Điều khiển công suất trong các hệ thống thông tin di động MC CDMA và ABS MC CDMA

Điều khiển công suất trong các hệ thống thông tin di động MC CDMA và ABS MC CDMA Điều khiển công suất trong các hệ thống thông tin di động MC CDMA và ABS MC CDMA Điều khiển công suất trong các hệ thống thông tin di động MC CDMA và ABS MC CDMA luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN VĂN GIÁP ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG MC-CDMA VÀ ABS MC-CDMA LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Hà Nội, 2006 MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn Mục lục Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU Chương I: Tổng quan MC-CDMA xử lý tín hiệu số MCCDMA I Giới thiệu MC-CDMA, sơ đồ MC-CDMA, cấu trúc phát thu 1 Kết hợp trải phổ miền tần số điều chế đa sóng mang Kết hợp trải phổ miền thời gian điều chế đa sóng mang So sánh hệ thống .9 II Xử lý tín hiệu hệ thống MC-CDMA 10 A Mô hình thời gian liên tục 10 Đồng kênh đa người dùng MC-CDMA .10 Tách sóng đơn người sử dụng MC-CDMA 14 B Mô hình kênh MC-CDMA thời gian rời rạc 18 Điều chế baèng FFT 18 Đơn giản hóa kênh MC-CDMA sử dụng đại số ma trận 21 Nhiễu giao thoa đa người dùng (MUI) kênh MC-CDMA 24 Bộ thu MU dựa vào tách sóng giải tương quan 27 C Các kết mô 30 Chương II: Điều khiển công suất hệ thống MC-CDMA I Giới thiệu .35 II Điều chế đa sóng mang hệ thống CDMA 36 III Các mô hình hệ thống MC-CDMA 38 IV Cơ chế điều khiển công suất hệ thống MC-CDMA 44 V Các kết mô .50 VI Kết luận 53 Chương III: Các hệ thống MC-CDMA lựa chọn băng tần thích nghi I Giới thiệu .54 II Truyeàn liệu băng tần thích nghi 55 1.Tốc độ bit độ lợi xử lyù 56 Tổng công suất phát 57 III Truyền liệu tin tức tín hiệu chuẩn 58 IV SNR hệ thống ABS MC-CDMA .61 V Phân tích BER 62 BER hệ thống N/N 1/N .62 Giới hạn giới hạn BER hệ thống M/N 65 VI Các luật định hệ số lựa chọn băng tần 67 Các hệ số lựa chọn băng tần tối ưu 68 Luật dựa vào SNR hệ số lựa chọn băng tần 69 Luật dựa vào công suất hệ số lựa chọn băng tần .70 Độ xác việc lựa chọn băng tần 70 Chất lượng hệ thống ABS MC-CDMA 76 Caáp phát lại băng tần cho người sử dụng dùng chuỗi trải phổ 78 Phân tích BER 82 Các kết mô 84 Chu kỳ cập nhật lựa chọn băng tần hệ thống ABS MC-CDMA 87 10 Điều khiển công suất hệ thống ABS MC-CDMA .89 11 Kết luận .94 Chương IV: Xây dựng hệ điều khiển công suất hệ thống thông tin di động MC- CDMA logic mờ đánh giá ưu nhược điểm hướng phát triển đề tài 95 I Sơ lược hệ điều khiển mờ .95 Caáu trúc hệ mờ .95 Nguyên lý điều khiển mờ luật điều khiển mờ 98 Các bước để thiết kế điều khiển mờ 99 Phương pháp điều khiển mờ .100 Các điều khiển mờ động .102 II Xây dựng hệ điều khiền công suất hệ thống thông tin di đông MC-CDMA logic mờ, 106 Đặt vấn đề 106 Cấu trúc hệ thống điều khiển công suất logic mờ cho hệ thống thông tin di động MC-CDMA 107 Quá trình xây dựing điều khiển mờ 109 Phân tích hoạt động hệ thống điều khiển công suất dùng logic mờ, nhận xét kết quả, đánh giá ưu nhược điểm đề tài 134 5.Hướng phát triển đề tài Tài liệu tham khaûo 137 Phuï luïc -1– CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MC-CDMA VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU TRONG CÁC HỆ THỐNG MC-CDMA I Gíơi thiệu MC-CDMA, sơ đồ MC-CDMA, cấu trúc phát thu: OFDM thiết thực fading lựa chọn tần số, nhiên có vài nhược điểm khó khăn việc đồng sóng mang phụ, nhạy offset tần số khuyếch đại không tuyến tính Do sơ đồ MCCDMA chắn có