Ứng dụng kỹ thuật ofdm truyền tín hiệu trong truyền hình số mặt đất

621.382 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: ỨNG DỤNG KỸ THUẬT OFDM TRUYỀN TÍN HIỆU TRONG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT Ngƣời hƣớng dẫn : PGS TS Nguyễn Hoa Lƣ Sinh viên thực : Võ Thị Hoài Thƣơng MSSV : 0951083530 Lớp : 50K1 - ĐTVT NGHỆ AN - 01/2014 MỤC LỤC MỞ ĐẦU TÓM TẮT ĐỒ ÁN DANH MỤC CÁC BẢNG DỮ LIỆU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Khái niệm OFDM 1.2 Tính trực giao tín hiệu OFDM 11 1.3 Sử dụng IFFT tạo sóng mang 13 1.4 Điều chế OFDM 15 1.5 Hệ thống OFDM băng gốc 18 1.6 Quá trình đồng OFDM 20 1.7 Các phương pháp đồng OFDM 22 1.8 Mơ hình kênh ước lượng kênh OFDM 26 1.9 Kết luận 34 CHƢƠNG ỨNG DỤNG KỸ THUẬT OFDM TRONG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT 35 2.1 Ảnh hưởng kênh vô tuyến đến truyền dẫn tín hiệu 35 2.2 Truyền hình số mặt đất DVB-T 39 2.3 Ứng dụng OFDM truyền hình số mặt đất DVB-T 41 2.4 Kết luận 49 CHƢƠNG MÔ PHỎNG TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU TRONG HỆ THỐNG OFDM 50 3.1 Một số sơ đồ thuật toán chương trình mơ 50 3.2 Mô hệ thống OFDM phần mềm MATLAB 53 3.3 Kết mô 54 3.4 Kết luận 57 KẾT LUẬN 58 PHỤ LỤC 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 MỞ ĐẦU Vào cuối kỷ XX đầu kỷ XXI, kỹ thuật điện tử, truyền thông, công nghệ thông tin phát triển vũ báo, hàng loạt thiết bị kỹ thuật thông minh đời tạo tiền đề cho nhiều ngành công nghệ khác phát triển, nhân tố quan trọng định đến đời sống vật chất tinh thần người Các công nghệ, kỹ thuật lĩnh vực truyền thơng có bước thay đổi phát triển để bắt kịp với xu hướng thời đại Sóng vơ tuyến phủ sóng hầu khắp nơi, điện thoại di động gần trở thành vật dụng thiếu, dịch vụ đa phương tiện ngày phổ biến Đặc biệt cơng nghệ truyền hình số mặt đất ngày phát triển, đáp ứng nhu cầu ngày cao người Trước tình hình này, vấn đề hệ thống vơ tuyến nói chung kỹ thuật ghép kênh vơ tuyến nói riêng bắt đầu bộc lộ Ta sử dụng hệ thống đơn sóng mang truyền thống với thu phát phức tạp, hiệu suất sử dụng thấp cho ứng dụng dịch vụ cao, đòi hỏi linh hoạt xác Nhiều kỹ thuật phát triển, phải kể đến kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM Kỹ thuật OFDM với ưu điểm bật nghiên cứu ứng dụng nhiều lĩnh vực khác hệ thống ADSL, hệ thống không dây WLAN WiMAX, hệ thống LTE đặc biệt phát quảng bá truyền hình số mặt đất Đồ án tốt nghiệp “Ứng dụng kỹ thuật OFDM truyền tín hiệu truyền hình số mặt đất” giới thiệu kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM, tìm hiểu vấn đề kỹ thuật liên quan ứng dụng OFDM truyền hình số mặt đất Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS TS Nguyễn Hoa Lư, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt q trình hồn thành đồ án tốt nghiệp này! Xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô giáo khoa Điện tử Viễn thông bạn bè giúp đỡ em thời gian học tập rèn luyện trường Đại học Vinh! Sinh viên Võ Thị Hồi Thương TĨM TẮT ĐỒ ÁN Nội dung đồ án đề cập vấn đề kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM khái niệm liên quan; vấn đề kỹ thuật hệ thống OFDM đồng ước