Tổng quan về công nghệ OFDM và dụng trong truyền hình số mặt đất DVB-T

1 Lời nói đầu Trong sống ngày đại, thơng tin liên lạc loại hình giải trí hệ thống mạng vơ tuyến truyền hình đóng vai trị quan trọng, đóng góp tích cục vào phát triển đất nước đời sống ngày cá nhân nắm bắt nhanh chóng thơng tin thị trường, thời tiết, văn hóa xã hội, trị quốc phịng, an ninh thời sự,…và mơi trường giáo dục, giải trí lành mạnh cho người Bằng bước ngoặc phát triển thần kỳ, công nghệ điện tử- tin học- viễn thông tạo nên trào lưu nhiều thập kỷ qua Đặt biệt bước nhảy vọt nghành truyền hình, từ tín hiệu analog truyền hình số Các kỹ thuật truyền dẫn vơ tuyến nhanh chóng đời FDMA, TDMA, OFDM,…nhằm đáp ứng cấp thiết tốc độ truyền dẫn, lưu lượng truyền chất lượng thu OFDM giải pháp tuyệt vời để giải đáp vấn đề này, đặt biệt truyền hình số mặt đất DVB-T Đó lý em chọn đề tài “Tổng quan công nghệ OFDM dụng truyền hình số mặt đất DVB-T” Mục đích đề tài nêu lên khái quát chung, cấu trúc ưu nhược điểm kỹ thuật Đồng thời nêu ứng dụng kỹ thuật truyền hình số mặt đất phát triển thêm tương lai Đồ án em gồm nội dung sau: Chương 1: Tổng quan kỹ thuật vấn đề OFDM Chương 2: Truyền hình số mặt đất DVB-T ứng dụng OFDM truyền hình số mặt đất DVB-T Chương 3: Tình hình áp dụng triển khai truyền hình số mặt đất Việt Nam Trong trình làm đề tài, em cố gắng nhiều song lượng kiến thức hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận thơng cảm, phê bình, hướng dẫn giúp đỡ tận tình Thầy bạn lớp Cuối em xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến anh chị, bạn bè thầy cô khoa Kỹ Thuật- Công Nghệ trường Đại học Quy Nhơn tận tình bảo giúp em người đặt biệt giáo viên hướng dẫn đồ án T.s Đào Minh Hưng ủng hộ, giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Trần Thế Huy Quy Nhơn, ngày….tháng…năm… Sinh viên Trần Thế Huy Trần Thế Huy Chương TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT VÀ CÁC VẤN ĐỀ TRONG OFDM 1.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG Trong chương trình bày khái niệm, nguyên lý vấn đề liên quan OFDM Các nguyên lý OFDM, tính trực giao, khoảng bảo vệ tiền tố lặp CP Bên cạnh đó, giới thiệu sơ qua đặc tính, ảnh hưởng kênh vô tuyến đồng thời sở cho việc nghiên cứu truyền hình số quảng bá mặt đất DVB-T, kỹ thuật điều chế sóng mang phụ hệ thống OFDM Tìm hiểu nội dung vấn đề đồng hệ thống OFDM là: Các lỗi gây nên đồng bộ; vấn đề nhận biết khung; ước lượng sửa chữa khoảng dịch tần số; điều chỉnh sai số lấy mẫu Chúng ta khảo sát loại đồng ứng với lỗi đó: đồng ký tự, đồng tần số lấy mẫu đồng tần số sóng mang Bên cạnh đó, nêu số phương thức mã hóa đươc ứng dụng nhiều hệ thống thông tin Đồng thời đưa ưu nhược điểm hệ thống OFDM trước ứng dụng vào hệ thống vô tuyến 1.2 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT OFDM 1.2.1 CÁC NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA OFDM Nguyên lý OFDM chia luồng liệu tốc độ cao trước phát thành nhiều luồng liệu tốc độ thấp phát đồng thời số sóng mang trực giao Vì khoảng thời gian symbol tăng lên cho sóng mang song song tốc độ thấp hơn, lượng nhiễu gây độ trải trễ đa đường giảm xuống Nhiễu xuyên ký tự ISI hạn chế hoàn toàn việc đưa vào khoảng thời gian bảo vệ symbol OFDM Trong khoảng thời gian bảo vệ, symbol OFDM bảo vệ theo chu kỳ để tránh nhiễu sóng mang ICI Giữa kỹ thuật điều chế đa sóng mang khơng chồng phổ kỹ thuật điều chế đa sóng mang chồng phổ có khác Trong kỹ thuật đa sóng mang chồng