Điều khiển công suất trong hệ thống mc cdma

Thông tin di động số ngày phát triển mạnh mẽ giới với ứng dụng rộng rãi lĩnh vực thông tin, dịch vụ sống hàng ngày Các kỹ thuật không ngừng hoàn thiện để đáp ứng nhu cầu người sử dụng Kể từ xuất vào cuối năm 1940 thông tin di động phát triển cách mạnh mẽ mặt công nghệ Trong kỷ 21, giới chứng kiến bùng nổ thơng tin vơ tuyến thơng tin di động đóng vai trị quan trọng Để đáp ứng nhu cầu ngày tăng số lượng lẫn chất lượng dịch vụ đặc biệt dịch vụ truyền số liệu đa phương tiện công nghệ băng rộng đời Với khả tích hợp nhiều dịch vụ, công nghệ băng rộng dần chiếm lĩnh thị trường viễn thơng Có nhiều cơng nghệ thơng tin di động hệ thứ tư đề xuất, cơng nghệ MC - CDMA kết hợp nguyên lý CDMA OFDMA cho phép ta sử dụng băng thơng hiệu quả, tốc độ truyền cao, tính bền vững với fading chọn lọc tần số, tính bảo mật cao giảm độ phức tạp hệ thống Điều khiển công suất hệ thống di động khâu quan trọng hệ thống, hạn chế ảnh hưởng hiệu ứng xa - gần đến chất lượng dịch vụ thoại, dung lượng hệ thống khả chống lại fading vốn đặc trưng môi trường di động Đây vấn đề quan trọng hệ thống thông tin di động hệ Điều khiển công suất cho hệ thống vô tuyến tế bào nghiên cứu tương đối chi tiết số cơng trình Đối với hệ thông băng hẹp, sơ đồ điều khiển công suất gợi mở cho nhiều nghiên cứu cho hệ thống băng rộng thực nghiên cứu, phân tích kỹ thuật điều khiển cơng suất hướng lên UL nhằm tối ưu hoá hoạt động mạng đồng thời cải thiện chất lượng hệ thống Trong trình làm đề tài, em cố gắng nhiều song kiến thức hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, sai lầm Em mong nhận phê bình, hướng dẫn giúp đỡ Thầy cô, bạn bè Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn giúp đỡ tận tình ThS thầy khoa ệ tử - V ễ t để em hồn thành đề tài tốt nghiệp Ngh n ,ngày tháng năm 2011 v ê t ực ệ Lê Cẩm Nhung t t Hệ thống đa truy nhập phân chia theo mã CDMA đời chứng tỏ khả hỗ trợ nhiều người sử dụng so với hệ thống trước với đặc điểm trội: chống nhiễu đa đường, có tính bảo mật cao, hỗ trợ truyền liệu với tốc độ khác Đồng thời kỹ thuật ghép kênh theo tần số trực giao OFDM với ưu điểm truyền liệu tốc độ cao qua kênh truyền chọn lọc tần số, tiết kiệm băng thơng, hệ thống Để đáp ứng nhu cầu ngày cao người sử dụng, ý tưởng kỹ thuật đa truy nhập kênh truyền đa sóng mang phân chia theo mã MC - CDMA đời, dựa kết hợp CDMA OFDM MC - CDMA kế thừa tất ưu điểm CDMA OFDM Chính vậy, MC - CDMA ứng cử viên sáng giá cho hệ thống thông tin di động 4G Nội dung tìm hiểu đồ án tìm hiểu chương: Chương Tổng quan c ng ngh CDM O DM Trong chương phân tích nghiên cứu lý thuyết sở để hình thành cơng nghệ CDMA, điều khiển cơng suất q trình phát tín hiệu hệ thống CDMA đặc điểm công nghệ OFDM như: nguyên lý hoạt động, sơ đồ hệ thống, tính trực giao, ảnh hưởng kênh truyền ưu khuyết điểm hệ thống Chương Công Ngh MC – CDMA Phân