lượng kênh; tìm hiểu khái qt kênh vơ tuyến ảnh hưởng kênh vô tuyến đến truyền dẫn tín hiệu; q trình truyền dẫn tín hiệu hệ thống OFDM sử dụng phần mềm MATLAB mô q trình Đồng thời ưu, nhược điểm kỹ thuật OFDM, từ đề xuất việc ứng dụng kỹ thuật OFDM vào truyền tín hiệu truyền hình số mặt đất ABSTRACT The contents of this thesis were mentioned the Orthogonal Frequency Division Multiplexing – OFDM and related concepts; the main technical problems in the OFDM system are synchronization and channel estimation; generalization of radio channels and effects of radio channels to signal transmission; the process of signal transmission in OFDM system and used MATLAB sofware for the simulation of this process Also shown the advantages and disadvantages of OFDM technique, proposed applying the OFDM technique to Digital Video Broadcasting Terrestial DANH MỤC CÁC BẢNG DỮ LIỆU Bảng 1.1 Thông số điều chế QPSK 17 Bảng 2.1 Hệ số suy hao đường truyền môi trường khác 36 Bảng 2.2 Các đặc điểm tiêu chuẩn DVB-T 40 Bảng 2.3 Tổng vận tốc dòng liệu 48 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu trúc hệ thống đa sóng mang Hình 1.2 Ghép kênh phân chia theo tần số 10 Hình 1.3 Kỹ thuật đa sóng mang khơng chồng xung chồng xung 10 Hình 1.4 Tín hiệu OFDM có sóng mang 12 Hình 1.5 Phổ tín hiệu OFDM với sóng mang 13 Hình 1.6 Sơ đồ điều chế OFDM 14 Hình 1.7 Biểu đồ khơng gian tín hiệu QPSK 16 Hình 1.8 Chùm tín hiệu m-QAM 17 Hình 1.9 Sơ đồ khối hệ thống OFDM 18 Hình 1.10 Chèn khoảng thời gian bảo vệ vào tín hiệu OFDM 20 Hình 1.11 Quá trình đồng OFDM 21 Hình 1.12 Tiền tố lặp ký tự OFDM 24 Hình 1.13 Mơ hình hệ thống ước lượng kênh dùng pilot 28 Hình 1.14 Pilot xếp theo kiểu khối 28 Hình 1.15 Pilot xếp theo kiểu lược 29 Hình 1.16 Sơ đồ ước lượng kênh theo thuật tốn LS 30 Hình 1.17 Minh họa nguyên lý trực giao 31 Hình 2.1 Đáp ứng xung thu truyền xung RF 37 Hình 2.2 Minh họa fading lựa chọn tần số 37 Hình 2.3 Sơ đồ khối máy phát DVB-T 40 Hình 2.4 Sơ đồ khối điều chế số DVB-T 41 Hình 2.5 Phổ tín hiệu OFDM với số sóng mang N=16 phổ RF thực tế 42 Hình 2.6 Phân bố sóng mang DVB-T (chưa chèn khoảng bảo vệ) 43 Hình 2.7 Phân bố pilot DVB-T 44 Hình 2.8 Phân bố pilot DVB-T biểu đồ chòm 44 Hình 2.9 Phân bố sóng mang chèn khoảng bảo vệ 45 Hình 2.10 Các tia sóng đến khoảng thời gian bảo vệ 46 Hình 2.11 Biểu diễn chòm điều chế QPSK, 16-QAM 64 QAM 48 Hình 3.1 Sơ đồ thuật tốn dùng cho mô kênh truyền 50 Hình 3.2 Sơ đồ thuật tốn dùng cho mơ phát tín hiệu OFDM 51 Hình 3.3 Sơ đồ thuật tốn dùng cho mơ thu tín hiệu OFDM 51 Hình 3.4 Sơ đồ thuật tốn dùng cho mơ phát tín hiệu QAM 52 Hình 3.5 Sơ đồ thuật tốn dùng cho mơ thu tín hiệu QAM 52 Hình 3.6 Sơ đồ khối phát thu tín hiệu OFDM 53 Hình 3.7 Phổ tín hiệu OFDM truyền 54 Hình 3.8 Phổ tín hiệu OFDM nhận 54 Hình 3.9 Dạng sóng tín hiệu OFDM truyền 55 Hình 3.10 Dạng sóng tín hiệu OFDM nhận 55 Hình 3.11 Chịm QPSK trước CE 55 Hình 3.12 Chòm QPSK sau CE 55 Hình 3.13 Tín hiệu QAM OFDM phát miền tần số (0  0.5 MHz) 56 Hình 3.14 Tín hiệu QAM OFDM nhận miền tần số (0  0.5 MHz) 56 Hình 3.15 So sánh tín hiệu âm điều chế phương thức QAM OFDM 57 