(Luận văn thạc sĩ) ứng dụng kỹ thuật vector ofdm vào hệ thống mimo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐINH NHỰT KHÁNH ỨNG DỤNG KỸ THUẬT VECTOR OFDM VÀO HỆ THỐNG MIMO NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 605270 S K C0 4 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐINH NHƯT ̣ KHÁNH ỨNG DỤNG KỸ THUẬT VECTOR OFDM VÀO HỆ THỐNG MIMO NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 605270 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2014 Tp Hồ Chí Minh, tháng …năm… BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐINH NHỰT KHÁNH ỨNG DỤNG KỸ THUẬT VECTOR OFDM VÀO HỆ THỐNG MIMO NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ – 605270 Hướng dẫn khoa học: TS VÕ MINH HUÂN Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2014 Tp Hồ Chí Minh, tháng …năm… LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Đinh Nhựt Khánh Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 08/03/1985 Nơi sinh: Bến Tre Quê quán: xã Sơn Định, huyện Chợ Lách, Bến Tre Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: Sơn Định, Chợ Lách, Bến Tre Điện thoại quan: Điện thoại nhà riêng: 0988 024 838 Fax: E-mail: khanhdinhut@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ …… Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ ……/2003 đến ……/ 2008 Nơi học (trường, thành phố): Đại học Cần Thơ – TP.Cần Thơ Ngành học: Điện tử Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: Người hướng dẫn: III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian 11/200811/2011 Nơi công tác Sở Thông tin Truyền thông tỉnh Đồng Tháp i Công việc đảm nhiệm Chuyên viên Phịng Bưu Viễn thơng LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo theo yêu cầu Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2014 (Ký tên ghi rõ họ tên) ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn thầy TS Võ Minh Huân dành nhiều thời gian công sức hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Trong suốt thời gian làm luận văn thầy giúp đỡ em phương pháp làm việc khoa học, hiệu quả, cách tiếp cận vấn đề giải vấn đề chặt chẽ, kinh nghiệm bổ ích cho q trình học tập cơng tác em sau Em xin chân thành cảm ơn đến thầy cô giáo Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hồ Chí Minh, đặc biệt thầy giáo tận tình bảo cho em suốt trình học tập nghiên cứu trường Để có kết ngày hơm nay, em biết ơn gia đình động viên khích lệ, tạo điều kiện trình học tập, trình thực luận văn tốt nghiệp Mặc dù em có nhiều cố gắng chắn luận văn cịn nhiều thiếu sót, em mong nhận bảo thầy cô bạn Hồ Chí Minh, tháng … năm 2014 Học viên thực ĐINH NHỰT KHÁNH iii TÓM TẮT Kỹ thuật OFDM (Orthogonal frequency division multiplexing) phương pháp mã hóa liệu số nhiều tần số sóng mang OFDM phát triển thành chương trình phổ biến cho truyền thống số băng rộng, cho dù khơng dây hay cáp đồng, dùng ứng dụng truyền hình số, phát sóng truyền thanh, truy cập Internet DSL, mạng không dây truyền thông di động 4G Vector OFDM (V-OFDM) dạng tổng quát OFDM Xiang – Gen Xia đề xuất để chống lại phổ tần khơng có giá trị xem cầu nối quan trọng OFDM SC – FDE (Single carrier frequency domain equalization) khác với OFDM, V – OFDM chuyển đổi từ kênh can nhiễu liên ký tự (ISI) sang kênh không can nhiễu ISI bao hàm ma trận kênh thay hệ số kênh việc cân tần số để tăng thứ tự phân tập Xu hướng nghiên cứu nhiều năm trở lại kết hợp mô hình hệ thống MIMO kỹ thuật điều chế OFDM, cụ thể nghiên cứu phân tích hiệu suất mã hóa khối khơng gian thời gian (STBC) hệ thống MIMO – OFDM cho thấy hiệu suất tuyệt vời chống lại hiệu ứng đa đường fading lựa chọn tần số, nữa, BER độ phức tạp mã hóa giảm Trong luận văn việc kết hợp hệ thống MIMO kỹ thuật điều chế V – OFDM số kết định Trước tiên, cơng cụ tốn học, thực phân tích đánh giá chất lượng hệ thống V – OFDM với tham số độ lợi phân tập, độ lợi mã tham số l Khi thực hệ thống MIMO với kỹ thuật điều chế V – OFDM, luận văn cho thấy chi phí truyền tải liệu hệ thống giảm M lần so với hệ thống OFDM thông thường yếu tố PARP hệ thống cải thiện đáng kể kích thước ma iv trận FFT giảm Luận văn trình bày hạn chế chất lượng V- OFDM thông qua kênh truyền fading chọn lọc tần số để đạt độ lợi phân tập độ lợi mã thông qua kết mô v ABSTRACT Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) is a method of encoding digital data on multiple carrier fequencies OFDM has developed into a popular scheme for wideband digital communications, whether wireless or over copper wires, used in applications such as digital television and audio broadcasting, DSL Internet access, wireless networks, and 4G mobile communications Vector OFDM (V-OFDM), as a generalization of OFDM, first propose by Xia to combat frequency null, serves as an important bridge between OFDM and SC-FDE In contrast to OFDM, V-OFDM is able to convert an intersymbol interference (ISI) channel into an ISI-free vector channel while involving channel matrices instead of channel coefficient in onetap equalization so as to increase the diversity order Research trends in recent years is combined model MIMO system and the OFDM modulation technique, namely analyzing the performance of code space time block (STBC) in MIMO-OFDM system has shown its great performance can combat multipath effects and frequency selective fading, moreover, BER and coding complexity is reduced In this thesis the combination of MIMO system and modulation technique V-OFDM has been some specific results First, using mathematical tools, to analyze and evaluate the quality of the V-OFDM with parameters such as the diversity gain and code gain When implementing MIMO system with modulation technique V-OFDM, the thesis shows the cost of data transmission of system reduced M times compared to conventional OFDM system, as well as PARP element of the system is improved significant due to the size of FFT matrix decrease The thesis presented limited of the quality through frequency selective fading channels to achieve diversity gain and code gain through simulation results vi MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Tóm tắt iv Abstract vi Mục lục vii Danh sách chữ viết tắt x Danh sách hình xiii Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu 1.2 Những kết nghiên cứu ngồi nước cơng bố 1.3 Mục đích đề tài 1.4 Nhiệm vụ đề tài giới hạn đề tài 1.5 Phương pháp nghiên cứu Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Kỹ thuật OFDM 2.1.1 Giới thiệu 2.1.2 Nguyên lý kỹ thuật truyền đa sóng mang 2.1.3 Nguyên lý OFDM 2.1.3.1 Tín hiệu OFDM 10 2.1.3.2 Phổ tín hiệu OFDM 11 2.1.3.3 Thực OFDM sử dụng biến đổi DFT/IDFT 13 vii Anten nhận Giải mã MIMO Giải điề u chế V-OFDM Giải điều chế QAM Tính BER hệ thống MIMO-VOFDM Vẽ giản đồ so sánh BER Hình 4.3: Lưu đồ mơ thu tín hiệu 57 4.2.3 Lƣu đồ mơ thuật tốn tính BER Bắt đầu Số lượng bit lỗi = i=1 Lỗi = sai số liệu vào liệu Lỗi > S Đ Số bit lỗi = số bit lỗi + i = i +1 S i