tích đặc điểm MC - CDMA: Ngun lý, phân loại, mơ hình hệ thống, kỹ thuật thu phát tín hiệu MC - CDMA, sau đề cập đến kỹ thuật phát yếu tổ ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống Qua ta thấy MC - CDMA công nghệ đa truy nhập đưa hệ thống sử dụng phổ tần cách hiệu đơn giản hơn, hệ thống cung cấp tốc độ liệu cao đáng tin cậy Chương Điều khiển công suất h thống MC – CDMA Tìm hiểu mục đích phải điều khiển cơng suất MC - CDMA Và tìm hiểu thuật tốn điều khiển cơng suất cho hướng lên: Điều khiển công suất bước cố định, điều khiển công suất đa mức, điều khiển công suất với giải thuật dự đốn fading Bên cạnh đó, phương pháp điều chế thích nghi đề xuất để cải thiện chất lượng BER hệ thống MC-CDMA, phương pháp xem phương pháp điều khiển công suất Mục lục L u Tóm t t án Danh sách hình vẽ Danh sách bảng biểu Từ viết t t C Tổng quan cô ệ CD v FD 11 1.1 Tổng quan công nghệ CDMA 11 1.1.1 Kỹ thuật trải phổ 14 1.1.2 Chuyển giao 19 1.1.3 Điều khiển công suất CDMA 20 1.2 Tổng quan công nghệ OFDM 23 1.2.1 Nguyên lý chung OFDM 23 1.2.2 H thống OFDM 24 1.2.3 Trực giao O DM 25 1.2.4 Các vấn đề đồng OFDM 29 1.2.5 Tỷ số c ng suất đỉnh c ng suất trung bình (P PR) 32 1.2.6 Ảnh hưởng kênh truyền đến O DM 33 1.2.7 Ưu khuyết điểm OFDM 36 1.3 Kết luận 37 C Công Nghệ MC – CDMA 38 2.1 Nguyên lý chung kỹ thuật MC - CDMA 38 2.2 Phân loại 39 2.3 Hệ thống MC - CDMA 41 2.1.1 Máy phát 41 2.3.2 Máy thu MC - CDMA 43 2.4 Kênh truyền 45 2.5 Các kỹ thuật phát 47 2.5.1 Phương pháp kết hợp kh i phục tính trực giao ORC 48 2.5.2 Phương pháp kết hợp khơi phục tính trực giao ORC đỉnh (TORC)…………………………………………………………… 48 2.5.3 Phương pháp kết hợp độ lợi (EGC)…………… 49 2.5.4 Phương pháp kết hợp tỷ số cực đại (MRC) 49 2.5.5 Phương pháp kết hợp sai số trung bình bình phương tối thiểu (MMSE) 50 2.6 Nhiễu MAI nhiễu ICI 50 2.6.1 Nhiễu MAI 51 2.6.2 Nhiễu ICI 51 2.7 C c p p p tr ệt ễ ………………………………… 51 2.7.1 Phương pháp tri t nhiễu nối tiếp 51 2.7.2 Phương pháp triệt nhiễu song song …………………………53 2.8 Vấn đề dịch tần số sóng mang hệ thống MC - CDMA 54 2.9 G BER ệ t ố C-CDMA…………………… 58 2.10 Ư ược ể cô ệ C-CDMA 59 2.10.1 Ưu điểm công nghệ MC-CDMA…………………… 59 2.10.2 Nhược điểm hệ thống MC- CDMA………………….60 2.11 Kết l ậ …………………………………………………………60 C ều khiển công suất hệ thống MC – CDMA 61 3.1 Mục đích điều khiển cơng suất hệ thống MC - CDMA 61 3.2 Điều khiển công suất hệ thống MC - CDMA 62 3.3 Hồi tiếp dương điều khiển công suất đường lên 67 3.4 Cơ chế điều khiển công suất hệ thống MC-CDMA 68 3.5 Các phương pháp điều khiển công suất hệ thống MC-CDMA 71 3.5.1 Điều khiển công suất cố định đa mức 71 3.5.2 Điều khiển cơng suất dự đốn 72 3.5.3 Dự đoán c ng suất thu 73 3.5.4 Phân tích BER 76 3.6 Hệ thống MC-CDMA với băng chọn lọc thích nghi 77 3.6.1 Truyền li u băng chọn lọc thích nghi 77 3.6.2 Phương pháp xác định h số chọn lọc băng tần 79 3.7 Kết luận 82 Kết l ậ v ướ p t tr ể ề t 83 Tài liệu tham khảo 85 Danh sách hình vẽ Hình 1.1 Đa truy nhập phân chia theo mã 12 Hình 1.2 Trải phổ chuỗi trực tiếp (DS/SS) 14 Hình 1.3 Trải phổ nhảy tần (FH/SS) 15 Hình 1.4 Trải phổ nhảy thời gian (TH/SS) 15 Hình 1.5 Mạch ghi dịch tạo chuỗi PN 17 Hình 1.6 Mạch ghi dịch tạo chuỗi PN tốc độ cao 18 Hình 1.7 Điều khiển cơng suất vòng hướng lên 21 Hình 1.8 Điều khiển cơng suất vịng kín 22 Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống OFDM 24 Hình 1.10 Kỹ thuật đa sóng mang 26 Hình 1.11 Cấu trúc miền thời gian tín hiệu OFDM 27 Hình 1.12 Đáp ứng tần số sóng mang 28 Hình 1.13 Đáp ứng tần số kênh truyền đa đường 33 Hình 1.14 Các tín hiệu đa đường 34 Hình 2.1 Nguyên tắc chung kỹ thuật MC - CDMA 38 Hình 2.2 Sơ đồ khối mơ hình hệ thống MC-CDMA 41 Hình 2.3 Sơ đồ máy phát hệ thống MC - CDMA 42 Hình 2.4 Máy thu MC - CDMA 44 Hình 2.5 Ảnh hưởng kênh truyền fading có tính chọn lọc tần số lên băng tần hẹp 46 Hình 2.6 Sơ đồ triệt nhiễu song song nhiều tầng 53 Hình 3.1 Mơ hình hệ thống với users tích cực 63 Hình 3.3 Điều khiển công suất dựa vào người sử dụng 69 Hình 3.3 ĐKCS dựa vào băng tần hệ thống MC-CDMA 70 Hình 3.4 Nhóm điều khiển công suất đường lên 73 Hình 3.5 Dự đốn cơng suất thu với D=6 74 Hình 3.6 Thuật tốn dự đốn để điều khiển cơng suất 76 Hình 3.7 Sơ đồ khối truyền băng lọc thích nghi hệ thống MC-CDMA 78 Danh sách bảng biểu Bảng 1.1 So sánh DS/SS, FH/SS TH/SS 16 Bảng 2.1 Những đặc tính MC - CDMA MC - DS - CDMA 40 Từ viết t t 4G Fourth Generation Thế hệ thứ AGC Atomatic Gain Control Tự điều khiển AWGN Addictive White Gausse Noise Nhiễu trắng cộng BER Bit error Rate Tỷ lệ lỗi bit BS Base Station Trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CP Cyclic Prefix Tiền tố lặp DS/SS Direct Sequence Speading Trải phổ chuỗi trực tiếp Spectrum DFT Discrete Fourier Tranforn Biến đổi Fourier rời rạc EGC Equal Gain Combining Kết hợp độ lợi FDMA Frequency Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo tần số Access FDM Frequency Division Multiplexer Ghép kênh phân chia theo tần số FEC Forward Error Correcting Mã sửa sai trước FFT Fast Fourier Tranforn Biến đổi Fourier nhanh FH/SS Frequency Hopping Speading Trải phổ nhảy tần Spectrum IFFT Inverce Fast Fourier Tranforn Biến đổi nhanh Fourier ngược IDFT Inverce Discrete Fourier Biến đổi Fourier rời rạc ngược Tranforn ISI Inter-symbol Interference Nhiễu xun kí tự ICI Inter Carrier Interference Nhiễu xun sóng mang LFSR Linear Feedback Shift Register Mạch hồi tiếp tuyến tính mã giả ngẫu nhiên MAI Multi Access Interference Nhiễu đa truy nhập MC - Multicarrier - Code Division Đa truy nhập kênh truyền đa sóng CDMA Multiple Access mang phân chia theo mã MC - DS - Multicarrier - Direct Spread - Đa sóng mang - trải phổ trực tiếp - CDMA Code Dvision Multiple Access phân chia theo mã MRC Maximum Ratio combining Kết hợp tỉ số