phổ, ta tiết kiệm khoảng 50% băng thơng Tuy nhiên, kỹ thuật đa sóng mang chồng phổ, ta cần triệt xuyên nhiễu sóng mang, nghĩa sóng cần trực giao với Trong OFDM, liệu sóng mang chồng lên liệu sóng mang lân cận Sự chồng chập phép khoảng cách sóng mang chọn xác cho đỉnh sóng mang qua điểm khơng Trần Thế Huy sóng mang tức sóng mang trực giao để tín hiệu khơi phục mà không giao thoa hay chồng phổ Ch.1 Ch.10 Tần số (a) Tiết kiệm băng thông (b) Tần số Hình 1.1: So sánh kỹ thuật sóng mang khơng chồng xung (a) kỹ thuật sóng mang chồng xung (b) Về chất, OFDM trường hợp đặc biệt phương thức phát đa sóng mang theo nguyên lý chia dòng liệu tốc độ cao thành dòng liệu tốc độ thấp phát đồng thời số sóng mang phân bổ cách trực giao Nhờ thực biến đổi chuỗi liệu từ nối tiếp sang song song nên thời gian symbol tăng lên Do đó, phân tán theo thời gian gây trải trễ truyền dẫn đa đường (multipath) giảm xuống OFDM khác với FDM nhiều điểm Trong phát thông thường đài phát truyền tần số khác nhau, sử dụng hiệu FDM để trì ngăn cách đài Tuy nhiên khơng có kết hợp đồng trạm với trạm khác Với cách truyền OFDM, tín hiệu thơng tin từ nhiều trạm kết hợp dịng liệu ghép kênh đơn Sau liệu truyền sử dụng khối OFDM tạo từ gói dày đặc nhiều sóng mang Tất sóng mang thứ cấp tín hiệu OFDM đồng thời gian tần số với nhau, cho phép kiểm sốt can nhiễu sóng mang Các sóng mang chồng lấp miền tần số, khơng gây can nhiễu sóng mang (ICI) chất trực giao điều chế Với FDM tín hiệu truyền cần có khoảng bảo vệ tần số lớn kênh để ngăn ngừa can nhiễu Điều làm Trần Thế Huy giảm hiệu phổ Tuy nhiên, với OFDM đóng gói trực giao sóng mang làm giảm đáng kể khoảng bảo vệ cải thiện hiệu phổ Dữ liệu nhị phân Sắp xếp Dữ liệu Sắp xếp lại S/P Chèn pilot P/S Ước lượng kênh x(n) IDFT y(n) Y(k) DFT Chèn dải bảo vệ Loại bỏ dải bảo vệ xf(n h(n) ) P/S Kênh yf(n ) S/P + AWGN w(n) Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống OFDM Đầu tiên, liệu vào tốc độ cao chia thành nhiều dòng liệu song song tốc độ thấp nhờ chuyển đổi nối tiếp/song song (S/P: Serial/Parrallel) Mỗi dòng liệu song song sau mã hóa sử dụng thuật toán sửa lỗi tiến (FEC) xếp theo trình tự hỗn hợp Những symbol hỗn hợp đưa đến đầu vào khối IDFT Khối tính tốn mẫu thời gian tương ứng với kênh nhánh miền tần số Sau đó, khoảng bảo vệ chèn vào để giảm nhiễu xuyên ký tự ISI truyền kênh di động vơ tuyến đa đường Sau lọc phía phát định dạng tín hiệu thời gian liên tục chuyển đổi lên tần số cao để truyền kênh Trong q trình truyền, kênh có nguồn nhiễu gây ảnh hưởng nhiễu trắng cộng AWGN,… Ở phía thu, tín hiệu chuyển xuống tần số thấp tín hiệu rời rạc đạt lọc thu Khoảng bảo vệ loại bỏ mẫu chuyển từ miền thời gian sang miền tần số phép biến đổi DFT dùng thuật toán FFT Sau đó, tùy vào sơ đồ điều chế sử dụng, dịch chuyển biên độ pha sóng mang nhánh cân bằng cân kênh (Channel Equalization) Các symbol hỗn hợp thu xếp ngược trở lại giải mã Cuối thu nhận dịng liệu nối tiếp ban đầu 1.2.2 TÍNH TRỰC GIAO TRONG OFDM Tín hiệu gọi trực giao với chúng độc lập với Trực giao đặc tính cho phép nhiều tín hiệu mang tin truyền kênh truyền thông thường mà khơng có nhiễu chúng Mất tính trực giao tín hiệu gây rối loạn tín hiệu, làm giảm chất lượng thơng tin Có nhiều kỹ thuật phân kênh liên quan đến vấn đề trực giao Kỹ thuật phân kênh theo thời gian Trần Thế Huy (TDM) truyền lúc nhiều tin kênh cách cấp cho tin khe thời gian Trong suốt thời gian truyền khe thời gian, có tin truyền Bằng cách truyền