số mặt hạn chế Tuy nhiên, kết hợp OFDM với CDMA có ưu điểm lớn tốc độ ký tự sóng mang phụ giảm hay chu kỳ ký tự dài hơn, việc đồng trở nên dễ dàng Các sơ đồ MC-CDMA chia thành hai nhóm Nhóm thứ trải phổ luồng liệu ban đầu mã trải phổ cho trước sau điều chế chip sóng mang phụ khác (hay cịn gọi trải phổ miền tần số) Nhóm thứ hai trải phổ luồng liệu chuyển đối từ nối tiếp sang song song sử dụng mã trải phổ cho trước sau điều chế luồng liệu lên sóng mang phụ khác ( hay gọi trải phổ miền thời gian) Kết hợp trải phổ miền tần số điều chế đa sóng mang Sơ đồ MC-CDMA: Máy phát MC- CDMA trải phổ luồng liệu ban đầu qua sóng mang phụ khác sử dụng mã trải phổ cho trước miền tần số hay nói cách khác phần nhỏ ký hiệu tương ứng với chip mã trải phổ phát sóng mang phụ Ở kênh truyền vơ tuyến hướng xuống có -2– thể sử dụng mã Hadamard Walsh trực giao tối ưu, khơng ý đến tính tự tương quan mã trải phổ Hình 1.1a 1.1b minh họa phát MC-CDMA người sử dụng thứ j sử dụng sơ đồ CBPSK phổ cơng suất tín hiệu phát, với GMC độ lợi (t ) j j j xử lý, NC số sóng mang phụ, C j = C1 C2 CGMC  mã trải phổ người sử dụng thứ j Trong sơ đồ giả sử số sóng mang phụ với độ lợi xử lý ( tức NC=GMC) -3– j C1 C2j j C3 CGj mc C1j cos(2π f1t ) C2j cos(2π f 2t ) ∑ N c = GMC j S MC (t ) aj j GMC aj f1 f2 f3 fGMC cos(2π f1t ) J q11 cos(2π f 2t ) J q12 cos(2π fGMC t ) cos(2π fGMC t ) ∑ J D1 J q1GMC Hình 1.1: Sơ đồ MC-CDMA: a)Bộ phát; b) Phổ cơng suất tín hiệu phát; c) Bộ thu -4– Tuy nhiên, không thiết phải chọn NC=GMC thực tốc độ ký hiệu ban đầu đủ lớn để trở thành đối tượng fading lựa chọn tần số trước tiên tín hiệu cần phải chuyển đổi từ nối tiếp sang song song trước trải phổ qua miền tần số Sở dĩ định fading khơng lựa chọn tần số qua sóng mang phụ việc trưyền đa sóng mang Hình 1.2 minh họa hiệu chỉnh để đảm bảo fading không lựa chọn tần số, với Ts khoảng thời gian ký hiệu ban đầu trước tiên chuỗi liệu ban đầu chuyển đổi thành P chuỗi song song, chuỗi xếp vào sóng mang phụ GMC ( NC=P x GMC) -5– cos(2π f1t ) C1j J a1 ∑ CGj MC cos(2π f1t + (GMC − 1) / Ts )t ) J ap GMC NC = PxGMC Hình 1.2 Sơ đồ MC-CDMA hiệu chỉnh: a)Bộ phát; b)Phổ cơng suất tín hiệu phát; Việc lựa chọn thích hợp số sóng mang phụ khoảng bảo vệ quan trọng để làm tăng khả chống lại fading lựa chọn tần số Kết hợp trải phổ miền thời gian điều chế đa sóng mang: Có sơ đồ tương ứng với loại kết hợp Trong hai sơ đồ cho số sóng mang phụ chúng trở thành sơ đồ DS-CDMA thông thường -6– a) Sơ đồ DS-CDMA đa sóng mang: j j C1 C3 C2j CGj mc C j (t ) cos(2π f1t ) C j (t ) cos(2π f 2t ) ∑ cos(2π f Nc t ) C j (t ) f1 f2 f3 j S MD (t ) f Nc cos(2π f1t ) C j (t ) cos(2π f 2t ) C j (t ) cos(2π f Nc t ) C j (t ) Hình 1.3: Sơ đồ MC – CDMA: a) Bộ phát; b) Phổ cơng suất tín hiệu phát; c)Bộ thu Máy phát DS-CDMA đa sóng mang trải phổ luồng liệu chuyển đổi từ nối tiếp sang song song sử dụng mã trải phổ cho trước miền ... hệ thống ABS MC- CDMA 87 10 Điều khiển công suất hệ thống ABS MC- CDMA .89 11 Kết luận .94 Chương IV: Xây dựng hệ điều khiển công suất hệ thống thông tin di động MC- CDMA logic...ặt nguyên lý điều khiển phương pháp điều khiển logic mờ tương tự phương pháp điều khiển công suất thông thường khác Trong điều khiển công suất cho hệ thống thông tin di động DS -CDMA dùng logic m... Các điều khiển mờ động .102 II Xây dựng hệ điều khiền công suất hệ thống thông tin di đông MC- CDMA logic mờ, 106 Đặt vấn đề 106 Cấu trúc hệ thống điều khiển công suất