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số bất đối xứng AWGN Additive White Gaussian Noise Nhiễu Gaussian trắng cộng BPSK Khóa dịch pha nhị phân Binary Phase Shift Keying CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CP Cycle Prefix Tiền tố lặp DMT Discrete Multiple-tone Technique Kỹ thuật điều chế đa âm rời rạc DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc Truyền hình số mặt đất DVB-T Digital Video Broadcasting Terrestrial FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh FDM Frequency Division Multipexing Ghép kênh phân chia theo tần số ICI Intercarrier Interference Nhiễu xuyên sóng mang IDFT Inverse Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier ngược rời rạc IFFT Inverse Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier ngược nhanh ISI Intersymbol Interference Nhiễu xuyên ký hiệu LMS Least Mean Squares Thuật tốn tồn phương trung bình tối thiểu LS Phương pháp bình phương nhỏ Least Squares LTE Long Term Evolution Tiến hóa dài hạn MCM Multi Carrier Modulation Kỹ thuật điều chế đa sóng mang MMSE Minium Mean Squared Error Nguyên lý lỗi bình quân nhỏ MPEG Moving Picture Experts Group Nhóm chuyên gia ảnh động PAPR Peak-to- Average Power Ratio Tỷ số công suất đỉnh cơng suất trung bình PN Pseudo Noise Chuỗi giả ngẫu nhiên PSK Phase Shift Keying Khóa dịch pha QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ vng góc QPSK Điều chế khóa dịch pha vng Quadrature Phase Shift Keying góc RF Radio Frequency Tần số vơ tuyến SFN Single Frequency Network Mạng đơn tần SNR Signal Noise Ratio Tỷ số tín hiệu nhiễu TDMA Time Division Mutiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TPS Transmission Parameter Signalling Tín hiệu mang thơng số phát UHF Ultra High Frequency Siêu cao tần VHF Very High Frequency Cao tần WLAN Wireless Local Area Network Mạng cục không dây WiMAX Worldwide Interoperability for Tương tác toàn cầu truy nhập viba Microwave Access CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM ngày hoàn thiện chuẩn hóa cho truyền thơng tốc độ cao Hệ thống sử dụng OFDM đạt tốc độ cao truy xuất vơ tuyến với chi phí thấp hiệu sử dụng phổ cao, lý khiến OFDM ứng dụng rộng rãi hệ thống viễn thông, đặc biệt truyền hình số mặt đất Để hiểu rõ kỹ thuật OFDM, chương trình bày khái niệm liên quan OFDM, vấn đề kỹ thuật, đồng thời ưu, nhược điểm kỹ thuật 1.1 Khái niệm OFDM OFDM viết tắt Orthogonal Frequency Division Multiplexing kĩ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM phân toàn băng tần thành nhiều kênh băng hẹp, kênh có sóng mang Các sóng mang trực giao với sóng mang khác, có nghĩa có số nguyên lần lặp chu kỳ kí tự Vì vậy, phổ sóng mang “không” tần số trung tâm tần số sóng mang khác hệ thống Kết khơng có nhiễu sóng mang phụ OFDM nằm lớp kỹ thuật điều chế đa sóng mang (MCM) thơng tin vơ tuyến Cịn hệ thống thông tin hữu tuyến kỹ thuật thường nhắc đến với tên: đa tần (DMT) Hình 1.1 Cấu trúc hệ thống đa sóng mang Hệ thống đa sóng mang hệ thống có liệu điều chế truyền nhiều sóng mang khác Nói cách khác, hệ thống đa sóng mang thực KẾT LUẬN Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM thực mẻ với ưu điểm bật, thực sự lựa chọn tốt cho ngành kỹ thuật viễn thông Để từ sở lý thuyết đến ứng dụng kỹ thuật vào thực tế cần phải tìm hiểu sâu kiến thức liên quan, giải vấn đề kỹ thuật Trong nội dung đồ án tốt nghiệp em tìm hiểu khái niệm OFDM, số vấn đề kỹ thuật hệ thống OFDM đồng ước lượng kênh Đồng thời tìm hiểu khái qt kênh vơ tuyến ảnh hưởng kênh vô tuyến đến truyền dẫn tín hiệu, từ ứng dụng OFDM vào truyền hình số mặt đất Với tính chống hiệu ứng đa đường động tốt hệ thống OFDM tạo cho ngành truyền hình có hai khả mà truyền hình tương tự truyền hình số theo tiêu chuẩn quốc tế chưa đạt được, là: khả thu di động dịch vụ truyền hình quảng bá khả tạo nên mạng đơn tần phạm vi rộng ` Từ việc nghiên cứu vấn đề kỹ thuật hệ thống OFDM, ta tiếp tục nghiên cứu ứng dụng OFDM mà lĩnh vực thông tin vô tuyến hướng đến là: - Những kỹ thuật OFDM nâng cao: VOFDM (Vector OFDM), COFDM (Code OFDM), WOFDM (Wideband OFDM), OFDMA (OFDM Access); - Kết hợp OFDM với công nghệ khác như: CDMA, TDMA; - Ứng dụng OFDM WLAN, WiMAX, LTE, ứng dụng điện thoại di động truyền hình v.v Do thời gian kiến thức cịn hạn chế nên nội dung đồ án khơng thể tránh khỏi sai sót Rất mong nhận góp ý q thầy, giáo bạn! Em xin chân thành cảm ơn! 58 PHỤ LỤC Đoạn chƣơng trình mơ kênh truyền %ch.m recv = xmit; % channel is applied to recv, don't modify transmitted data if channel_on == disp('Simulating Channel') norm_factor = max(abs(recv)); % Normalize all data before applying recv = (1/norm_factor) * recv; % channel for a fair comparison ch_clipping ch_multipath ch_noise recv = norm_factor * recv; % Restore data magnitude for proper decoding end %ch_clipping.m for i = 1:length(recv) if recv(i) > clip_level recv(i) = clip_level; end if recv(i) < -clip_level recv(i) = -clip_level; end end %ch_multipath.m copy1=zeros(size(recv)); for i=1+d1:length(recv) copy1(i)=a1*recv(i-d1); end copy2=zeros(size(recv)); for i=1+d2:length(recv) copy2(i)=a2*recv(i-d2); 59 end recv=recv+copy1+copy2; %ch_noise.m if already_made_noise == % only generate once and use for both QAM and OFDM noise = (rand(1,length(recv))-0.5)*2*noise_level; already_made_noise = 1; end recv = recv + noise; %…………………………………………………………………………………… Đoạn chƣơng trình mơ phát tín hiệu OFDM % tx.m disp('Transmitting') read data_in_pol = bin2pol(data_in); % Chuyen doi du lieu nhi phan du lieu phan cuc tx_chunk % Thuc hien IFFT de tao dang song mien thoi gian bieu dien du lieu td_sets = zeros(num_chunks,fft_size); for i = 1:num_chunks td_sets(i,1:fft_size) = real(ifft(spaced_chunks(i,1:fft_size))); end tx_dechunk % tx_chunk data_length = length(data_in_pol); %So ky tu nguyen thuy o dau vao num_chunks = ceil(data_length/(2*num_carriers)); %2 du lieu tren mot song mang % (thuc va ao) r = rem(data_length,2*num_carriers); if r ~= for i = 1:num_carriers*2-r data_in_pol(data_length+i) = 0; %them du lieu voi cac muc khong vao tap hop % du lieu sau phat hoan toan end %Toc co the duoc cai thien 60 end % Chia du lieu vao cac chunks chunks = zeros(num_chunks,num_carriers); % Danh cho toc for i = 1:num_chunks % *********************chunk