không đồng thời tin ta tránh nhiễu chúng Các tin xem trực giao với nhau, trực giao mặt thời gian Kỹ thuật FDM đạt tới trực giao tín hiệu miền tần số cách cấp cho tín hiệu tần số khác có khoảng trống tần số dải thơng tín hiệu OFDM đạt trực giao cách điều chế tín hiệu vào tập sóng mang trực giao Tần số gốc sóng mang số nguyên lần nghịch đảo thời gian tồn symbol Như vậy, thời gian tồn symbol, sóng mang có số nguyên lần chu kỳ khác Như sóng mang có tần số khác nhau, phổ chúng chồng lấn lên chúng khơng gây nhiễu cho Hình 1.3 cho thấy cấu trúc tín hiệu OFDM với sóng mang Hình 1.3: Cấu trúc miền thời gian tín hiệu OFDM Trong đó, hình (1a), (2a), (3a) (4a) sóng mang thành phần, với chu kỳ tương ứng 1, 2, 3, Pha ban đầu sóng mang Hình (1b), (2b), (3b) (4b) tương ứng FFT sóng mang miền thời gian Hình (4a) (4b) cuối tổng sóng mang kết FFT Trần Thế Huy Về mặt tốn học, sóng mang nhóm gọi trực giao với chúng thoả mãn : T C s ( t ) s ( t ) dt   i j  0 i j (1.1) i j Công thức hiểu tích phân lấy chu kỳ symbol sóng mang khác Điều có nghĩa máy thu sóng mang khơng gây nhiễu lên Nếu sóng mang có dạng hình sin biểu thức tốn học có dạng :  sin( 2kf t )  t  T s k (t )  t 0 Trong đó: k 1,2, N (1.2) f0: khoảng cách tần số sóng mang N: số sóng mang symbol T : thời gian tồn symbol Nf0: sóng mang có tần số lớn symbol Dạng phổ sóng mang dạng sin sau điều chế giống hình sau Lưu ý sóng mang chưa điều chế dạng phổ chúng bao gồm thành phần phổ tần số trung tâm Hình 1.4: Phổ họ sóng mang trực giao Trần Thế Huy Ta nhận thấy phổ sóng mang tần số trung tâm sóng mang khác Trong kỹ thuật điện tử, tín hiệu truyền biểu diễn dạng sóng điện áp dòng điện theo thời gian, ta gọi chung sóng mang Sóng mang thường có dạng hình sin Sau điều chế tin tức, sóng mang khơng tồn tần số mà tổ hợp gồm: tần số trung tâm sóng mang hài Mức tương đối tần số so sánh với tần số khác cho phổ điện áp dòng điện Phổ có phép biến đổi Fourier dạng sóng mang miền thời gian Về mặt lý thuyết, để đạt giá trị phổ xác phải quan sát dạng sóng mang tồn miền thời gian (-  +), tức phải thực phép biến đổi Fourier tồn miền thời gian, vơ hạn điểm Khơng hệ thống kỹ thuật làm điều Thực tế cho thấy cần thực phép biến đổi Fourier số hữu hạn điểm khơi phục dạng sóng mang mà khơng làm chất tin tức Phép biến đổi Fourier số hữu hạn điểm gọi phép biến đổi Fourier rời rạc (DFT-Disccrete Fourier Transform) Q trình khơi phục dạng sóng mang từ phổ gọi phép biến đổi Fourier ngược Như trình bày trên, tín hiệu OFDM gồm nhóm sóng mang dạng hình sin miền thời gian Trong miền tần số sóng mang có dạng sinc (sin cardinal), hay sin(x)/x Dạng sinc có búp búp phụ có giá trị giảm dần hai phía tần số trung tâm sóng mang Mỗi sóng mang có giá trị đỉnh tần số trung tâm sau khoảng tần số khoảng cách tần số sóng mang (f0) Tính trực giao sóng mang thể chỗ, đỉnh sóng mang nhóm sóng mang khác Ở phía thu, dùng DFT để tách sóng tín hiệu OFDM phổ khơng cịn liên tục mà mẫu rời rạc Các mẫu biểu diễn khoanh trịn (O) hình 1.5 Nếu DFT đồng thời gian tần số mẫu DFT tương ứng với đỉnh sóng mang Và chồng phổ sóng mang khơng ảnh hưởng đến máy thu Giá trị đỉnh sóng mang tương ứng với giá trị sóng mang khác, tính trực giao sóng mang bảo đảm Trần Thế Huy Hình 1.5: Phổ tín hiệu OFDM có sóng mang Trong (a) phổ sóng mang điểm lấy mẫu máy thu, (b) đáp ứng tổng hợp sóng mang Hình 1.6: Ghép symbol lên sóng mang (chưa có khoảng bảo vệ) Trần Thế Huy 10 1.2.3 KHOẢNG BẢO VỆ GI (Guard Interval) Với dải thông cho trước, tốc độ symbol tín hiệu OFDM nhỏ nhiều so với tốc độ symbol sóng mang hệ thống đơn sóng mang Nếu sử dụng phương thức điều chế BPSK tốc độ symbol với tốc độ bit truyền dẫn Còn hệ thống OFDM, băng thơng chia nhỏ cho N sóng mang làm cho tốc độ symbol thấp N lần tốc độ bit sóng mang hệ thống đơn sóng mang Tốc độ symbol sóng mang thấp tạo cho OFDM có khả chịu ISI tốt Tuy nhiên, cịn cải thiện khả chịu ISI hệ thống OFDM cách chèn thêm dải bảo vệ vào trước symbol Dải bảo vệ symbol phần symbol Thường người ta hay dùng phần cuối symbol làm dải bảo vệ cho symbol Khi khoảng bảo vệ GI gọi CP (Cyclic Prefix) Chèn thêm dải bảo vệ làm thời gian truyền symbol tăng lên, làm tăng khả chịu ISI Mỗi sóng mang mang phần tin tức symbol, dùng phần symbol làm dải bảo vệ tạo cho việc truyền dẫn liên tục, khơng có ngắt quảng symbol Hơn nữa, dải bảo vệ cho phép giảm lổi xê dịch thời gian máy thu 1.2.4 TIỀN TỐ LẶP CP Tiền tố lặp (CP) kỹ thuật xử lý tín hiệu OFDM nhằm hạn chế đến mức thấp ảnh hưởng nhiễu xuyên ký tự (ISI) nhiễu xuyên kênh (ICI) đến tín hiệu OFDM, đảm bảo yêu cầu tính trực giao sóng mang phụ Để thực kỹ thuật này, q trình xử lý, tín hiệu OFDM lặp lại có chu kỳ phần lặp lại phía trước ký tự OFDM sử dụng khoảng thời gian bảo vệ ký tự phát kề Vậy sau chèn thêm khoảng bảo vệ, thời gian truyền ký tự (TS) lúc bao gồm thời gian khoảng bảo vệ (T G) thời gian truyền thơng tin có ích T FFT (cũng khoảng thời gian IFFT/FFT phát ký tự) Trần Thế Huy 84 % Hints: contents = get(hObject,'String') returns Dangtinhieu contents as cell array % contents{get(hObject,'Value')} returns selected item from Dangtinhieu % - Executes on button press in pushbutton1 function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to pushbutton1 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) %Setup % should be a power of for fast computation % more points = more time domain samples (smoother & more cycles) fft_size = str2double(get(handles.f1_input,'String')); % should be binary_err_bits_QAM = binary_err_bits_QAM + 1; end end BER_QAM_TEMP = 100 * binary_err_bits_QAM/data_length; % Display the BERs set(handles.BERQAM,'visible','on') set(handles.BERQAM,'String',strcat(num2str(BER_QAM_TEMP,3),' %')) end axes(handles.OFDM_axes) OFDM popup_sel_index = get(handles.Dangtinhieu, 'Value'); switch popup_sel_index case % Ve thi OFDM phat fft_temp = abs(fft(xmit)); fft_temp = fft_temp(1:floor(0.5*length(fft_temp))); % truncate dig_x_axis = (1:length(fft_temp)) / (2*length(fft_temp)); plot(dig_x_axis, fft_temp) title('FFT cua tin hieu OFDM phat di') set(handles.OFDM_axes,'XMinorTick','on') grid on axes(handles.Multipath_axes) plot(0); set(handles.Multipath_axes,'Visible','off') set(handles.BEROFDM,'visible','off') case % Ve thi OFDM thu fft_temp = abs(fft(recv)); fft_temp = fft_temp(1:floor(0.5*length(fft_temp))); % truncate dig_x_axis = (1:length(fft_temp)) / (2*length(fft_temp)); plot(dig_x_axis, fft_temp,'c'),title('FFT cua tin hieu OFDM nhan duoc') set(handles.OFDM_axes,'XMinorTick','on') grid on %Ve kenh da duong axes(handles.Multipath_axes) Trần Thế Huy 87 size_mag=max(mag)-min(mag); % for scaled channel plot plot(W/(2*pi), (0.5*max(fft_temp)/size_mag)*(mag + abs(min(mag))) + 0.5*max(fft_temp),'k') ylabel('Bien (dB)') title('Dap ung bien kenh') grid on global BER_OFDM_TEMP; binary_err_bits_OFDM = 0; for i = 1:length(data_in) err = abs(data_in(i)-output(i)); if err > binary_err_bits_OFDM = binary_err_bits_OFDM +1; end end BER_OFDM_TEMP = 100 * binary_err_bits_OFDM/data_length; % Display the BERs set(handles.BEROFDM,'visible','on') set(handles.BEROFDM,'String',strcat(num2str(BER_OFDM_TEMP,3),' %')) end % - Executes on button press in pushbutton2 function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to pushbutton2 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) function varargout = Sosanhamthanh(varargin) % SOSANHAMTHANH M-file for Sosanhamthanh.fig % SOSANHAMTHANH, by itself, creates a new SOSANHAMTHANH or raises the existing % singleton* % % H = SOSANHAMTHANH returns the handle to a new SOSANHAMTHANH or the handle to % the existing singleton* % % SOSANHAMTHANH('CALLBACK',hObject,eventData,handles, ) calls the local Trần Thế Huy 88 % function named CALLBACK in SOSANHAMTHANH.M with the given input arguments % % SOSANHAMTHANH('Property','Value', ) creates a new SOSANHAMTHANH or raises the % existing singleton* Starting from the left, property value pairs are % applied to the GUI before Sosanhamthanh_OpeningFunction gets called An % unrecognized property name or invalid value makes property application % stop All inputs are passed to Sosanhamthanh_OpeningFcn via varargin % % *See GUI Options on GUIDE's Tools menu Choose "GUI allows only one % instance to run (singleton)" % % See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES % Edit the above text to modify the response to help Sosanhamthanh % Last Modified by GUIDE v2.5 10-Apr-2007 21:02:35 % Begin initialization code - DO NOT EDIT gui_Singleton = 1; gui_State = struct('gui_Name', mfilename, 'gui_Singleton', gui_Singleton, 'gui_OpeningFcn', @Sosanhamthanh_OpeningFcn, 'gui_OutputFcn', @Sosanhamthanh_OutputFcn, 'gui_LayoutFcn', [] , 'gui_Callback', []); if nargin & isstr(varargin{1}) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1}); end if nargout [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); else gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); end % End initialization code - DO NOT EDIT % SetupSoundGUI.m sets up the SoundGUI variables % Initialize the appropriate setup.m variables input_type = 2; file_input_type = 3; file_name = 'shortest.wav'; channel_on = 1; do_QAM = 1; QAM_periods = 10; clip_level = 1.0; % 0.0 - 1.0 (0-100%) Trần Thế Huy 89 noise_level = 0.0; already_made_noise = 0; % - Executes just before Sosanhamthanh is made visible function Sosanhamthanh_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin) % This function has no output args, see OutputFcn % hObject handle to figure % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % varargin command line arguments to Sosanhamthanh (see VARARGIN) % Choose default command line output for Sosanhamthanh handles.output = hObject; % Update handles structure guidata(hObject, handles); % UIWAIT makes Sosanhamthanh wait for user response (see UIRESUME) % uiwait(handles.figure1); % - Outputs from this function are returned to the command line function varargout = Sosanhamthanh_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) % varargout cell array for returning output args (see VARARGOUT); % hObject handle to figure % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Get default command line output from handles structure varargout{1} = handles.output; % - Executes on button press in pushbutton1 function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to