cực đại MMSE Mininum Mean Square Error Sai số trung bình bình phương tối thiểu Trạm di động MS Mobile Station OFDM Orthogonal Frequency Division Ghép kênh phân chia theo mã trực PAPR Multiplexing giao Peak to Average Power Ratio Cơng suất đỉnh cơng suất trung bình PN Pseudo Noise Nhiễu giả ngẫu nhiên QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ SS Spread Spectrum Trải phổ S/P Serial/ Parallel Nối tiếp/ song song SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu tạp âm TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TH/ SS Time Hopping Speading Trải phổ nhảy thởi gian Spectrum UE User Equipment Thiết bị người sử dụng UL Up Link Đường lên 10 khiển công suất chứa nhiều bit Dựa SNR thu SNR chuẩn, trạm gốc gửi lệnh điều khiển công suất sau: Đối với mơ hình điều khiển cơng suất bước cố định:  1, if SNRni (k )   n C ni (k  1)    1, if SNRni (k )   n (3.19) Đối với mô hình điều khiển cơng suất đa mức:  3,  2,    1, C ni (k  1)    0,  1,    2, if SNR ni (k )   n  5 if  5  SNR ni (k )   n  3 if  3  SNR ni (k )   n   if    SNR ni (k )   n   (3.20) if   SNR ni (k )   n  3 if 3  SNR ni (k )   n Trong  n SNR chuẩn cho máy di động thứ n,SNRni giá trị sóng mang thứ i máy di động thứ n thời điểm k   0.5P 3.5.2 Điều khiển cơng suất dự đốn Trong điều khiển cơng suất đường lên, máy di động cập nhật công suất phát chu kì cập nhật điều khiển cơng suất dựa lệnh điều khiển công suất từ trạm gốc Khi thay đổi kênh truyền tốc độ nhanh tốc độ cập nhật công suất, điều khiển công suất bám theo thay đổi kênh truyền Dưới ảnh hưởng kênh truyền fading nhanh, hai mơ hình điều khiển cơng suất cố định đa mức tạo lệnh điều khiển công suất không thích hợp để điều khiển cơng suất phát từ máy di động Do fading thay đổi theo thời gian độ trể vịng hồi tiếp lệnh điều khiển cơng suất gây khơng xác cơng suất thu công suất tối ưu trạm gốc, khác biệt làm giảm dung lượng hệ thống Do đó, việc thiết kế mơ hình điều khiển cơng suất có giải thuật dự đốn fading cần thiết Để bù lại ảnh hưởng fading, điều khiển cơng suất dự đốn có khả dự đốn điều kiện kênh truyền Điều khiển cơng suất qua hai bước điều khiển công suất phát máy di động chặt kênh truyền fading Bước thứ 72 bù sai biệt công suất thu công suất tối ưu bước thứ hai bù ảnh hưởng fading mà tín hiệu máy di động phát lần truyền 3.5.3 Dự đốn cơng suất thu Giả sử giá trị  ni* (k ) buộc tín hiệu thứ k từ máy di động đến trạm gốc với mức công suất thu tối ưu:  ni* (k ) =P * ni,rv-fn(k)-Pn(k) (3.21) Công suất thu thời điểm k+1 là: Pni,rv(k+1)=fni(k+1)+Pni(k+1)=fni(k+1)+Pni(k)+  ni* (k ) (3.22) =fni(k+1)–fni(k)+ Pni*,rv   ni (k )  Pni*,rv (3.23) 10 11 1bit = 1/9600sec Chu kì điều khiển cơng suất = 1.25 msec = 12 bits Hình 3.4 Nhóm điều khiển công suất đường lên Ở điều khiển công suất vịng kín đường lên, trạm gốc tạo gửi lệnh điều khiển công suất gồm 12 bit 1.25 msec Nhóm 12 bit