L IăC MăT
6.1.3.4.Khiăđi u ch và gi iăđi u ch OFDM
H T NG WAVELET OFDM
6.1.3.4.Khiăđi u ch và gi iăđi u ch OFDM
1 Out Select Rows Subchannel Selector R S/P 1 Input Packing -1 -1 -1 -1 -C- Pilot Generator Add Pilots 1 In
CH NGă6. MƠ HÌNH WIMAX VÀ K T QU MƠ PH NG
GVHD:ăPGS.TS.ăPh măH ngăLiên Trang 72
Hình 6. 12. Khối điều chế OFDM
Trong kh iă đi u ch OFDMă cácă bită zeroă đ c thêm vào t iă đi m b tă đ u và
đi m k t thúc c a symbol OFDM.ăĐ t o ra d li uăcĩăkíchăth că256ăđi m. Trong
ch ngătrìnhămơăph ngănƠyăđi m b tăđ uăđ căthêmăvƠoă28ăbităzeroăvƠăđi m cu i
thêmăvƠoă27ăbităzero.ăCácăbităzeroănƠyăđ c s d ngăđ làm kho ng b o v đ tránh giao thoa gi aăcácăkênh.ăSauăđĩăd li u này s đ c s p x p l iăvƠăđ aăđ n kh i
IFFTăđ bi năđ i d li u từ mi n t n s sang mi n th iăgian.ăĐ tránh nhi u ISI và
ICIăthìătr c khi phát, d li uăđ c chèn thêm ti n t l p CP.
6.1.3.4.2. Kh i gi iăđi u ch
Hình 6. 13. Khối giải điều chế OFDM
Trong kh i gi iăđi u ch tín hi uăđ c th c hi năng c l i so v i kh iăđi u ch . Tín hi u nh năđ căđ aăquaăkh i chuy năđ i n i ti p sang song song, kh i lo i b chu i CP, kh i bi năđ i FFT, kh i t o frame và kh i lo i b bĕngăb o v và s p x p l i chu i d li u ra. Tín hi u ngõ ra c a kh i này s đ căđ aăđ n kh i bùăphaăvƠăđ
l i.
6.1.3.5. Kênh truy n
H th ng mơ ph ng cĩ s d ng kh i AWGN, fading ph ng và fading l a ch n t n s đ mơ ph ng nhi u trên kênh truy n g năđúngăv i h th ng th c t . Trong th c t cĩ r t nhi u lo i nhi u nhăh ngăđ n vi c thu phát tín hi u, nhi u s làm
1 Out FFT Tx Spectrum Select Columns Select Data U Y Reorder [0,...,Fs] P/S 2 Insert Preamble IFFT IFFT -K- -C- -C- prm80216d.pShort 1 Add Guard Bands U Y Add CP 1 In 1 Out Reshape S/P U Y Remove guards & reorder U Y Remove CP -K- FrameTo FFT FFT 1 Received signal
CH NGă6. MƠ HÌNH WIMAX VÀ K T QU MƠ PH NG
GVHD:ăPGS.TS.ăPh măH ngăLiên Trang 73
cho tín hi u thơng tin b méo d ngăcũngănh ălƠmăchoăphíaăbênăthuăkhĩăcĩăth thu l i
đ c tín hi u gi ngăhoƠnătoƠnănh ăbênăphát.ăTrongăch ngătrìnhămơăph ng này cĩ s d ng kh i t o nhi u v i t s SNR, tr i tr ,ăđ suy hao, Doppler cĩ th thayăđ i
đ nh năđ c s bit khác nhau v i các t s BER khác nhau.
6.1.3.6. Gi năđ hi n th ćcăđi m chịm sao
Hình 6. 14. Khối hiển thị chịm sao
Kh i này cĩ ch cănĕngăhi n th chịm sao c a tín hi uăđi u ch . Kh i gi năđ
hi n th hi n th cácăđi m trên chịm sao và cho bi tăđ cătínhăđi u ch . Kh i hi n th cĩ m t ngõ vào. Tín hi u ngõ vào ph i là tín hi u ph c và s đ c bi u di nătrênăs ă đ chịm sao các tín hi u và pha.
6.1.3.7. Kh i gi iăđi u ch AMC
Hình 6. 15. Sơ đồ khối giải điều chế AMC
Tín hi uăđ aăđ n kh i gi iăđi u ch đ l y l iăcácăthơngătinăbanăđ u. Kh i này cĩ các ch cănĕngăng c l i v i kh iăđi u ch . Trong kh i này tín hi u s đ c gi i
đi u ch theo các k thu t c aăbênăphát,ănh ălƠăgi i đi u ch BPSK ½, gi iăđi u ch QPSK ½, gi iăđi u ch QPSK ¾, gi iăđi u ch 16QAM ½, gi iăđi u ch 16QAM ¾, gi iăđi u ch 64 QAM 2/3 và gi iăđi u ch 64 QAM ¾. Tín hi u t i ngõ vào s
đ c k t h p v iăxungăc ăs đ đ aăđ n các k thu t gi iăđi u ch t ngă ng. Vi c ch n kh iănƠoăđ th c hi n gi iăđi u ch ph thu c vào thơng s Rate ID. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
[rateID] De_AMC
CH NGă6. MƠ HÌNH WIMAX VÀ K T QU MƠ PH NG
GVHD:ăPGS.TS.ăPh măH ngăLiên Trang 74
Hình 6. 16. Khối giải mã FEC sử dụng 64-QAM
Trong kh i gi iăđi u ch này cĩ s d ng k thu t gi i mã Viterbi, kh iănƠyăđ c s d ngăđ gi i mƣăng c l i v i kh i mã hĩa xo n bên phía phát. Kh i gi i mã RS
cũngăđ c s d ngăđ gi i mã tín hi u, nh m tách tín hi u ra kh iăcácăđaăth c sinh. Ngồi ra trong b gi iăđi u ch cĩ s d ng thêm kh iăđi u ch , kh iăđi u ch này cĩ m căđíchăđi u ch l i tín hi u r iăđ aăquaăcácăkh i t o t o SNR và tính t căđ bit.
6.1.3.8. Kh i Rate ID
Hình 6. 17. Khối chọn kỹ thuật điều chế
Kh i này cho bi t tín hi uăđi u ch và gi iăđi u ch s th c hi n theo k thu t nào. Các giá tr c a tham s RateăIDădoăquáătrìnhă căl ng tín hi u nh năđ c bên phía thu mà s l a ch n cho phù h p. N u t s SNR càng l n thì s s d ng k thu t
đi u ch cĩ t căđ bităcƠngăcaoăvƠăng c l i.ăĐi u này phù h p v iăđ c tính linh ho t c a h th ng WiMAX. Các k thu tăđi u ch đ c s d ng theo b ng sau:
Bảng 6. 3. Tham số Rate ID và kỹ thuật điều chế
Rate ID K thu tăđi u ch và gi iăđi u ch
0 BPSK 1/2 1 QPSK 1/2 2 QPSK 3/4 3 16 QAM 1/2 4 16 QAM 3/4 5 64 QAM 2/3 6 64 QAM 3/4 2 symerr 1 Out6 Viterbi Decoder Viterbi Decoder6 Punctured Reed-Solomon Decoder RS Decoder6 Deinterleaver Deinterleaver6 64-QAM Modulator 64-QAM Modulator6 64-QAM Demodulator 64-QAM Demodulator6 1 In6
CH NGă6. MƠ HÌNH WIMAX VÀ K T QU MƠ PH NG
GVHD:ăPGS.TS.ăPh măH ngăLiên Trang 75
6.2. K T QU MƠ PH NG
6.2.1. Mơ ph ng BER c a h th ng Fourier-OFDM và Wavelet-OFDM khi khơng s d ng b đi u ch mã hĩa thích nghi (AMC) khơng s d ng b đi u ch mã hĩa thích nghi (AMC)
Hình 6. 18. Mơ hình WiMAX tại RateID=4
CH NGă6. MƠ HÌNH WIMAX VÀ K T QU MƠ PH NG
GVHD:ăPGS.TS.ăPh măH ngăLiên Trang 76
6.2.2. Mơ ph ng BER c a h th ng Fourier-OFDM và Wavelet-OFDM v i kh i AMC kh i AMC
Hình 6.20. BER F-OFDM vs W-OFDM với kênh truyền AWGN
CH NGă6. MƠ HÌNH WIMAX VