiệu quả. • Do những khó khăn liên quan đến hiệu ứng gần xa và có sự tiêu thụ công suất lớn. Ngoài ra, các kỹ thuật đơn sóng mang đối phó kém hiệu quả đối với pha đinh và truyền lan đa đường đặc biệt trong trường hợp tốc độ bit rất cao. Ở các phương pháp điều chế truyền thống MQAM, MPSK…, khi tốc độ dữ liệu truyền cao thì kéo theo độ rộng ký hiệu sẽ giảm, đến một giá trị mà độ rộng ký hiệu < trải trễ cực đại của kênh, khi đó kênh sẽ là kênh lựa chọn tần số và gây ISI cho tín hiệu thu. Đây là một nhược điểm chính khiến các hệ thống sử dụng các phương pháp điều chế truyền thống không thể truyền dữ liệu với tốc độ cao, hoặc giá thành rất cao đối với những dịch vụ yêu cầu tốc độ dữ liệu cao. Dương Minh Khiêm, D2001VT 35142018 Do an slidepdf.com http:slidepdf.comreaderfulldoan55a92e7f98852 16121 Chương 1: Giới thiệu chung Đồ án tốt nghiệp Đại học Kỹ thuật đa sóng mang trực giao OFDM OFDM là một công nghệ cho phép tăng độ rộng ký hiệu truyền dẫn do đó dung sai đa đường lớn hơn rất nhiều so với các kỹ thuật đã sử dụng trước đây, cho phép khắc phục những nhược điểm căn bản của kỹ thuật đơn sóng mang. 1.2. Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) là một kỹ thuật điều chế có thể thay thế cho CDMA. OFDM có ưu điểm vượt trội so với những hệ thống CDMA và cung cấp phương pháp truy cập không dây cho hệ thống 4G. Ý tưởng của OFDM là chia toàn bộ băng tần truyền dẫn thành nhiều sóng mang con trực giao nhau để truyền các tín hiệu trong các sóng mang con này song song. Theo đó, luồng dữ liệu tốc độ cao được chia thành nhiều luồng tốc độ thấp hơn làm cho chu kỳ ký hiệu tăng theo số sóng mang con. Ưu điểm • OFDM là giải pháp phân tập tần số. OFDM chia nhỏ băng tần kênh và tiến hành truyền dữ liệu độc lập trên các băng tần kênh con này. • OFDM đạt hiệu quả sử dụng phổ tần cao, do tính trực giao của các thành phần sóng mang con. • OFDM là ứng cử viên hứa hẹn cho truyền dẫn tốc độ cao trong môi trường di động. Sở dĩ OFDM làm được như vậy bởi vì, chu kỳ ký hiệu tăng cho nên dung sai trải trễ của hệ thống tăng và hiệu quả sử dụng phổ tần cao của công nghệ OFDM. • OFDM cho phép giảm được ảnh hưởng của trễ đa đường và kênh pha đinh chọn lọc tần số chuyển thành kênh pha đinh phẳng. Vì vậy, OFDM là giải pháp đối với tính chọn lọc tần số của kênh pha đinh. Thuận lợi này của OFDM cho phép cân bằng kênh dễ dàng. • Do trải rộng pha đinh tần số trên nhiều ký hiệu, nên làm ngẫu nhiên hoá lỗi cụm (do pha đinh Rayleigh gây ra), nên thay vì một số ký hiệu cạnh nhau bị méo hoàn toàn là một số ký hiệu cạnh nhau bị méo. • Tính khả thi của OFDM cao do ứng dụng triệt để công nghệ xử lý tín hiệu số và công nghệ vi mạch VLSI. Nhược điểm • OFDM nhậy cảm với dịch Doppler cũng như lệch tần giữa các bộ dao động nội phát và thu. Do tính trực giao của các sóng mang con rất nhậy cảm với kênh truyền có dịch Doppler lớn. • Vấn đề đồng bộ thời gian. Tại máy thu khó quyết định thời điểm bắt đầu của ký hiệu FFT. Dương Minh Khiêm, D2001VT 45142018 Do an slidepdf.com http:slidepdf.comreaderfulldoan55a92e7f98852 17121 Chương 2: Đặc tính kênh vô tuyến di động Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2 Đặc tính kênh vô tuyến di động 2.1. Mở đầu Trong thông tin vô tuyến di động, các đặc tính kênh vô tuyến di đông có tầm quan trọng rất lớn, vì chúng ảnh hưởng trực tiếp lên chất lượng truyền dẫn và dung lượng. Trong các hệ thống vô tuyến thông thường (không phải các hệ thống vô tuyến thích ứng), các tính chất thống kê dài hạn của kênh được đo và đánh giá trước khi thiết kế hệ thống. Nhưng trong các hệ thống điều chế thích ứng, vấn đề này phức tạp hơn. Để đảm bảo hoạt động thích ứng đúng, cần phải liên tục nhận được thông tin về các tính chất thống kê ngắn hạn thậm chí tức thời của kênh. Các yếu tố chính hạn chế hệ thống thông tin di động bắt nguồn từ môi trường vô tuyến. Các yếu tố này là: • Suy hao: cường độ trường giảm theo khoảng cách. Thông thường suy hao nằm trong khoảng từ 50 đến 150 dB tùy theo khoảng cách • Che tối: các vật cản giữa trạm gốc và máy di động làm suy giảm thêm tín hiệu • Pha đinh đa đường và phân tán thời gian: phản xạ, nhiễu xạ và tán xạ làm méo tín hiệu thu bằng cách trải rộng chúng theo thời gian. Phụ thuộc vào băng thông của hệ thống, yếu tố này dẫn đến thay đổi nhanh cường độ tín hiệu và gây ra nhiễu giao thoa giữa các ký hiệu (ISI: Inter Symbol Interference). • Nhiễu: các máy phát khác sử dụng cùng tần số hay các tần số lân cận khác gây nhiễu cho tín hiệu mong muốn. Đôi khi nhiễu được coi là tạp âm bổ sung. Có thể phân các kênh vô tuyến thành hai loại: pha đinh phạm vi rộng và pha đinh phạm vi hẹp. Các mô hình truyền sóng truyền thống đánh giá công suất trung bình thu được tại các khoảng cách cho trước so với máy phát. Đối với các khoảng cách lớn (vài km), các mô hình truyền sóng phạm vi rộng được sử dụng. Pha đinh phạm vi rộng được biểu thị bằng tổn hao do truyền sóng khoảng cách xa. Pha đinh phạm vi hẹp mô tả sự thăng giáng nhanh sóng vô tuyến theo biên độ, pha và trễ đa đường trong khoảng thời gian ngắn hay trên cự ly di chuyển ngắn. Pha đinh trong trường hợp này gây ra do truyền sóng đa đường. Các kênh vô tuyến là các kênh mang tính ngẫu nhiên, nó có thể thay đổi từ các đường truyền thẳng đến các đường bị che chắn nghiêm trọng đối với các vị trí khác nhau. Hình 2.1(a) cho thấy rằng trong miền không gian, một kênh có các đặc trưng khác nhau (biên độ chẳng hạn) tại các vị trí khác nhau. Ta gọi đặc tính này là tính chọn lọc không gian (hay phân tập không gian) và pha đinh tương ứng với