gọi nhóm điều khiển cơng suất hình 3.4 Cơng suất thu trung bình mức cơng suất 12 bit liệu Cùng mức công suất ấn định cho 12 bit máy di động, trạm gốc bit đến với mức công suất khác kênh truyền fading thay đổi theo thời gian Bằng cách quan sát mức công suất bit này, cơng suất thu dự đốn dự đốn tuyến tính ảnh hưởng fading bù cách hiệu Dựa khác cơng suất 12 bit nhóm điều khiển cơng suất thành phần fading dự đốn dùng cho mơ hình điều khiển cơng suất có hiệu Những nhóm nhỏ (subgroup), mà chia để tìm giá trị quan sát cho dự đoán fading là: 73 Pnisub,l  D lm P j ni, rv j ( l 1) m 1 (3.24) Trong đó:- l=1,2,…,D, D=12/m, D>4 D - m số nguyên Pnij,rv giá trị công suất bit thứ j nhóm điều khiển cơng suất Đầu tiên, giá trị   tính toán dựa giá trị quan sát Pnisub,l , giá trị quan sát Từ giá trị   tính tốn sau: 1  Pnisub, D2  Pnisub, D1   Pnisub, D1  Pnisub, D D 1 D  ( ) 4  3  2 1 (3.25) Hình 3.5 Dự đốn c ng suất thu với D=6 Giá trị công suất thu dự đoán là:  ni  Pni, NEXT  P sub, D ni  4  P sub, D n    D  Pnisub, D 1  Pnisub, D  Pnisub, D 2  Pnisub, D 1  (3.26) Hệ số fading dự đốn dựa vào hệ số fading trước Độ xác dự đốn phụ thuộc vào số lượng giá trị quan sát tốc độ thay đổi fading Số lương giá trị quan sát để dự đốn cơng suất thu fading chậm lớn so với fading nhanh Do mà số lượng nhóm nhỏ 74 chọn tùy thuộc vào tốc độ fading nhanh Giá trị  ni  Pni*,rv  Pni,est điều chỉnh theo giá trị dự đoán sau:   ni ,  nip   *   ni  Pni,rv   ni Với if ni  or  ni  (3.27) Pnisub, D 1  Pnisub, D ni  sub, D 2 Pni  Pnisub, D 1 Thuật tốn điều khiển cơng suất dự đốn cho hình 3.6 Dựa vào giá trị  nip phương trình (3.27), trạm gốc gửi lệnh điều khiển công suất đến máy di động thứ n để máy di động điều khiển công suất phát sau: 3 , if  nip  5  p 2, if  5   ni  3 1, if  3   p    ni C ni (k  1)   p 0, if     ni    1, if    p  3 ni  p  2, if  ni  3 (3.28) Với   0.5P Trình tự thuật tốn điều khiển cơng suất dự đốn: Trạm gốc tính cơng suất phát tối ưu, ước lượng công suất phát liệu Pni đồng thời dựa vào cơng suất nhóm bit 12 bit điều khiển cơng suất mà dự đốn cơng suất thu  ni theo ảnh hưởng fading Lưu ý 12 bit phân thành nhóm gởi từ trạm di động đến trạm gốc bit để dự đoán fading, khác với 12 bit nhóm điều khiển cơng suất từ trạm gốc đến trạm di động So sánh  ni  ni với 0, lớn nhỏ Dựa vào giá trị so sánh bước mà đưa giá trị  pni Quyết định lệnh điều khiển công suất Cni cho trạm di động dựa vào giá trị  pni 75 Ước lượng thông số Pni,est Pnij,est  j  11 Popt  ni  Pni*  Pni,est  ni ộ dốc No  nip   ni ni  Yes ều chỉnh hệ số ịnh  ni No  nip   ni  Pni*   ni  ni  nip Lệ  ni  ni  Yes * ni P ều khiển công suất Trạm gốc Trạ d Cni ều chỉnh Hình 3.6 Thuật tốn dự đốn để điều khiển cơng suất Cơng suất ộng 3.5.4 Phân tích BER BER yếu tố quan trọng để so sánh hiệu suất hệ thống viễn thông BER phụ thuộc vào SNR mà bao gồm xử lý fading Với hàm mật độ xác suất PDF hệ số  cho trước, BER tương ứng có dạng:  P Pr(e)   Q (k  1) P     Với S   P ( K  1) P        S   f ( )d   Q S f  dS   ES    (3.29)   P P  E   ( K  1) P    ( K  1) P    E[S]=E  BER tương ứng với hệ thống điều khiển công suất hoàn hảo:  P Pr(e)  Q  ( K  1) P       (3.30) Thực tế, công suất phát điều khiển cách hồn hảo, cơng suất nhận SNR nhận xem biến ngẫu 76 nhiên Nếu biến ngẫu nhiên SNR thu kí hiệu S f(S) hàm mật độ xác xuất, BER là:     S  Pr(e)   Q S f  dS  ES   Với S= GPni,rv K P m 1, m  n Và Qx    mi , rv cho tất máy di động  2  x e t 3.6 Hệ thống MC-CDMA vớ bă /2 dt với x  c ọn lọc thích nghi Trong hệ thống MC-CDMA, nhiều sóng mang phụ dùng để truyền liệu tốc độ cao, liệu điều chế sóng mang phụ khác chịu ảnh hưởng kênh truyền khác Bằng cách truyền liệu băng tần số chọn lựa từ tồn băng tần phụ, mơ hình truyền liệu ABS (Adaptive Band-Selection) cải thiện dung lượng hệ thống MC-CDMA Cùng lượng công suất phát phát lượng liệu mơ hình đạt BER tốt hệ thống MC-CDMA dùng toàn băng thơng Do đó, dung lượng hệ thống cải thiện 3.6.1 Truyền liệu băng chọn lọc thích nghi Các máy di động truyền liệu M băng chọn lọc dựa vào hệ số chọn lựa băng tần từ trạm gốc Do đó, ta kí hiệu M/N cho hệ thống MCCDMA N tổng số băng, cịn M số băng chọn lọc để truyền liệu Khi mà số băng M=N, có nghĩa truyền liệu tất băng tần Trong hệ thống M/N, máy di động truyền thông tin M băng chọn lọc gửi tín hiệu tham khảo (reference signal) với mức công suất thấp so với công suất liệu N-M băng cịn lại Tín hiệu tham khảo dùng để cập nhật hệ số chọn lọc băng tần từ trạm gốc 77 Trạm gốc Chuẩn hóa Cơng suất Giải điều chế trải phổ Ước lượng cơng suất cho băng tần Các tín hiệu từ người sử dụng Quyết định hệ số chọn lừa băng tần Hệ số chọn lựa băng tần AWGN Fading Điều chế đa sóng mang trải phổ Băng truyền liệu Đinh lại công suất Truyền liệu truyền Băng truyền tín Hiệu tham khảo Trạm di động Dữ liệu thơng tin Hình 3.7 Sơ đồ khối truyền băng lọc thích nghi h thống MC-CDMA Đối với hệ thống MC-CDMA sử dụng băng chọn lọc thích nghi tốc độ bit truyền liệu phải cao so với hệ thống MC-CDMA sử dụng toàn băng tần, số băng để truyền liệu Nếu liệu truyền với tốc độ r cho hệ thống N/N, hệ thống M/N phải truyền với tốc độ r*N/M để đảm bảo lưu lượng truyền Tăng tốc độ bit nghĩa giảm độ lợi xử lý Do hệ số trải phổ giảm tức số lượng chip bit giảm Như vậy, độ lợi xử lý giảm, độ lợi xử lý hệ thống N/N G, G’=G*M/N cho hệ thống M/N Vì mà làm giảm khả loại bỏ nhiễu giao thoa từ user Đây nhược điểm hệ thống sử dụng băng chọn lọc thích nghi Trong hệ thống MC-CDMA thông thường, tổng công suất phát máy di động n với N băng tần là:  N i 1 Pni , cơng suất trung bình cho băng là: Pni,avg=P/N cho hệ thống MC-CDMA N/N Trong hệ thống M/N, máy di động truyền liệu M băng chọn lọc, gửi tín hiệu tham khảo 78 (reference signal) băng lại Trạm gốc cần biết điều kiện