pushbutton1 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) popup_sel_index = get(handles.Chonam, 'Value'); switch popup_sel_index case axes(handles.Amthanhbandau_axes) plot(wavread('Long.wav')),title('Am phat') grid on sound(wavread('Long.wav'),11025) Trần Thế Huy 90 end % - Executes on button press in pushbutton2 function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to pushbutton2 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) popup_sel_index = get(handles.Chonam, 'Value'); switch popup_sel_index case axes(handles.QAM_axes) plot(wavread('QAM_Long.wav')),title('Am duoc dieu che bang phuong thuc QAM') grid on sound(wavread('QAM_Long.wav'),11025) end % - Executes on button press in pushbutton3 function pushbutton3_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to pushbutton3 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) popup_sel_index = get(handles.Chonam, 'Value'); switch popup_sel_index case axes(handles.OFDM_axes) plot(wavread('OFDM_Long.wav')),title('Am duoc dieu che bang phuong thuc OFDM') grid on sound(wavread('OFDM_Long.wav'),11025) end % - Executes on button press in pushbutton4 function pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to pushbutton4 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) close mophong % - Executes during object creation, after setting all properties function Chonam_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Chonam (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called Trần Thế Huy 91 % Hint: popupmenu controls usually have a white background on Windows % See ISPC and COMPUTER if ispc set(hObject,'BackgroundColor','white'); else set(hObject,'BackgroundColor',get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')); end % - Executes on selection change in Chonam function Chonam_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Chonam (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: contents = get(hObject,'String') returns Chonam contents as cell array % contents{get(hObject,'Value')} returns selected item from Chonam % tx disp('Transmitting') read data_in_pol = bin2pol(data_in); lieu phan cuc % Chuyen doi du lieu nhi phan du 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); thuy o dau vao Trần Thế Huy %So ky tu nguyen 92 num_chunks = ceil(data_length/(2*num_carriers)); 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; vao tap hop du lieu sau phat hoan toan end thien end %2 du lieu tren mot song %them du lieu voi cac muc khong %Toc co the duoc cai % 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 chunks(i,k) = data_in_pol(2*num_carriers*(i-1)+k) data_in_pol(2*num_carriers*(i-1)+k+num_carriers)*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 Trần Thế Huy 93 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 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 % 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 % Ghi % ******************KIEM RA********************************* if input_type == TRA NGO 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 Trần Thế Huy 94 for i = 1:length(output_samples) output_samples(i) = bin2eight(output(1 + (i-1)*8:(i-1)*8 + 8)); end if do_QAM == 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 RA********************************* if input_type == TRA DAU 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+'); fwrite(file,QAM_output_samples,'char'); fclose(file); end end Trần Thế