nó là pha đinh chọn lọc không gian. Hình 2.1(b) cho thấy trong miền tần số, kênh có các đặc tính khác nhau tại các tần số khác nhau. Ta gọi đặc tính này là tính chọn lọc tần số (hay phân tập tần số) và pha đinh tương ứng với nó là pha đinh chọn lọc tần số. Hình 2.1(c) cho thấy rằng trong miền thời gian, k chêọnnh lcọócctáhcờiđgặicantín(hhakyhpáhcânnhtaậup ttạhiờciágciatnh)ời vàđipểhma kđhináhc dnohanuó. gTâaygrọailàđặpchtaínđhinnhàpyhlâàntítnậph thời gian. Dựa trên các đặc tính trên có thể phân chia pha đinh kênh thành: pha đinh chọn Dương Minh Khiêm, D2001VT 55142018 Do an slidepdf.com http:slidepdf.comreaderfulldoan55a92e7f98852 18121 Chương 2: Đặc tính kênh vô tuyến di động Đồ án tốt nghiệp Đại học lọc không gian (pha đinh phân tập không gian), pha đinh chọn lọc tần số (pha đinh phân tập tần số), pha đinh chọn lọc thời gian (phân tập thời gian ). Chương này sẽ xét các tính chất kênh trong miền không gian, thời gian và tần số. Trong chương này đồ án sẽ phân tích các đặc tính của kênh để sử dụng chúng trong các giải thuật điều chế thích ứng của mình. 2.2. Miền không gian Các thuộc tính trong miền không gian gồm: tổn hao đường truyền và chọn lọc không gian. Tổn hao đường truyền thuộc loại pha đinh phạm vi rộng còn chọn lọc không gian thuộc loại pha đinh phạm vi hẹp. Các mô hình truyền sóng truyền thống đánh giá công suất thu trung bình tại một khoảng cách cho trước so với máy phát, được gọi là đánh giá tổn hao đường truyền. Khi khoảng cách thay đổi trong phạm vi một bước sóng, kênh thể hiện rõ các đặc tính ngẫu nhiên. Điều này được gọi là tính chọn lọc không gian (hay phân tập không gian). Tổn hao đường truyền M hàômhpìnhhụ ttổhnuộhcaovàđoưkờhnogảtnrugycềánchmvôàtảcáscuythhôanogtsínố hkihệáuc.gMiữaộtasnốtemn ôphháìt nhvàxaént tcehni tthiếut lvàềmđộịat hình để đánh giá suy hao tín hiệu, trong khi đó một số chỉ xét tần số và khoảng cách. Chiều cao anten là một thông số quan trọng. Tổn hao do khoảng cách truyền dẫn sẽ tuân theo quy luật hàm mũ. PL∝ dn (2.1) trong đó n là mũ tổn hao (n=2 cho không gian tự do, n2 cho các vùng thành phố ngoài trời), d là khoảng cách từ máy thu đến máy phát. Từ lý thuyết và các kết quả đo lường cho thấy công suất thu trung bình giảm so với khoảng cách theo hàm log đối với môi trường ngoài trời và trong nhà. Hơn nữa tại mọi khoảng cách d, tổn hao đường truyền PL(d) tại một vị trí nhất định là quá trình ngẫu nhiên và có phân bố log chuẩn xung quanh một giá trị trung bình (phụ thuộc vào khoảng cách). Dương Minh Khiêm, D2001VT Hình 2.1. Tính chất kênh trong miền không gian, miền tần số và miền thời gian (a) (b) (c) 65142018 Do an slidepdf.com http:slidepdf.comreaderfulldoan55a92e7f98852 19121 Chương 2: Đặc tính kênh vô tuyến di động Đồ án tốt nghiệp Đại học Nếu xét cả sự thay đổi theo vị trí, có thể biểu diễn tổn hao đường truyền PL(d) tại khoảng cách d như sau: ( ) ( ) σ ( ) + σ = + = + X d d PL d dB PL d X PL d 10 n lg 0 _________ 0 ________ (2.2) Trong đó P__L__(_d__) là tổn hao đường truyền trung bình phạm vị rộng đối với khoảng cách phát thu d; Xσ là biến ngẫu nhiên phân bố Gauss trung bình không (đo bằng dB) với lệch chuẩn σ (cũng đo bằng dB), d0 là khoảng cách tham chuẩn giữa máy phát và máy thu, n là mũ tổn hao đường truyền. Khi các đối tượng trong kênh vô tuyến không chuyển động trong một khoảng thời gian cho trước và kênh được đặc trưng bởi pha đinh phẳng đối với một độ rộng băng tần cho trước, các thuộc tính kênh chỉ khác nhau tại các vị trí khác nhau. Nói một cách khác, pha đinh chỉ đơn thuần là một hiện tượng trong miền thời gian (mang tính chọn lọc thời gian). Từ phương trình 2.2 thấy tổn hao đường truyền của kênh được đánh giá thống kê phạm vi rộng cùng với ảnh hưởng ngẫu nhiên. Ảnh hưởng ngẫu nhiên xẩy ra do pha đinh phạm vi hẹp trong miền thời gian và thể hiện cho tính chọn lọc thời gian (phân tập thời gian). Ảnh hưởng của chọn lọc không gian có thể được loại bỏ bằng cách sử dụng nhiều anten. MIMO (Multiple Input Multiple Output: Nhiều đầu vào nhiều đầu ra) là một kỹ thuật cho phép lợi dụng tính chất phân tập không gian này để cải thiện hiệu năng và dung lượng hệ thống. 2.3. Miền tần số Trong miền tần số, kênh bị ảnh hưởng bởi hai yếu tố: điều chế tần số và chọn lọc tần số. 2.3.1. Điều chế tần số Điều chế tần số do hiệu ứng Doppler gây ra, khi có sự chuyển động tương đối giữa máy thu và máy phát dẫn đến thay đổi tần số một cách ngẫu nhiên. Do chuyển động tương đối giữa BTS và MS, các thành phần sóng đa đường bị dịch tần số. Dịch tần số trong tần số thu do chuyển động tương đối này được gọi là dịch tần số Doppler, nó tỷ lệ với tốc độ chuyển động, phương chuyển động của MS so với phương sóng tới của thành phần sóng đa đường. Dịch Doppler BD có thể được biểu diễn như sau: BD = λν cos(θ) = νc fc cos(θ) (2.3) Trong đó ν là tốc độ của MS, λ là bước sóng, θ là góc giữa phương chuyển động của MS và phương sóng tới, c là tốc độ ánh sáng và fc là tần số sóng mang. Từ phương trình cho trên thấy nếu MS di chuyển về phía sóng tới dịch Doppler là dương và tần số thu sẽ tăng, ngược lại nếu MS di chuyển rời xa sóng tới thì dịch Doppler là âm và tần số thu được sẽ giảm. Vì thế các tín hiệu đa đường đến MS từ các phương khác nhau sẽ làm tăng độ rộng băng tần tín hiệu. Khi ν và (hoặc θ) thay đổi dịch Doppler thay đổi dẫn đến trải Doppler. 2.3.2. Chọn lọc tần số Đồ án sẽ phân tích chọn lọc tần số cùng với một thông số khác trong miền tần số: băng thông nhất quán. Băng thông nhất quán là một số đo thống kê của dải tần số trên một kênh pha đinh được coi là kênh pha đinh phẳng (là kênh trong đó tất cả các thành phần phổ Dương Minh Khiêm, D2001VT 75142018 Do an slidepdf.com http:slidepdf.comreaderfulldoan55a92e7f98852 20121 Chương 2: Đặc tính kênh vô tuyến di động Đồ án tốt nghiệp Đại học được truyền qua có khuếch đại như nhau và pha tuyến tính). Băng thông nhất quán cho ta dải tần trong đó các thành phần tần số có biên độ tương quan. Băng thông nhất quán xác định kiểu pha đinh xẩy ra trong kênh và vì thế có ý nghĩa cơ sở trong việc thích ứng các thông số điều chế. Băng thông nhất quán tỷ lệ nghịch với trải trễ (xem phần 2.5). Pha đinh chọn lọc tần số rất khác với pha đinh phẳng. Trong cùng một kênh pha đinh phẳng, tất cả các thành phần tần số truyền qua băng thông kênh đều chịu ảnh hưởng của pha đinh. Ngược lại pha đinh chọn lọc tần số (còn gọi là pha đinh vi sai), một số đoạn phổ của tín hiệu qua kênh pha đinh bị ảnh hưởng nhiều hơn các phần khác, thể hiện rõ tính chọn lọc tần số của kênh này. Nếu băng thông nhất quán kênh nhỏ hơn độ rộng băng tần của tín hiệu được truyền qua kênh này, thì tín hiệu này chịu ảnh hưởng của pha đinh chọn lọc ( phân tập tần số). Pha đinh này sẽ làm méo tín hiệu. 2.4. Miền thời gian Sự khác biệt giữa các kênh hữu tuyến và các kênh vô tuyến là kênh vô tuyến thay đổi theo thời gian, nghĩa là pha đinh chọn lọc thời gian. Có thể mô hình hóa kênh vô tuyến di động như là một bộ lọc tuyến tính có đáp ứng xung kim thay đổi theo thời gian. Mô hình kênh truyền thống sử dụng mô hình đáp ứng xung kim, đây là một mô hình trong miền thời gian. Có thể liên hệ quá trình thay đổi tín hiệu vô tuyến phạm vi hẹp trực tiếp với đáp ứng xung kim của kênh vô tuyến di động. Nếu x(t) là tín hiệu phát, y(t) là tín hiệu thu và h(t, τ) là đáp ứng xung kim của kênh vô tuyến đa đường phụ thuộc vào thời gian, thì tín hiệu thu là tích chập của tín hiệu phát với đáp ứng xung kim của kênh như sau: ( ) = ∫ ( ) ( τ) τ = ( ) ∗ ( τ) ∞ ∞ − y t x t h t, d x t h t, (2.4) Trong đó t là biến thời gian, τ là trễ đa đường của kênh đối với một giá trị t cố định, ‘’ là ký hiệu tích chập. Ảnh hưởng đa đường của kênh vô tuyến thường được biết đến ở dạng phân tán thời gian hay trải trễ. Phân tán thời gian (tán thời), hay trải trễ xẩy ra khi một tín hiệu được truyền từ anten phát đến anten thu qua hai hay nhiều đường có các độ dài khác nhau. Một mặt tín hiệu này được truyền trực tiếp, mặt khác nó được truyền từ các đườ
5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA VIỄN THƠNG o0o - CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc o0o - ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Họ tên Lớp Khoá Ngành : : : : Dương Minh Khiêm D2001-VT 2001 – 2006 Điện tử – Viễn thơng TÊN ĐỀ TÀI : "MƠ PHỎNG TRUYỀN DẪN OFDM THÍCH ỨNG TRONG THƠNG TIN VƠ TUYẾN" NỘI DUNG ĐỒ ÁN : Phần I: Đặc tính kênh truyền vô tuyến Phần II: Nguyên lý hoạt động OFDM AOFDM Phần V: Chương trình mơ Ngày giao đề tài: 27/07/2005 Ngày nộp đồ án: 27/10/2005 Hà Nội, ngày tháng năm 2005 Giáo viên hướng dẫn Ts Nguyễn Phạm Anh Dũng http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 Ks Nguyễn Viết Đảm 1/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Điểm: (Bằng chữ: ) Hà Nội, Ngày tháng năm 2005 Giáo viên hướng dẫn Ts Nguyễn Phạm Anh Dũng http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 Ks Nguyễn Viết Đảm 2/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Điểm: (Bằng chữ: ) Ngày http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 tháng năm 2005 Giáo viên phản biện 3/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Lời nói đầu Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu Thấy rõ, hiệu sản xuất kinh doanh, chắt lọc tinh hoa văn minh nhân loại, tốc độ phát triển khoa học kỹ thuật, hội rút ngắn khoảng cách phát triển, hội để tắt đón đầu, hội tìm kiếm đầu tư nhà đầu tư khẳng định nhờ vào việc trao đổi thông tin Thêm trước sức ép xu tồn cầu hố, hội nhập, cạnh tranh xã hội hố thơng tin vấn đề toàn xã hội quan tâm Điều thể rõ qua chương trình: thương mại điện tử, phủ điện tử Trong xã hội thơng tin bật thơng tin vơ tuyến đặc biệt thơng tin di động tính linh hoạt, mềm dẻo, di động, tiện lợi Như nhu cầu sử dụng hệ thống thông tin di động ngày gia tăng điều đồng nghĩa với nhu cầu chiếm dụng tài nguyên vô tuyến gia tăng, hay nói cách khác tồn mâu thuẫn lớn nhu cầu chiếm dụng tài nguyên tài nguyên vốn có thơng tin vơ tuyến Nhưng đặc điểm truyền dẫn vô tuyến tài nguyên hạn chế, chất lượng phụ thuộc nhiều vào môi trường: địa hình, thời tiết dẫn đến làm hạn chế triển khai đáp ứng nhu cầu xã hội nhà công nghiệp dịch vụ viễn thông Trước mẫu thuẫn này, đặt toán cho nhà khoa học ngành cơng nghiệp có liên quan phải giải Chẳng hạn nói đến vấn đề tài nguyên vô tuyến, lịch sử phát triển cho thấy chúng giải giải pháp kỹ thuật, công nghệ như: FDMA, TDMA, SDMA, CDMA, kết hợp chúng tìm cách để khai thác triệt để tài nguyên dạng thời gian, tần số, khơng gian, mã Tuy nhiên chưa tìm thấy hệ thống di động trước phương pháp sử dụng tối ưu phổ tần, tài nguyên vô quan trọng thông tin vô tuyến Giá trị tài nguyên phổ tần thấy qua bán đấu giá đăng ký phổ tần vô tuyến cho 3G Châu Âu bắt đầu năm 1999 Anh quốc với 90 MHz kết thúc bán đấu giá với 22.5 tỷ bảng Anh [5] Đối với Đức kết tương tự, với 100 MHz băng tần chi phí lên đến 46 tỷ USD [6] Điều tương đương với 450 triệu USD/MHz Thời gian sử dụng phổ tần kéo dài 20 năm [7] Vì sử dụng hiệu phổ tần triệt hệ thống truyền thông vô tuyến quan trọng Trong bối cảnh OFDM xem giải pháp công nghệ khắc phục nhược điểm hiệu sử dụng phổ tần thấp hệ thống di động trước Chu kỳ ký hiệu lớn cho phép cơng nghệ OFDM truyền liệu tốc độ cao qua kênh vô tuyến Mặt khác OFDM sử dụng sóng mang trực giao để truyền liệu, điều tạo cho OFDM sử dụng băng tần kênh tối ưu Tuy nhiên hệ thống sử dụng công nghệ OFDM như: DAB, DVB, HDTV, HiperLAN2 khơng dùng chế thích ứng, chưa tối ưu hiệu năng, thông lượng chưa đối phó hiệu ảnh hưởng bất lợi kênh truyền vô tuyến di động Trên nét chuyên ngành vô tuyến mà thân quan tâm, lĩnh hội trình học tập Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thông Với kiến thức chuyên môn lĩnh hội với định hướng thầy giáo Ts Nguyễn Phạm Anh Dũng thầy giáo Ks Nguyễn Viết Đảm, đồ án chọn chủ đề nghiên cứu giải pháp điều chế thích ứng tín hiệu số hệ thống truyền dẫn số nhằm có hiệu suất sử dụng băng tần cao Từ xây dựng chương trình mơ phỏng, cụ thể : "Mơ truyền thơng vơ tuyến" Ý tưởnglợi thích ứng là: điều kiệndẫn kênhOFDM truyền thích tốt ứng truyền liệu tốc tin độ cao, thông lượng (BPS) Khi điều kiện kênh tồi truyền liệu tốc độ thấp để đảm bảo Dương Minh Khiêm, D2001VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 i 4/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Lời nói đầu Đồ án tốt nghiệp Đại học chất lượng dịch vụ (QoS) Nhưng trước tiên cần xác định đặc tính mơi trường truyền dẫn (kênh truyền), sở thích ứng tham số điều chế theo kênh truyền Theo đồ án tổ chức thành chương sau Chương 1: Giới thiệu chung Giới thiệu hệ thống di động hành, phân tích ưu nhược điểm chúng giải thích xu tất yếu sử dụng công nghệ OFDM Chương 2: Đặc tính kênh vơ tuyến di động Đề cập số khái niệm đặc trưng cho truyền lan sóng vơ tuyến, phân tích ảnh hưởng thông số đặc trưng đường truyền vô tuyến, u cầu mơ hình kênh, kênh phân loại chúng, thông số đặc trưng làm sở để xây dựng thuật tốn thích ứng chương Chương 3: Nguyên lý hoạt động OFDM Trình bày nguyên lý chung OFDM, trình bày mơ hình hệ thống OFDM, phân tích thơng số đặc trưng OFDM, phân tích nhân tố ảnh hưởng kênh pha đinh lên hiệu hệ thống truyền dẫn OFDM giải pháp khắc phục Trình bày khả tiết kiệm phổ tần lọc băng thơng Chương 4: Ước tính chất lượng cân kênh Thấy rõ, để tối ưu máy thu cần phải xác định chất lượng kênh Từ xây dựng giải pháp đối phó phù hợp chẳng hạn lọc thích ứng Theo chương trình bầy số phương pháp đối phó với bất lợi kênh truyền vô tuyến di động sử dụng cân bằng: ZF, LMSE, đồng thời phân tích vai trị việc ước tính kênh xác Qua đó, đưa giải pháp ước tính kênh PSAM Chương 5: Điều chế OFDM thích ứng Trình bày ngun lý điều chế thích ứng, vai trị điều chế thích ứng, xây dựng giải thuật thích ứng cho truyền dẫn OFDM thích ứng thơng tin vơ tuyến, phân tích ưu nhược điểm chế thích ứng, sở lựa chọn hai chế thích ứng: thích ứng theo mức điều chế (AQAM) thích ứng chọn lọc sóng mang Trình bày mơ hình giải thuật lưu đồ thuật tốn thích ứng cho chế thích ứng chọn lọc sóng mang Chương 6: Chương trình mơ hệ thống truyền dẫn OFDM thích ứng Dựa kết nghiên cứu, xây dựng mơ hình hệ thống truyền dẫn OFDM thích ứng phục vụ cho mô Tiến hành thiết kế phần tử hệ thống truyền dẫn OFDM thích ứng Trên sở liên kết phần tử, xây dựng chương trình mơ hệ thống truyền dẫn OFDM thích ứng Đánh giá hiệu hệ thống dùng chế thích ứng hệ thống thích ứng với hệ thống khơng dùng chế thích ứng thơng qua chất lượng ảnh ban đầu ảnh truyền qua hệ thống OFDM Đồng thời so sánh Dương Minh Khiêm, D2001VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 ii 5/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Lời nói đầu Đồ án tốt nghiệp Đại học hiệu (BER) hiệu thông lượng (BPS) hệ thống thông qua kết mô Được quan tâm, giúp đỡ bảo tận tình nghiên cứu cung cấp tài liệu thầy giáo Ts Nguyễn Phạm Anh Dũng thầy giáo Ks Nguyễn Viết Đảm ý kiến đóng góp thầy cô giáo môn vô tuyến với nỗ lực thân, đồ án hoàn thành với nội dung giao mức độ phạm vi định Tuy nhiên trình độ thời gian có hạn, đồ án chắn khơng tránh khỏi sai sót, kính mong thầy giáo bạn đọc, đóng góp ý kiến chỉnh sửa định hướng nội dung cho hướng phát triển Em xin trân thành cảm ơn thầy giáo Ts Nguyễn Phạm Anh Dũng thầy giáo Ks Nguyễn Viết Đảm, thầy cô giáo môn vô tuyến, khoa viễn thông I bạn tận tình giúp đỡ thời gian học tập làm đồ án Hà nội, ngày 15 tháng 10 năm 2005 Người làm đồ án Dương Minh Khiêm Dương Minh Khiêm, D2001VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 iii 6/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Mục lục Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục Chương .1 Giới thiệu chung 1.1 Những hạn chế kỹ thuật hành .3 1.2 Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM Chương .5 Đặc tính kênh vơ tuyến di động 2.1 Mở đầu 2.2 Miền không gian 2.3 Miền tần số 2.3.1 Điều chế tần số 2.3.2 Chọn lọc tần số 2.4 Miền thời gian .8 2.4.1 Trễ trội trung bình quân phương 2.4.2 Trễ trội cực đại 2.4.3 Thời gian quán 2.5.Quan hệ thông số miền khác 2.5.1 Băng thông quán trải trễ trung bình quân phương .9 2.5.2 Thời gian quán trải Doppler 10 2.6 Các loại pha đinh phạm vi hẹp 10 2.7 Phân bố Rayleigh Rice 11 2.7.1 Phân bố Pha pha đinh Rayleigh 13 11 2.7.2 Rice 2.8.1 Mô hình kênh miền thời gian 14 2.8.2 Mơ hình kênh miền tần số 16 2.9 Ảnh hưởng thừa số K kênh Rice trải trễ lên thuộc tính kênh miền tần số 17 2.10 Kết luận 20 Chương 22 Nguyên lý hoạt động OFDM .22 3.1 Mở đầu 22 3.2 Tính trực giao 22 3.3 Mơ hình hệ thống truyền dẫn OFDM .25 3.3.1 Mơ tả tốn học tín hiệu OFDM 25 3.3.2 Sơ đồ hệ thống truyền dẫn OFDM 26 3.2.2.1 Tầng chuyển đổi nối tiếp sang song song 28 3.3.2.1 Tầng điều chế sóng mang 28 3.3.2.3 Tầng chuyển đổi từ miền tần số sang miền thời gian 29 3.3.2.4 Tầng điều chế sóng mang RF 29 3.4 Các thông số đặc trưng dung lượng hệ thống truyền dẫn OFDM .31 3.4.1 Cấu trúc tín hiệu OFDM 31 3.4.2 Các thông số miền thời gian TD 32 3.4.4 Dung Quan hệ giữacủa cáchệthông miền thời gian miền tần số .34 33 3.4.5 lượng thốngsốOFDM 3.5 Các nhân tố ảnh hưởng kênh pha đinh lên hiệu hệ thống truyền dẫn OFDM giải pháp khắc phục 35 Dương Minh Khiêm, D2001VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 iv 7/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Mục lục Đồ án tốt nghiệp Đại học 3.5.1 ISI giải khắc phục 35 3.5.2 Ảnh hưởng ICI giải pháp khắc phục 38 3.5.3 Cải thiện hiệu hệ thống truyền dẫn sở kết hợp mã hoá Gray 41 3.5.4 Giải pháp nâng cao hiệu sử dụng phổ tần hệ thống truyền dẫn OFDM43 3.5.4.1 Phương pháp dùng lọc băng thông 44 3.5.4.2 Phương pháp dùng khoảng bảo vệ cosin tăng 48 3.6 Kết luận 51 Chương 52 Ước tính chất lượng kênh cân kênh 52 4.1 Giới thiệu .52 4.2 Ước tính kênh PSAM .52 4.2.1 Nội suy Gauss 53 4.2.2 Nội suy FFT 53 4.2.3 Nội suy Wienner .55 4.3 Kỹ thuật cân đáp ứng kênh .55 4.3.2 Bộ cân bình phương lỗi trung bình tuyến tính LMSE 57 4.4 Kết luận 59 Chương 60 Điều chế OFDM thích ứng 60 5.1 Giới thiệu 60 5.2 Mô hình hệ thống truyền dẫn điều chế thích ứng .61 5.2.1 Khái niệm điều chế thích ứng 61 5.2.2 Kiến trúc hệ thống điều chế thích ứng 62 5.2.3 Nguyên tắc xây dựng giải thuật điều chế thích ứng .63 5.3 Xây dựng giải thuật thích ứng cho hệ thống truyền dẫn OFDM thích ứng .63 5.3.1 Thuật ứng dựa theotheo SNRmức phátđiều trênchế sóng mang 65 64 5.3.2 Thuật tốn tốn thích thích ứng 5.3.3 Thuật tốn thích ứng dựa chế chọn lọc sóng mang 67 5.6 Kết luận 73 Chương 74 Chương trình mơ hệ thống truyền dẫn OFDM thích ứng 74 6.1 Giới thiệu .74 6.2 Mơ hình mơ hệ thống truyền dẫn OFDM thích ứng .74 6.2.1 Mơ hình mơ 74 6.2.2 Thiết lập thơng số mơ hình mô 77 6.3 Chương trình mơ truyền dẫn OFDM thích ứng .84 6.3.1 Giao diện chương trình mơ 84 6.3.2 Các kết mô đánh giá hiệu 88 6.3.2.1 Kết mô không dùng chế thích ứng 88 6.3.2.2 Kết mơ dùng chế thích ứng mức điều chế 90 6.3.2.3 Kết mơ dùng chế thích ứng chọn lọc sóng mang 93 6.3.2.3 Kết mơ dùng kết hợp hai chế thích ứng chuyển mức điều chế chọn lọc sóng mang 95 6.4 Đánh giá hiệu chế thích ứng thơng qua kết mơ 98 6.5 Kết luận 106 Kết luận 107 Tài liệu tham khảo 108 Dương Minh Khiêm, D2001VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 v 8/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Danh mục bảng Đồ án tốt nghiệp Đại học Danh mục bảng Bảng 1.1 Đặc tính dịch vụ UMTS Bảng 1.2 Tham số đặc trưng hệ thống sử dụng công nghệ OFDM Bảng 2.1 Các loại pha đinh phạm vi hẹp Bảng 2.2 Các đặc tính kênh ba miền: khơng gian, tần số thời gian 20 Bảng 3.1 Mối quan hệ tham số OFDM 32 Bảng 3.2 Mã hoá Gray bit nhị phân 41 Bảng 3.3 Tham số khoảng bảo vệ RC IEEE 802.11a 48 Bảng 5.1 Điều khiển mức điều chế dựa mức SNR thu 65 Bảng 6.1Thông số hệ thống dùng cho mơ tín hiệu OFDM 76 Bảng 6.2 Thông số mơ hệ thống OFDM thích ứng 79 Bảng 6.2 Tham số BER điều khiển chuyển mức điều chế 89 Dương Minh Khiêm, D2001VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 vi 9/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Danh mục hình vẽ Đồ án tốt nghiệp Đại học Danh mục hình vẽ Hình 2.1 Tính chất kênh miền khơng gian, miền tần số miền thời gian .5 Hình 2.3 Phân bố xác suất Gauss không gian 11 Hình 2.4 Phân bố xác suất Rayleigh không gian, σ = 12 Hình 2.5 Phân bố xác suất Rice với giá trị K khác nhau, σ 2 = 13 Hình 2.6 Mơ hình lý lịch trễ cơng suất trung bình 15 Hình 2.7 Phổ tín hiệu OFDM truyền qua mơ hình kênh pha đinh Rice, với số sóng mang = 100, kích thước FFT = 300 17 Hình 2.8 Phụ thuộc biên độ hàm truyền đạt kênh miền tần số vào tần số RDS 18 Hình 2.9 Phụ thuộc biên độ hàm truyền đạt kênh vào K tần số 18 Hình 2.10 Hàm truyền đạt kênh RDS=30ns với giá trị K khác .19 Hình 3.1 Dạng sóng tín hiệu OFDM miền thời gian tần số 23 Hình 3.2 Hình dạng phổ tín hiệu OFDM băng tần sở sóng mang, hiệu phổ tần OFDM so với FDM 23 Hình 3.3 Phổ tổng hợp tín hiệu OFDM băng tần sở với sóng mang 24 Hình 3.4 Sơ đồ khối hệ thống truyền dẫn OFDM 26 Hình 3.5 Tín hiệu phát 16-QAM sử dụng mã hố Gray, tín hiệu 16-QAM truyền qua kênh vô tuyến, SNR = 18 dB 27 Hình 3.6 Tầng IFFT, tạo tín hiệu OFDM 28 Hình 3.7 Điều chế cao tần tín hiệu OFDM băng tần sở phức sử dụng kỹ thuật tương tự 28 Hình 3.8 Điều chế cao tần tín hiệu OFDM băng tần sở phức sử dụng kỹ thuật số .29 Hình 3.9 Dạng sóng tín hiệu OFDM miền thời gian .29 Hình 3.10 Tín hiệu OFDM dịch DC, W băng tần tín hiệu, f off tần số dịch từ DC, f c tần số trung tâm 30 Hình 3.11 Cấu trúc tín hiệu OFDM 30 Hình 3.12 Độ rộng băng tần hệ thống độ rộng băng tần sóng mang 32 Hình 3.13 Chèn thời gian bảo vệ cho ký hiệu OFDM .35 Hình 3.14 Cấu trúc tín hiệu OFDM miền thời gian 35 Hình 3.15 Hiệu khoảng bảo vệ chống lại ISI .36 Hình 3.16 Hiệu khoảng bảo vệ để loại bỏ ISI 37 Hình 3.17 Nhiễu ICI số sóng mang khác 38 Hình 3.18 Ảnh hưởng ICI tới tỷ số tín hiệu nhiễu 38 Hình 3.19 Cơng suất ICI chuẩn hố tín hiệu OFDM N=102 39 Hình 3.20 Sơ Cơng ICI chế chuẩn hố chovàsóng mangsửcon trung Hình 3.21 đồ suất IQ điều 16-QAM 16-PSK dụng mãtâm hoá(fdT=0,2) 40 Gray 41 Hình 3.22 Biểu đồ IQ cho tín hiệu 64-PSK 128-PSK 42 Dương Minh Khiêm, D2001VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 vii 10/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Chương 6: Chương trình mơ truyền dẫn OFDM thích ứng Đồ án tốt nghiệp Đại học Kết ảnh thu