kênh truyền băng chọn băng không chọn để cập nhật hệ số chọn lựa băng tần cách thích nghi Do đó, cơng suất trung bình băng chọn lựa: Pni,i select  P /( M  ( N  M ) ) cơng suất trung bình băng cịn lại là: Pni,i  select   Pni,i select   P /M  N  M   , với  =M/(số bit chu kì cập nhật*N)0 Giả sử trạm di động biết hết điều kiện kênh truyền tất sóng mang phụ Khi trạm di động sử dụng kênh tốt để truyền liệu tin tức Do đường bao fading lớn số đường bao fading tất sóng mang phụ làm cực đại SNR nhận được, trạm di động nên phát liệu tin tức qua kênh truyền tốt với đường bao fading lớn để đạt chất lượng tốt BER hệ thống 1/N phụ thuộc vào phân bố giá trị cực đại số N biến ngẫu nhiên Xi với 81  i  N , mà có phân phối Rayleigh Đặt giá trị lớn số biến ngẫu nhiên Xi Y; Y biểu diễn sau: Y = max{X1,X2,….XN} Hàm phân phối lũy tích CDF (Cumulative distribution function) Y sau: Fy ( y )  P X  y  X  y   X N  y   P X  y P X  y  P X N  y  (3.35)  FX  y FX  y  FX N  y   Fx  y  , N Với Fx(x) CDF X Fx(x)= Fx x i  với i Hàm mật độ phổ i công suất PDF y là: dFx y  N 1 f y ( y)   NFx y  f x y   N  e  y dy  N  N 1 ye y với y>0 Do BER hệ thống 1/N là:    P1 / N e    Q y SNR f y ( y)dy (3.36) với SNR  Ey  GPni 2 3.7 Kết luận Trong hệ thống MC - CDMA, với tính chất trực giao sóng mang phụ nên nhiễu từ người sử dụng khác không bị gây sóng mang phụ khác mà máy di động sóng mang phụ Khi giải thuật dự đốn dùng để dự đốn đường bao fading cho sóng mang thay cho người sử dụng Do liệu điều chế sóng mang phụ khác tác động đường truyền lên sóng mang phụ khác nên chất lượng dịch vụ phụ thuộc vào SNR sóng mang phụ trạm gốc khác Do đó, cơng suất phát sóng mang phải điều khiển theo băng Ngoài ra, chương ta sử dụng truyền liệu băng tần chọn lọc thích nghi vào hệ thống MC - CDMA để nâng cao chất lượng BER so với hệ thống điều chế tồn sóng mang 82 Kết l ậ v ướ p t tr ể ềt ết luận Công nghệ truy nhập đa sóng mang phân chia theo mã MC - CDMA công nghệ ưu điểm CDMA OFDM nên có khả truyền tốc độ cao, có tính bền vững với fading chọn lọc tần số, sử dụng băng thông hiệu quả, tính bảo mật cao giảm độ phức tạp hệ thống MC - CDMA công nghệ cho hệ thống thơng tin di động cho 4G có u cầu cao tốc độ truyền liệu Chính vậy, việc tìm hiểu Cơ ất ro Hệ ố ề K ể C – CDMA cần thiết có ý nghĩa thực tế Trong đồ án đề cập cách tổng quát công nghệ CDMA, OFDM kết hợp hai công nghệ thành công nghệ gọi MC CDMA Qua ưu nhược điểm kỹ thuật MC - CDMA ta thấy công nghệ khắc phục khuyết điểm công nghệ CDMA OFDM Với việc nghiên cứu điều khiển công suất hệ thống MC - CDMA: Điều khiển công suất bước cố định, điều khiển công suất đa mức, điều khiển công suất với giải thuật dự đốn fading Bên cạnh đó, phương pháp điều chế thích nghi đề xuất để cải thiện chất lượng BER hệ thống MC CDMA Hướng phát triển đề tài Sau tìm hiểu nắm rõ phần lý thuyết, em muốn phát triển đề tài sau: - Mơ Matlab để có số liệu cụ thể nhằm kiểm nghiệm lại lý thuyết trình bày đồ án tìm kiếm số giải pháp điều khiển cơng suất thích hợp cho hệ thống dùng công nghệ MC - CDMA - Xây dựng hệ thống thông tin kết hợp công nghệ MC - CDMA với kỹ thuật MIMO để cải thiện chất lượng đường truyền tốt 83 Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy ThS , thầy cô khoa Điện tử - Viễn thông trường Đại học Vinh tất bạn giúp đỡ em hoàn thành đồ án 84 Phụ lục lệ t a ảo [1] TS Nguyễn Phạm Anh Dũng, “L thuyết trải phổ đa truy nhập v tuyến”, Học viện Cơng nghệ Bưu viễn thông [2] PTS Nguyễn Phạm Anh Dũng, “Th ng tin di động h 3” (tập 1, tập 2), Nhà xuất Bưu điện, 2001 [3] Th S Nguyễn Ngọc Tiến, “Một số vấn đề kỹ thuật OFDM”, Tạp chí Bưu Chính Viễn Thơng & Cơng Nghệ Thơng Tin, Kỳ (10/2003) [4] Nguyễn Phạm Anh Dũng, Phạm Khắc Kỷ, Hồ Văn Cừu, "Ứng dụng kỹ thuật điều chế đa sóng mang O DM th ng tin di động CDMA", Tạp chí Bưu Viễn thơng & Cơng nghệ Thông tin, số 12 tháng năm 2004, trang 33 [5] K.Fazel, S.Kasier, “Multi-carrier and spread spectrum systems”, John Wiley & Sons Ltd , The Atrium , Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England, 2003 [6] Jean-Paul Linnatz, “Orthogonal requency Division Multiplexing(O DM)” Colorado Stade University [7] Shinshuke Hara & Jamjee Prasad, “Multicarrier Techniques for 4G Mobile Communications” Artech house Boston- London [8] L.Hanzo, M.Munster, B.J.Choi and T.Keller “O DM and MC-CDMA for Broadband Multi-User Communications, WLANs and Broadcasting” All of Univesity of Southampton,UK, IEEE Press/ Wiley 2003 [9] Th S Nguyễn Ngọc Tiến, “Một số vấn đề kỹ thuật OFDM”, Tạp chí Bưu Chính Viễn Thơng & Công Nghệ Thông Tin, Kỳ (10/2003) [10] Nguyễn Phạm Anh Dũng, Phạm Khắc Kỷ, Hồ Văn Cừu, "Ứng dụng kỹ thuật điều chế đa sóng mang O DM th ng tin di động CDMA", Tạp 85 chí Bưu Viễn thơng & Cơng nghệ Thơng tin, số 12 tháng năm 2004, trang 33 [11] S Hara, R Prasad, “Overview of Multicarrier CDMA”, IEEE Communications Magazine, pp 126-133, Dec 1997 [12] Khaled Fazel, Stefan Kaiser, “Multi-Carrier Spread Spectrum & Related Topics”, Kluwer Academic Publishers, pp 211-218, 2000 [13] http://news.vnu.edu.vn/tn_2_07/b8.pdf [14] http://www.tapchibcvt.gov.vn/News/PrintView.aspx?ID=15786 [15] www.complextoreal.com (OFDM) 86 ... C ều khiển công suất hệ thống MC – CDMA 61 3.1 Mục đích điều khiển cơng suất hệ thống MC - CDMA 61 3.2 Điều khiển công suất hệ thống MC - CDMA 62 3.3 Hồi tiếp dương điều khiển công suất. .. Cơ chế điều khiển công suất hệ thống MC- CDMA 68 3.5 Các phương pháp điều khiển công suất hệ thống MC- CDMA 71 3.5.1 Điều khiển công suất cố định đa mức 71 3.5.2 Điều khiển cơng suất dự... mục đích phải điều khiển cơng suất MC - CDMA Và tìm hiểu thuật tốn điều khiển cơng suất cho hướng lên: Điều khiển công suất bước cố định, điều khiển công suất đa mức, điều khiển công suất với giải