da duoc thuc hien for k = 1:num_carriers chunnks(i,k) = data_in_pol(2*num_carriers*(i-1)+k)+data_in_pol(2*… num_carrier*(i-1)+k+num_carrier)*j; end end % Them cac chunk voi cac muc zero de num_carriers va fft_size thich hop % Mot da thoa, cac khoang duoc don gian hoa num_desired_carriers = num_carriers; num_zeros = 0; thinking = 1; while thinking == % Tiep tuc neu num_carriers va fft_size khong thich hop if rem(fft_size/2,num_desired_carriers) == thinking = 0; else num_desired_carriers = num_desired_carriers + 1; num_zeros = num_zeros + 1; end end padded_chunks = zeros(num_chunks,num_carriers + num_zeros);% Danh cho toc padded_chunks(1:num_chunks,num_zeros + 1:num_carriers + num_zeros) = chunks; %Tinh toan giua cac muc khong zeros_between = ((fft_size/2) - (num_carriers + num_zeros))/(num_carriers + … num_zeros); spaced_chunks = zeros(num_chunks,fft_size); %Them vao giua cac muc khong 61 i = 1; for k = zeros_between +1:zeros_between +1:fft_size/2 spaced_chunks(1:num_chunks,k) = padded_chunks(1:num_chunks,i); i = i+1; end % Gap du lieu de tao mot ham le cho dau vao IFFT for i = 1:num_chunks % Chu y: chi muc = that la tan so mot chieu de ifft -> no khong % tao ban len truc y thi spaced_chunks(i,fft_size:-1:fft_size/2+2) = conj(spaced_chunks(i,2:fft_size/2)); end % tx_dechunk.m % Tin hieu khoi phuc de phat bang cach dat cac tap hop mien thoi gian % chuoi noi tiep xmit = zeros(1,num_chunks*fft_size); for i = 1:num_chunks for k = 1:fft_size xmit(k + (i-1)*fft_size) = td_sets(i,k); end end %…………………………………………………………………………………… Đoạn chƣơng trình mơ thu tín hiệu OFDM % rx.m disp('Receiving') rx_chunk % Thuc hien FFT de khoi phuc du lieu goc tu cac tap hop mien thoi gian recv_spaced_chunks = zeros(num_chunks,fft_size); for i = 1:num_chunks recv_spaced_chunks(i,1:fft_size) = fft(recv_td_sets(i,1:fft_size)); end rx_dechunk 62 output = pol2bin(output); % Chuyen doi du lieu phan cuc nhi phan write % rx_chunk.m % Chia tin hieu thu duoc cac tap hop song song de giai dieu che recv_td_sets = zeros(num_chunks,fft_size); for i = 1:num_chunks for k = 1:fft_size recv_td_sets(i,k) = recv(k + (i-1)*fft_size); end end % rx_dechunk.m % take out zeros_between from recv_spaced_chunks  recv_padded_chunks recv_padded_chunks = zeros(num_chunks, num_carriers+num_zeros); i = 1; for k = zeros_between +1:zeros_between +1:fft_size/2 recv_padded_chunks(1:num_chunks,i) = recv_spaced_chunks(1:num_chunks,k); i = i+1; end % take out num_zeros from padded chunks  recv_chunks recv_chunks = zeros(num_chunks, num_carriers); recv_chunks = recv_padded_chunks(1:num_chunks, num_zeros+1:num_carriers+… num_zeros); % Recover bit stream by placing reconstructed frequency domain data in series recv_dechunked = zeros(1, num_chunks*num_carriers); for i = 1:num_chunks for k = 1:num_carriers recv_dechunked(k + (i-1)*num_carriers*2) = real(recv_chunks(i,k)); recv_dechunked(k + (i-1)*num_carriers*2) + num_carriers) = imag… (recv_chunks(i,k)); end 63 end % take out trailing zeros from output  output output_analog = recv_dechunked(1:data_length); output = sign(output_analog); %…………………………………………………………………………………… Đoạn