Ảnh hưởng của bộ lọc băng thông đến hiệu suất của hệ thống OFDM

24N taps

ẢNH HƯỞNG CỦA LỌC BĂNG THÔNG TỚI CHỈ TIÊU KỸ THUẬT OFDM Trong thời gian symbol OFDM có dạng hình chữ nhật , tương ứng với suy

Ở đây Ntaps là số tap trong bộ lọc FIR ,WT là độ rộng quá độ của hàm cửa sổ được dùng để tạo bộ lọc FIR ,IFFT là kích thước FFT được sử dụng để tạo tín hiệu và FT là độ rộng quá độ của bộ lọc chủan hóa cho khoảng cách tải phụ. ISI là thấp nhất khi offset thời gian là âm và là một nửa độ dài khoảng bảo vệ .Bộ lọc có đặc tuyến càng dốc bao nhiêu (trong hình vẽ bộ lọc dốc nhất loại bỏ các búp sòng bên xuống thấp hơn -100dBc trong giới hạn hai khoảng cách sóng mang ) ISI càng dài bấy nhiêu. SNR hiệu dụng của tín hiệu OFDM được lọc băng thông phụ thuộc vào ảnh hưởng của cả ISI cà ICI.

ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỄU GAUSS TRẮNG CỘNG AWGN (ADDITIVE WHITE GAUSSIAN NOISE ) ĐẾN OFDM

Hầu hết các dạng nhiễu trong hệ thống thông tin vô tuyến có thể được mô hình hóa chính xác nhờ dùng dữ liệu Gauss trắng cộng AWGN ,nhiễu này có mật độ phổ điều (còn gọi là nhiễu trắng) và có phân bố Gauss về biên độ (được xem như phân bố chuẩn hoặc đường cong hình vuông ).Nhiễu nhiệt và nhiễu điện do sự khuếch đại ,chủ yếu có tính chất của nhiễu Gauss trắng, do vậy có thể mô hình hoá chúng chính xác theo AWGN .Hầu hết các nguồn nhiễu khác có tính chất AWGN vì sự truyền là OFDM .Các tín hiệu OFDM có một độ phổ phẳng và phân bố biên độ Gauss vì số tải phụ là lớn , do điều này can nhiễu giữa các tế bào từ hệ thống OFDM khác cũng có các tính chất AWGN.Cũng cùng một lý do như vậy ICI ,ISI và IMD cũng có các tính chất AWGN cho các tín hiệu OFDM. Trong các hệ thống DS-CDMA vấn đề không bị giới hạn chủ yếu cho multipath ,mà bởi can nhiễu giữa những người sử dụng .Các hệ thống DS-CDMA tận dụng một thực tế là bằng việc trải rộng thông tin của người dùng trên một băng thông rộng sẽ cho phép nhiều người sử dụng tryền tín hiệu ở cùng một tần số .Mỗi một trong các ngưởi sử dụng này trải rộng thông ti bằng moột cách nhân nó với một dãy giả ngẫu nhiên tốc độ cao dau nhất PRS (Preudo Random Sequence ) .Ở máy thu tín hiệu từ mỗi người sử dụng được trích ra bằng cách nhân tín hiệu tới với cùng dãy PRS giống hệt vậy và tích phân trên chu kỳ symbol thông tin .Tuy nhiên quá trình này là không trực giao trong kết nối ngược làm cho các người sử dụng xuất hiện như nhiễu đối với nhau.Thông luợng kênh của hệ thống là cực đại khi số người sử dụng là cực đại, dẫn đến mức nhiễu rất cao,điều này làm cho hệ thống mẫu cần hoạt động với tỷ số năng luợng trong một bit/nhiễu ERNR(Energy per Bit to Noise Ratio) là khoảng 5-8 dB sau giải điều chế có hiệu quả phổ cao vì SNR là quá thấp. Multipath bị giảm thiểu bằng cách dùng tốc độ symbol thấp và dùng khoảng bảo vệ .Cân bằng kênh có thể được thực hiện dễ dàng bằng cách dùng các symbol pilot hoặc các tone pilot .Dạng cân bằng này là chính xác và dẫn đến lỗi tại chỗ cực tiểu , như vậy cho phép SNR trung bình cao .Ngoài ra , những người sử dụng trong OFDM được duy trì trực giao với nhau nhờ dùng ghép kênh theo thời gian hoặc ghép kênh theo tần số đồng bộ ,giảm thiểu can nhiễu giữa những người sử dụng.Cả hai ưu điểm này có nghĩa rằng SNR kênh hiiệu quả cao có thể được duy trì thậm chí trong môi trường nhiều người sử dụng multipath .Tiềm năng này cho SNR cao có nghĩa rằng các sơ đồ điều chế bậc cao có thể được sử dụng trong các hệ thống OFDM, cho phép cải thiện hiệu quả phổ của hệ thống.

4.7.7 .VI SAI QAM

• ẢNH HƯỞNG CỦA MÉO TỚI OFDM
• MÔ PHỎNG VÀ ỨNG DỤNG CỦA ĐIỀU CHẾ OFDM TRONG KỸ THUẬT VIỄN THÔNG

Tín hiệu OFDM có công suất đỉnh cao so với công suất trung bình của nó và đó là vấ đề phải để ý tới .Khi sóng mang RF được điều chế với tín hiệu OFDM thì điều này sẽ dẫn tới sự thay đổi tương tự của đường bao sóng mang .Từ đó dẫn tới yêu cầu là tín hiệu phải được khuyếch đại và truyền đi trong cách tuyến tính .Việc duy trì độ tuyến tính cao ở mức công suất cao là rất khó khăn , do vậy hầu hết méo trong truyền vô tuyến thường xảy ra trong bộ khuyếch đại công suất của máy phát .Ngoài ra còn có thể có méo bổ sung trong máy thu nếu có được thiết kế không hợp lý .Tuy nhiên nhìn chung việc duy trì mức méo trong máy thu ở mức thấp nhất thì dễ hơn là duy trì nó trong máy phát .Méo trong máy phát gây ra mọi vấn đề trong chuỗi truyền dẫn ,vì nó có thể dẫn đến mở rộng phổ ,gây can nhiễu cho các hệ thống bên cạnh tần số RF .Do lý do này chỉ cần xem xét ảnh hưởng của méo trong máy phát. OFDM chịu được các lỗi thời gian vì có bảo vệ giữa các khoảng Symbol .Đối vối kênh không có multipath , lỗi lệch thời gian có thể bằng độ dài khoảng bảo vệ mà không làm mất tính trực giao ,chỉ có sự quay pha trong các tải phụ .Sự quay pha được sửa như một cần bằng kênh do vậy không dẫn đến suy giảm chỉ tiêu kỹ thuật vì một phần của symbol mà biến đổi nhanh của Fourier FFT được áp dụng sẽ chứa một phần symbol bên cạnh dẫn đến can nhiễu giữa các symbol. Đó cú nhiều kỹ thuật được phỏt triễn để đo và theo dừi độ lệch tần số .Cỏc tài liệu cũng nói rằng độ chính xác tần số phải được duy trì trong giới hạn 2-4% để phòng ngừa tổn hao chỉ tiêu đáng kể .Trong môi trường di động nhiều người sử dụng vấn đề còn xấu hơn nữa vì sự truyền từ mỗi người sử dụng có thể có độ lệch tần số khác nhau .Nếu mọi người được đồng bộ tốt với trạm gốc thì vẫn có độ lệch tần số với nhau đáng kể đối với họ do độ lệch Doppler.

Công suất dữ liệu của DAB thay đổi từ 0.6-0.8Mb/s phụ thuộc vào giá trị sửa lỗi tiến FEC(Forward Error Correction ) được áp dụng .Payload dữ liệu này cho phép quảng bá nhiều kênh như một phần của khối truyền dẫn .Số kênh Audio là thay đổi phụ thuôc vào chất lượng Audio và giá trị FEC được sử dụng để bảo vệ tín hiệu .Đối với Audio chất lượng thoại (24kb/s) thì tới 64 kênh audio có thể được cung cấp ,trong khi đối với audio chất lượng CD(256kb/s) với bảo vệ cực đại ba kênh là có thể. Việc phát triễn các tiêu chuẩn DVB được khởi đầu vào năm 1993 .DVB là sơ đồ truyền ,dựa trên tiêu chuẩn MPEG-2 ,là một phương pháp phân phối từ một điểm tới nhiều điểm video và audio số chất lượng cao có nén .Nó là sự thay thế có tăng cường tiêu chuẩn quảng bá truyền hình tương tự vì DVB cung cấp phương thức truyền dẫn linh hoạt để phấn phối video , audio và các dịch vụ dữ liệu .Các tiờu chuẩn DVB xỏc định rừ cơ cấu phõn phối cho một phạm vi rộng cỏc ứng dụng ,bao gồm truyền hình vệ tinh(DVB-S), các hệ thống cáp (DVB-C) và truyền mặt đất (DVB-T).

16-QAM 16-QAM

• Phân chia kênh truyền cả thời gian lẫn tần số

Việc phát chương trình quảng bá truyền hình số (digital video broadcasting DVB ) chủ yếu sử dụng tiêu chuẩn nén MPEG – 2 hình, biên mã âm thanh và số liệu ; sử dụng phương thức mã số MPEG – 2 ; nó có phương thức sửa mã sai; căn cứ vào các chương trình multimedia, sẽ chọn lựa các phương thức điều chế tương ứng và biên mã của các đường thông tin. Thông tin âm tần và thị tần và các tín hiệu số trước tiên sẽ đi qua bộ nén biên mã số MPEG 2 (ENC) tiến hành việc nén biên mã , tín hiệu truyền hình số với tốc độ trên 200Mb/s được nén xuống còn 6Mb/s, dòng số liệu MPEG2 bị nén nhiều đường sẽ được đưa vào bộ trộn nhiều đường số tiến hành việc trộn ,ở ngừ ra sẽ nhận được dũng mó MPEG2 có tốc độ càng cao hơn. Như đã trình bày ở trên,OFDM là công nghệ cho phép ghép kênh tiết kiệm phổ hơn .Chúng ta biết rằng tín hiệu truyền trên kênh truyền mặt đất bị ảnh hưởng của rất nhiều hiệu ứng như : Nhiễu xung ,fading ,nhiễu kênh kề ,nhiễu kêng chung trễ lan truyền đa đường …nhưng vấn đề quan tâm nhất là ảnh hưởng của các tín hiệu trễ lên tín hiệu gốc dây giao thoa ký hiệu ISI.Trễ này tạo ra do sự lan truyền theo nhiều đường của tín hiệu trên mặt đất ,ảnh hưởng của trễ đến chất lượng tín hiệu thu càng mạnh khi trễ biến đổi nhanh.