Huy 95 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 Trần Thế Huy 96 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Công nghệ ghép kênh phân chia theo tần số trực giao - OFDM công nghệ đại cho truyền thông tương lai Hiện việc nghiên cứu ứng dụng OFDM không ngừng nghiên cứu mở rộng phạm vi ứng dụng ưu điểm việc tiết kiệm băng tần khả chống lại fading chọn lọc tần số xuyên nhiễu băng hẹp Đồ án tìm hiểu, trình bày vấn đề kỹ thuật OFDM số vấn đề kỹ thuật cho công nghệ OFDM khả ứng dụng OFDM vào công nghệ tương lai Đồng vấn đề quan trọng khơng hệ thống OFDM mà cịn hệ thống khác Hệ thống OFDM yêu cầu khắt khe vấn đề đồng sai lệch tần số, ảnh hưởng hiệu ứng Doppler di chuyển lệch pha gây nhiễu giao thoa tần số (ICI) Trong hệ thống OFDM nào, hiệu suất cao phụ thuộc vào tính đồng hóa máy phát máy thu, làm tính xác định thời dẫn đến nhiễu ISI ICI độ xác tần số Ngoài ra, để nâng cao tiêu chất lượng hệ thống OFDM, người ta sử dụng mã hóa tín hiệu OFDM Do trình bày vấn đề mã hóa vào đồ án Chương trình mơ tín hiệu OFDM đồ án thực bước đầu mô so sánh tín hiệu OFDM tín hiệu QAM để từ thấy rõ ưu điểm thực kỹ thuật OFDM Việc tìm hiểu tổng quan OFDM giải vấn đề kỹ thuật hệ thống OFDM, hướng đến ứng dụng OFDM tương lai như:  Nghiên cứu, tìm hiểu số hệ thống OFDM nâng cao VOFDM (Vector OFDM), COFDM (Coded OFDM), WOFDM (Wideband OFDM),  Kết hợp OFDM với công nghệ khác FDMA, TDMA CDMA để tạo thành kỹ thuật đa truy cập thông tin di động  Ứng dụng OFDM DVB-T, WLAN, OFDMA, WiMAX Trần Thế Huy 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt [1] T.S Phạm Đắc Bi, K.S Lê Trọng Bằng, K.S Đỗ Anh Tú, (8/2004), Các đặc điểm máy phát số DVB-T, Tạp chí Bưu Viễn thông & Công nghệ Thông tin [2] Nguyễn Phạm Anh Dũng, Phạm Khắc Kỷ, Hồ Văn Cừu, (2004), Ứng dụng kỹ thuật điều chế đa sóng mang OFDM thơng tin di động CDMA, Tạp chí Bưu Viễn thơng & Công nghệ Thông tin, số 12, trang 33 [3] Nguyễn Văn Đức, (2006), Lý thuyết ứng dụng kỹ thuật OFDM, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [4] Nguyễn Văn Đức, (2006), Lý thuyết kênh vô tuyến, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [5] Phan Hương, (13/3/2006), Công nghệ OFDM truyền dẫn vô tuyến băng rộng điểm – đa điểm tốc độ cao (54Mbit/s), Tạp chí Bưu Viễn thơng & Cơng nghệ Thơng tin [6] Th.s Nguyễn Hồng Hải, Th.s Nguyễn Việt Anh, (2006), Lập trình Matlab ứng dụng, Nhà xuất Khoa hoc Kỹ thuật Hà Nội [7] Th.s Nguyễn Ngọc Tiến, (10/2003), Một số vấn đề kỹ thuật OFDM, Tạp chí Bưu Viễn thơng & Cơng nghệ Thơng tin, Kỳ [8] Tạ Quốc Ưng, (12/11/2003), Điện thoại di động truyền hình số mặt đất DVB-T, Tạp chí Bưu Viễn thơng & Cơng nghệ Thơng tin Tài liệu Internet [1] http://www.ebook.edu.vn, truy nhập cuối 5/3/2011 [2] http://tailieu.vn/, truy nhập cuối 3/2011 [3] http://4tech.com.vn/, truy nhập cuối 30/3/2011 Trần Thế Huy 98 Trần Thế Huy ... băng thơng Nếu sử dụng tiền tố lặp chiều dài phải lớn trải trễ lớn Cịn sử dụng tiền tố hậu tố lặp tổng chiều dài chúng phải lớn độ trải trễ lớn kênh truyền 1.2.5 CÁC ĐẶC TÍNH KÊNH TRUYỀN TRONG... hóa vịng xoắn khác 2/3, 3/4, 5/6 7/8 Tốc độ mã hóa cao dịng số liệu lớn tỷ số C/N lớn, tốc độ mã hóa 1/2 tạo dòng số liệu lớn tỷ số C/N cao nhất, tốc độ mã dùng cho kênh bị nhiễu mạnh Tiếp theo... vào trễ đa đường (được đo chu kỳ lấy mẫu tín hiệu) Đỉnh tương quan lớn xuất đỉnh lượng trể đa đường Vị trí đỉnh tương quan lớn dùng để định vị ranh giới ký tự OFDM Một điểm mấu chốt nhận biết