chƣơng trình mơ phát tín hiệu QAM % Doc du lieu cho QAM – Khong anh huong den OFDM read data_in_pol = bin2pol(data_in); % Chuyen doi du lieu nhi phan du lieu phan cuc % Kiem tra so song mang co phai la luy thua cua is_pow_2 = num_carriers; temp_do_QAM = 0; if is_pow_2 ~= while temp_do_QAM == temp_do_QAM = rem(is_pow_2,2); is_pow_2 = is_pow_2/2; if is_pow_2 == temp_do_QAM = -99;% Dung la luy thua cua -> Co the thuc hien QAM end end else temp_do_QAM = -99; % la luy thua cua end if temp_do_QAM ~= -99 do_QAM = 0; % Khong the thuc hien disp(„ „),disp(„ERROR: Cannot run QAM because num_carriers is not valid.‟) disp(„ Please see “setup.m” for details.‟) end if do_QAM == tic % Bat dau de tinh toan thoi gian mo phong thuc hien QAM disp(„ „), disp(„ „) disp(„QAM simulation‟), disp(„Transmitting‟) 64 % Them cac muc zeros de du lieu duoc chia cac phan bang data_length = length(data_in_pol); r = rem(data_length,num_carriers); if r ~= for i = 1:num_carriers-r data_in_pol(data_length+i) = 0; %Them dau vao voi cac zeros vao tap hop %du lieu end %Toc co the duoc cai thien end data_length = length(data_in_pol); %Cap nhat sau them num_OFDM_symbols = ceil(data_length / (2*num_carriers)); % So ky hieu QAM duoc bieu dien bang so luong cua du lieu tren mot ky hieu OFDM num_QAM_symbols = num_carriers / 2; % So mau tren ky hieu QAM num_symbol_samples = fft_size / num_QAM_symbols; % Chuyen doi du lieu phan cuc [-1, 1] du lieu muc [-3, -1, 1, 3] data_in_4 = zeros(1,data_length/2); for i = 1:2:data_length data_in_4(i – (i-1)/2) = data_in_pol(i)*2 + data_in_pol(i+1); end % Dinh ro diem lay mau giua va 2*pi ts = linspace(0, 2*pi*QAM_periods, num_symbol_samples+1); % Phat du lieu 16-QAM tx_length = num_OFDM_symbols * num_QAM_symbols *… num_symbol_samples; QAM_tx_data = zeros(1,tx_length); for i = 1:2:data_length/2 for k = 1:num_symbol_samples QAM_tx_data(k+((i-1)/2)*num_symbol_samples) = data_in_4(i)*… cos(ts(k)) + data_in_4(i+1)*sin(ts(k)); end 65 end Đoạn chƣơng trình mơ thu tín hiệu QAM disp(„Receiving‟) % Khoi phuc du lieu nhi phan (Giai ma QAM) cos_temp = zeros(1,num_symbol_samples); sin_temp = cos_temp; xxx = zeros(1,data_length/4); % Khoi tao muc khong cho toc yyy = xxx; QAM_data_out_4 = zeros(1,data_length/2); for i = 1:2:data_length/2 % “cheating” for k = 1:num_symbol_samples % Tang so song mang de tao tan so cao va du lieu goc cos_temp(k) = QAM_rx_data(k+((i-1)/2)*num_symbol_samples) *… cos(ts(k)); sin_temp(k) = QAM_rx_data(k+((i-1)/2)*num_symbol_samples) *… sin(ts(k)); for i = 1:2:data_length data_in_4(i – (i-1)/2) = data_in_pol(i)*2 + data_in_pol(i+1); end % Dinh ro diem lay mau giua va 2*pi ts = linspace(0, 2*pi*QAM_periods, num_symbol_samples+1); % Phat du lieu 16-QAM tx_length = num_OFDM_symbols * num_QAM_symbols *… num_symbol_samples; QAM_tx_data = zeros(1,tx_length); for i = 1:2:data_length/2 for k = 1:num_symbol_samples QAM_tx_data(k+((i-1)/2)*num_symbol_samples) = data_in_4(i)*… cos(ts(k)) + data_in_4(i+1)*sin(ts(k)); end end Đoạn chƣơng trình mơ thu tín hiệu QAM 66 disp(„Receiving‟) % Khoi phuc du lieu nhi phan (Giai ma QAM) cos_temp = zeros(1,num_symbol_samples); sin_temp = cos_temp; xxx = zeros(1,data_length/4); % Khoi tao muc khong cho toc yyy = xxx; QAM_data_out_4 = zeros(1,data_length/2); for i = 1:2:data_length/2 % “cheating” for k = 1:num_symbol_samples % Tang so song mang de tao tan so cao va du lieu goc cos_temp(k) = QAM_rx_data(k+((i-1)/2)*num_symbol_samples) *… cos(ts(k)); sin_temp(k) = QAM_rx_data(k+((i-1)/2)*num_symbol_samples) *… sin(ts(k)); case QAM_data_out_pol(i) = 1; QAM_data_out_pol(i+1) = 1; otherwise disp(„Error detected in switch i – This should not be happening.‟); end end QAM_data_out = pol2bin(QAM_data_out_pol); % Chuyen doi ve du lieu nhi phan % Ngung tinh toan thoi gian thuc hien mo phong QAM QAM_simulation_time = toc; if QAM_simulation_time > 60 disp(strcat(„Time for QAM simulation=‟, num2str(QAM_simulation_time/60),… „ minutes.‟)); else disp(strcat(„Time for QAM simulation=‟, num2str(QAM_simulation_time),„ … seconds.‟)); 67 end end %…………………………………………………………………………………… Đoạn chƣơng trình mơ thuật tốn tính BER % calculate the BER global BER_QAM_TEMP; binary_err_bits_QAM = 0; for i = 1:length(data_in) err = abs(data_in(i)-QAM_data_out(i)); if err > binary_err_bits_QAM = binary_err_bits_QAM + 1; end end BER_QAM_TEMP = 100 * binary_err_bits_QAM/data_length; %…………………………………………………………………………………… Đoạn chƣơng trình mô đọc, ghi liệu % read.m % ******************FILE INPUT SETSETUP************************** if input_type == if file_input_type == %binary file input end if file_input_type == %text file input file = fopen(file_name,'rt'); data_samples = fread(file,'char'); fclose(file); data_in = zeros(1,8*length(data_samples)); for i = 1:length(data_samples) data_in(1 + (i-1)*8:(i-1)*8 + 8) = eight2bin(data_samples(i)); end 68 end if file_input_type == %sound file input data_samples=wavread(file_name); %needs to be normalized from -1:1 to 0:255 for bit conversion data_samples_resized = round(128*data_samples +127); data_in = zeros(1,8*length(data_samples_resized)); for i = 1:length(data_samples_resized) data_in(1 + (i-1)*8:(i-1)*8 + 8) = eight2bin(data_samples_resized(i)); end end if file_input_type == %image file input [data_in,map]=imread(file_name); % read image and corresponding color map %for display end end %write.m % ******************KIEM TRA NGO RA********************************* if input_type == if test_input_type == %Tin hieu vao da la nhi phan, khong lam gi ca end if (test_input_type == 2) | (test_input_type == 3) %Chuoi vao ngau nhien HOAC cac mau song sine output_samples = zeros(1,floor(length(output)/8)); %gia tri khong phai la % du lieu goc for i = 1:length(output_samples) output_samples(i) = bin2eight(output(1 + (i-1)*8:(i-1)*8 + 8)); end if do_QAM == 69 QAM_output_samples = zeros(1,floor(length(QAM_data_out)/8)); for i = 1:length(QAM_output_samples) QAM_output_samples(i) = bin2eight(QAM_data_out(1 + (i-1)*8:… (i-1)*8 + 8)); end end end end % ******************KIEM TRA DAU RA********************************* if input_type == if file_input_type == %Tin hieu vao da la nhi phan, thuc thi end if file_input_type == %chuoi dau output_samples = zeros(1,floor(length(output)/8)); %gia tri khong phai la %du lieu goc for i = 1:length(output_samples) output_samples(i) = bin2eight(output(1 + (i-1)*8:(i-1)*8 + 8)); end file = fopen('OFDM_text_out.txt','wt+'); fwrite(file,output_samples,'char'); fclose(file); if do_QAM == QAM_output_samples = zeros(1,floor(length(QAM_data_out)/8)); %gia tri khong phai la du lieu goc for i = 1:length(QAM_output_samples) QAM_output_samples(i) = bin2eight(QAM_data_out(1 + (i-1)*8: (i-1)*8 + 8)); end file = fopen('QAM_text_out.txt','wt+'); 70 fwrite(file,QAM_output_samples,'char'); fclose(file); end end if file_input_type == output_samples_big = zeros(1,floor(length(output)/8)); %gia tri khong phai %la du lieu goc for i = 1:length(output_samples_big) output_samples_big(i) = bin2eight(output(1 + (i-1)*8:(i-1)*8 + 8)); end %chuyen doi khoang dong tu 0:255 den -1:1 output_samples = (output_samples_big-127)/128; %am ngo wavwrite(output_samples, 11025, 8, 'OFDM_out.wav') if do_QAM == QAM_data_out_big = zeros(1,floor(length(QAM_data_out)/8)); for i = 1:length(QAM_data_out_big) QAM_data_out_big(i) = bin2eight(QAM_data_out(1 + (i-1)*8:… (i-1)*8 + 8)); end %chuyen doi khoang dong tu 0:255 den -1:1 QAM_output_samples = (QAM_data_out_big-127)/128; %am ngo wavwrite(QAM_output_samples, 11025, 8, 'QAM_out.wav') end end if file_input_type == %image file output - not implemented end end 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đặng Văn Chuyết, Nguyễn Tuấn Anh, Cơ sở lý thuyết truyền tin - Tập 2, Nhà xuất Giáo dục, 2000 [2] Cheng-Xiang Wang, Nguyễn Văn Đức, Kỹ thuật thông tin số - Tập 1, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2006 [3] PGS.TS Nguyễn Quốc Trung, Xử lý tín hiệu lọc số - Tập 1, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2006 [4] Đỗ Hồng Tiến, Dương Thanh Phương, Truyền hình kỹ thuật số, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2004 [5] ThS Nguyễn Hoàng Hải, ThS Nguyễn Việt Anh, Lập trình Matlab ứng dụng, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2006 [6] ThS Nguyễn Ngọc Tiến, “Một số vấn đề kỹ thuật OFDM”, Tạp chí Bưu Viễn thơng & Công nghệ Thông tin , Kỳ (10/2003) [7] Richard van Nee, Ramjee Prasad, OFDM for Wireless Multimedia Communications, Artech House, USA 2000 [8] Remjee Prasad, OFDM for Wireless Communications Systems, Artech House, USA 2004 [9] http://www.tailieu.vn/ truy nhập cuối ngày 30/11/2013 [10] http://www.vntelecom.org/ truy nhập cuối ngày 30/11/2013 72 ... kỹ thuật hệ thống OFDM Trong chương tìm hiểu ảnh hưởng kênh vơ tuyến đến truyền dẫn tín hiệu, vấn đề truyền hình số mặt đất, từ ứng dụng kỹ thuật OFDM truyền dẫn tín hiệu truyền hình số mặt đất. .. bá truyền hình số mặt đất Đồ án tốt nghiệp ? ?Ứng dụng kỹ thuật OFDM truyền tín hiệu truyền hình số mặt đất? ?? giới thiệu kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM, tìm hiểu vấn đề kỹ. .. CHƢƠNG ỨNG DỤNG KỸ THUẬT OFDM TRONG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT 35 2.1 Ảnh hưởng kênh vơ tuyến đến truyền dẫn tín hiệu 35 2.2 Truyền hình số mặt đất DVB-T 39 2.3 Ứng dụng OFDM truyền