sau truyền qua hệ thống AOFDM có chất lượng cao nhiều so với hệ thống OFDM khơng dùng chế thích ứng Trên giao diện hiển thị kết ảnh thu ta thấy phần đầu ảnh có vài vết xước, ta thiết lập mảng QĐ với phần tử toàn giá trị ‘0’, tức lần đầu phát ta sử dụng 100 % số sóng mang có, lần BER cao Tuy nhiên sau lần chế thích ứng làm việc hiệu chọn lọc sóng mang có BER thấp để truyền liệu phần ảnh thu cịn lại có chất lượng cao hoàn toàn giống ảnh phát Mặc dù mức điều chế không đổi 4-QAM, chế chuyển mức điều chế thường xuyên phát BPSK (do BER tổng cao) tức thơng lượng chế thích ứng chọn lọc sóng mang cao mức điều chế trường hợp Đến ta thấy phương pháp thích ứng theo chế chọn lọc sóng mang làm việc thật hiệu trường hợp kênh tồi Tuy nhiên điều kiện kênh tốt sử dụng nguyên chế chọn lọc sóng mang khơng hiệu mức điều chế cao 16-QAM, 64-QAM, 128-QAM… Vì có trường hợp kênh đột ngột trở nên xấu mà ta giữ nguyên mức điều chế thời khơng ổn tốc độ truyền liệu rấtthìthấp hợp mang mức điều 64-QAM giữ ngun chế Có cịntrường 10 sóng đảmchế bảolàđược giá trịnếu BER ngưỡng trênmức tổngđiều số 100 sóng mang mơ Do tốc độ truyền dẫn cực thấp không đảm bảo QoS dịch vụ yêu cầu tính thời gian thực Cho nên để hiệu phương pháp thích ứng theo chế chọn lọc sóng mang phải kèm theo chế thích ứng chuyển mức điều chế 6.3.2.3 Kết mô dùng kết hợp hai chế thích ứng chuyển mức điều chế chọn lọc sóng mang Dưới trường hợp kết hợp hai phương pháp thích ứng với điều kiện kênh giao diện khởi tạo phía trên: Dương Minh Khiêm, D2001-VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 95 107/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Chương 6: Chương trình mơ truyền dẫn OFDM thích ứng Đồ án tốt nghiệp Đại học Dương Minh Khiêm, D2001-VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 96 108/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Chương 6: Chương trình mơ truyền dẫn OFDM thích ứng Đồ án tốt nghiệp Đại học Ta thấy với điều kiện kênh tồi mà kết hợp hai phương pháp thích ứng cho phép mức điều chế lên đến 16-QAM, tất nhiên tần suất xuất 16-QAM 4-QAM Tuy nhiên nêu để ý mức 16-QAM, số sóng mang dùng để truyền liệu thường < 50 sóng mang tổng số 100 sóng mang, giá trị giao diện mơ 46, 58 24 sóng mang, đảm bảo tốc độ truyền liệu người dùng BER yêu cầu mức điều chế cao dùng kết hợp chế thích ứng chọn lọc sóng mang Điều đặc biệt khơng có lần hệ thống phải chuyển mức phát BPSK Vì điều mà thơng lượng chế thích ứng kết hợp hai chế thích ứng chọn lọc sóng mang thích ứng mức điều chế lớn hẳn chế thích ứng độc lập Dương Minh Khiêm, D2001-VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 97 109/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Chương 6: Chương trình mơ truyền dẫn OFDM thích ứng Đồ án tốt nghiệp Đại học Tất nhiên ảnh đẹp trường hợp truyền 4-QAM dùng nguyên chế thích ứng chọn lọc sóng mang Nhưng so sánh với trường hợp truyền 4-QAM mà không dùng chế thích ứng hay 4-QAM dùng nguyên chế thích ứng mức điều chế chất lượng tốt nhiều Qua ta kết luận chế chọn lọc sóng mang hoạt động tốt điều kiện kênh tồi Hệ thống hoạt động tốt kết hợp hai chế thích ứng chọn lọc sóng mang chuyển mức điều chế 6.4 Đánh giá hiệu chế thích ứng thơng qua kết mơ Để quan sát hiệu lần thực mơ (có thể dùng khơng dùng cơ chế thích ứng), đồ án thiết kế giao diện hiển thị: Hiệu BER hệ thống thông qua kết BER lần phát ký hiệu (giá trị hiển thị nhãn 'BER' phần hiển thị kết giao diện mô 'OFDM_S') Hiệu thông lượng hệ thống, đo số bit/ký hiệu điều chế sóng mang (ví dụ, 4-QAM có thơng lượng bit/ký hiệu) Thơng lượng tốc độ bit truyền liệu Giao diện hiển thị hiệu BER hiệu thông lượng hệ thống mở kết thúc mơ q trình truyền liệu, để hiển thị kết mô cho trường hợp Dưới giao diện hiển thị hiệu BER hiệu thông lượng cho trường hợp mô hệ thống truyền dẫn OFDM kết hợp hai chế thích ứng chọn lọc sóng mang mức điều Đểhiển xemthị hiệu thơng lượng hệ thống, phải kích chuột vào nút thông lượng trênchế phần kếtnăng mô Dương Minh Khiêm, D2001-VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 98 110/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Chương 6: Chương trình mơ truyền dẫn OFDM thích ứng Đồ án tốt nghiệp Đại học Để dễ dàng so sánh hiệu BER hiệu thơng lượng chế thích ứng khác nhau, giữakhác thíchnhau ứngvà đưa khơng thíchquả ứng, đồhợp án đãthơng tổngqua kết chạy chương trình mơnhư kết tổng giaolần diện so sánh Kết hiệu BER hiệu thông lượng hệ thống truyền dẫn OFDM thông qua mô Giao diện so sánh hiệu thông lượng mở kích chuột vào nút 'So sánh' giao diện đánh giá hiệu Chỉ tiêu so sánh: Gồm hai tiêu hiệu (BER) thơng lượng (BPS) • Đối tượng so sánh: Giữa hệ thống sử dụng chế thích ứng, hệ thống dùng chế thích ứng hệ thống khơng dùng thích ứng • Phương pháp so sánh: So sánh hiệu BER (QoS) hiệu thông lượng (BPS) hệ thống trên, số trạng thái điều chế sóng mang bắt đầu mơ phỏng: 4-QAM, 16-QAM, 64-QAM Trường hợp 1: Mức điều chế sóng mang thiết lập ban đầu BPSK, đặc biệt để so sánh cách triệt để hiệu thông lượng chế thích ứng, ta chọn điều kiện kênh thiết lập ban đầu cho hệ thống thích ứng theo mức điều chế ln khơng đạt ngưỡng phát 16-QAM, với điều kiện ta có kết quả: Dương Minh Khiêm, D2001-VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 99 111/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Chương 6: Chương trình mơ truyền dẫn OFDM thích ứng Đồ án tốt nghiệp Đại học Phân tích kết quả: Hiệu BER: Khi điều kiện kênh truyền tồi SNR < 17 dB hệ thống OFDM dùng chế thích ứng mức điều chế hệ thống OFDM khơng thích ứng có hiệu đảm bảo SNR phát BPSK Cũng với điều kiên kênh vậy, hệ thống OFDM dùng chế thích ứng chọn lọc sóng mang hệ thống OFDM dùng chế thích ứng kết hợp chọn lọc sóng mang mức điều chế lại có hiệu cao hơn, hai hệ thống Dương Minh Khiêm, D2001-VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 100 112/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Chương 6: Chương trình mơ truyền dẫn OFDM thích ứng Đồ án tốt nghiệp Đại học truyền liệu vùng đáp ứng kênh tốt Tuy nhiên hệ thống dùng chế thích ứng kết hợp cho hiệu thấp hệ thống dùng nguyên chế chọn lọc sóng mang Vì, hệ thống dùng chế thích ứng chọn lọc sóng mang giữ nguyên mức điều chế BPSK, hệ thống dùng chế thích ứng kết hợp đảm bảo BER phát -QAM, mặt khác mức 4-QAM hiệu thấp 4-QAM Khi điều kiện kênh truyền tốt hơn, SNR > 17 dB, ta thấy hệ thống có khác biệt rõ ràng Hệ thống dùng nguyên chế thích ứng chọn lóc sóng mang có hiệu cao nhất, giữ nguyên mức điều chế BPSK truyền liệu vùng đáp ứng kênh tốt Hệ thống dùng chế thích ứng mức điều chế đảm bảo BER phát 4-QAM, ở mức cho hiệu thấp hiệu hệ thống khơng dùng thích ứng Hệ thống dùng chế thích ứng kết hợp đảm bảo BER phát 16-QAM, mức dù có cơ chế thích ứng chọn lọc sóng mang song hiệu thấp hệ thống khơng dùng thích ứng ln giữ nguyên mức điều chế BPSK Nếu ý ta thấy đường thể BER hệ thống dùng chế thích ứng mức điều chế có nhẩy bậc Điều xảy chuyển mức điều chế, mức điều chế cao BER cao mức điều chế thấp Hiệu thông lượng Đối với hệ thống không dùng chế thích ứng thích ứng theo chế chọn lọc sóng mang có thơng lượng khơng đổi, kết so sánh có ý nghĩa hai chế thích ứng chuyển mức điều chế (AQAM) kết hợp chọn lọc sóng mang mức điều chế Khi điều kênh kênh tồi (SNR < dB), hệ thống khơng thích ứng hệ thống thích ứng theo mức điều chế có thơng lượng bit/ký hiệu (các hệ thống phát BPSK) Song với điều kiện kênh vậy, hệ thống dùng chế thích ứng kết hợp chọn lọc sóng mang mức điều chế phát 4-QAM Đến hệ thống thích ứng theo mức điều chế phát ổn định 4-QAM, hệ thống dùng chế thích ứng kết hợp phát 16-QAM Tuy số lần phát 4-QAM 16-QAM tương đương nhau, thông lượng hệ thống dùng chế thích ứng kết hợp cao nhiều so với hệ thống khác Để thấy rõ ưu điểm chế thích ứng chuyển mức điều chế ta xét điều kiện kênh truyền tốt hơn, mức điều chế cao Trường hợp 2: Mức điều chế sóng mang thiết lập ban đầu 4-QAM Kênh truyền thiết lập cho chế thích ứng chuyển mức điều chế khơng đạt ngưỡng phát 64QAM (vì khơng so sánh chọn vẹn hiệu BER hiệu thơng lượng chế thích ứng cho mức ngưỡng phát khác nhau) Dương Minh Khiêm, D2001-VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 101 113/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Chương 6: Chương trình mơ truyền dẫn OFDM thích ứng Đồ án tốt nghiệp Đại học Phân tích kết quả: Hiệu BER: Hiệu so sánh trường hợp tương tự trường hợp đầu, hệ thống dùng ngun cơhiệu chế thích chọn lọc dùng sóng mang choứng hiệu cao > 32 dB ta thấy ứng hệ thống chếvẫn thích chuyển mứcnhất điều Khi chế SNR thấp nhất, hệ thống phát 16-QAM có BER cao mức phát 4-QAM cố định hệ Dương Minh Khiêm, D2001-VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 102 114/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Chương 6: Chương trình mơ truyền dẫn OFDM thích ứng Đồ án tốt nghiệp Đại học thống khơng thích ứng Hệ thống dùng chế thích ứng kết hợp đạt ngưỡng phát 16QAM sớm (SNR > 22 dB), hiệu cao hệ thống dùng nguyên chế chuyển mức điều chế Hiệu thông lượng Thông lượng hệ thống dùng chế thích ứng kết hợp tỏ ưu hệ thống dùng chế chuyển mức điều chế thông thường, hệ thống đạt ngưỡng phát 4-QAM 16-QAM sớm hệ thống dùng nguyên chế thích ứng chuyển mức điều chế Hai trường hợp vừa khảo sát ta chưa thấy ưu điểm rõ rệt hệ thống dùng chế thích ứng chuyển mức điều chế, nhiên với điều kiện kênh truyền tốt mức điều chế sóng mang thiết lập ban đầu cao ta thấy ưu điểm hệ thống Trường hợp 3: Mức điều chế sóng mang thiết lập ban đầu 16-QAM Hiệu BER hiệu thông lượng trường hợp thể giao diện đây: Dương Minh Khiêm, D2001-VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 103 115/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Chương 6: Chương trình mơ truyền dẫn OFDM thích ứng Đồ án tốt nghiệp Đại học Phân tích kết quả: Hiệu BER Trường hợp hiệu so sánh hệ thống khác xa so với hai trường hợp vừa khảo sát Các hệ thống dùng chế thích ứng chuyển mức điều chế chiếm ưu hẳn Nguyên nhân có chuyển mức điều chế từ cao xuống thấp làm BER giảm mạnh, hệ thống khơng dùng chế thích ứng chuyển mức điều chế giữ nguyên mức điều chế cao (16-QAM) Hiệu chế thích ứng kết hợp chọn lọc sóng mang mức điều chế cao hệ thống khác Song SNR cao hệ thống đạt mức phát 64-QAM, hiệu có phần thấp hệ thống dùng ngun chế thích ứng chọn lọc sóng mang Hiệu thơng lượng Trong trường hợp có khác thông lượng hai chế thích ứng: chuyển mức điều chế đơn kết hợp chọn lọc sóng mang mức điều chế Cơ chế thích ứng kết hợp tỏ hiệu hẳn, SNR thấp SNR cao Đặc biệt SNR > 35 hệ thống dùng chế thích ứng kết hợp phát 64-QAM, hệ thống dùng nguyên chế thích ứng chuyển mức điều chế đạt ngưỡng BER phát 16-QAM Để thấy rõ ưu điểm vượt trội hệ thống dùng chế thích ứng kết hợp chọn lọc sóng mang mức điều chế ta xét trường hợp mức điều chế thiết lập ban đầu 64-QAM Trường hợp 4: Mức điều chế sóng mang thiết lập ban đầu 64-QAM Dương Minh Khiêm, D2001-VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 104 116/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Chương 6: Chương trình mơ truyền dẫn OFDM thích ứng Đồ án tốt nghiệp Đại học Phân tích kết Hiệu BER Hiệu hệ thống dùng chế thích ứng chuyển mức điều chế chiếm ưu tuyệt đối Trong hệ thống dùng chế thích ứng kết hợp chọn lọc sóng mang mức điều chế cho hiệu cao Dương Minh Khiêm, D2001-VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 105 117/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Chương 6: Chương trình mơ truyền dẫn OFDM thích ứng Đồ án tốt nghiệp Đại học Hiệu thông lượng Trong trường hợp hệ thống không dùng chế chuyển mức điều chế cho thông lượng cao giữ nguyên mức điều chế 64-QAM Tuy nhiên cần lưu ý rằng, hiệu BER hệ thống thấp nhiều so với hệ thống dùng chế thích ứng chuyển mức điều chế, không đảm bảo QoS 6.5 Kết luận Chương giới thiệu tính chương trình mơ hệ thống truyền dẫn OFDM Phân tích phương pháp mơ tín hiệu OFDM, phân tích thơng số hệ thống truyền dẫn OFDM So sánh hiệu hệ thống OFDM sử dụng chế thích ứng hệ thống OFDM khơng dùng chế thích ứng, tiêu chí so sánh thể thơng qua đánh giá chất lượng ảnh ban đầu ảnh truyền qua hệ thống OFDM Một kết quan trọng chương đánh giá hiệu BER hiệu thơng lượng củasử cácdụng chế ứngthích khácứng nhaukhác thông quavà môcác phỏng, kết so sánh hệ thống cácthích chế hệ thống khơng dùnggiữa chế thích ứng cho thấy kết hợp hai chế thích ứng thích ứng theo mức điều chế (AQAM) chế thích ứng chọn lọc sóng mang đem lại hiệu BER cực đại đồng thời hiệu thông lượng cao nhiều so với hệ thống dùng chế thích ứng độc lập Dương Minh Khiêm, D2001-VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 106 118/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Kết luận Đồ án tốt nghiệp Đại học Kết luận Đồ án nghiên cứu công nghệ OFDM, mô hình hệ thống truyền dẫn OFDM, nghiên cứu cách tạo thu tín hiệu OFDM Phân tích ảnh hưởng ICI, ISI đến hiệu hệ thống truyền dẫn OFDM, hiệu việc dùng lọc băng thông việc tiết kiệm phổ tần Một vấn đề quan trọng hệ thống truyền dẫn vô tuyến đặc điểm kênh truyền vô tuyến nghiên cứu, với hiệu ứng: Trải trễ, dịch Doppler, đa đường , nghiên cứu mô kênh pha đinh Rayleigh, Rice Kết mô kênh dùng để mơ hệ thống truyền dẫn thích ứng OFDM Để giảm sai lỗi bộ định đồ án nghiên cứu phương pháp cân ước tính kênh, kết mơ dùng cân MMSE với cơng nghệ ước tính kênh phương pháp FFT Phần cuối cùngmôvàphỏng làmột quan mà đồ hồn Dựa xâytrên dựng chương trình hệtrọng thốngnhất truyền dẫnánthích ứng thành OFDM kếtđược nghiên cứu lý thuyết thích ứng, tồn phương pháp thích ứng có như: thích ứng theo SNR phát, thích ứng theo mức điều chế (AQAM) Đồ án đề xuất phương án thích ứng hồn tồn chế thích ứng chọn lọc sóng mang Nhận thấy ưu điểm vượt trội hai chế thích ứng chế chọn lọc sóng mang chế thích ứng theo mức điều chế, đồ án mạnh dạn chọn hai chế thích ứng để mơ Hiệu hai phương pháp thích ứng so sánh dựa kết mô cuối đồ án kết luận kết hợp hai phương pháp thích ứng đem lại hiệu vượt trội cho hệ thống phương pháp thích ứng riêng rẽ khác Đồ án lựa chọn chế thích ứng chọn lọc sóng mang chế thích ứng theo mức điều chế Cơ chế thích ứng chọn lọc sóng mang hoạt động hiệu quả, phương pháp thích ứng theo mức điều chế cần tối ưu Trong đồ án chế thích ứng theo mức điều chế thay đổi mức điều chế tồn sóng mang cách đồng loạt bình đẳng, hiệu mang lại chưa cao, thời gian tới xây dựng sơ đồ thích ứng mức điều chế độc lập cho sóng mang hiệu mang lại cao Mặt khác kết hợp công nghệ OFDM với CDMA giải triệt để điều kiện bất lợi kênh truyền vô tuyến Để nghiên cứu có tính thực tế, đồ án mong muốn xây dựng chương trình mơ hệ thống OFDM sở phần cứng đầu tư tài để tiến hành thí nghiệm mơ hình kênh thực tế Bằng thí nghiệm thực tế thông số hệ thống thiết thực giúp nghiên cứu ứng dụng triển khai hệ thống 4G trong tương lai gần Dương Minh Khiêm, D2001-VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 107 119/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Tài liệu tham khảo Đồ án tốt nghiệp Đại học Tài liệu tham khảo [1] TS Nguyễn Phạm Anh Dũng, “Thông tin di động hệ thứ 3” Nhà xuất bưu điện 2002 [2] TS Nguyễn Phạm Anh Dũng, “ Lý thuyết trải phổ ứng dụng” Nhà xuất bưu điện 2001 [3] TS Nguyễn Phạm Anh Dũng, “Giáo trình sở truyền dẫn viba số” Nhà xuất Bưu điện 4-2001 [4] Đề tài nghiên cứu khoa học “ Nghiên cứu điều chế thích ứng cho máy thu phát thông minh thông tin di động “ Chủ trì đề tài TS Nguyễn Phạm Anh Dũng tác viên, Hà nội 2004 cộng [5] “Spectrum Auctions”, Radiocommunications Agency of UK, Online: http://www.spectrumauctions.gov.uk/auction/auction_index.htm [6] “Third Generation Mobile Phone Licensing in Europe”, TIA on line, Online: http://www.tiaonline.org/international/regional/nis/licensing.cfm [7] “Third Generation Mobile Phone Licensing in Europe”, TIA on line, Online: http://www.tiaonline.org/international/regional/nis/licensing.cfm [8] "Adaptive techniques for multiuser OFDM" , for the degree of Doctor of Philosophy in Electrical and Computer Engineering, Eric Philip Lawrey, 12 - Dương Minh Khiêm, D2001-VT http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 2001 108 120/121 5/14/2018 Do a n - slide pdf.c om Lời cảm ơn Em xin trân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa viên thông I đặc biệt thầy cô môn vô tuyến Em xin gửi đến thầy giáo Ts Nguyễn Phạm Anh Dũng thầy giáo Ks Nguyễn Viết Đảm lời cảm ơn chân thành nhất, hai thầy tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án cung cấp hướng dẫn lựa chọn tài liệu thiết thực lĩnh vực nghiên cứu đồ án Xin cảm ơn gia đình tơi, người ln bên tơi lúc khó khăn nhất, Cuối xin cảm ơn bạn bè người bạn thật tốt, cạnh suốt thời gian qua http://slide pdf.c om/re a de r/full/do-a n-55a 92e 7f98852 121/121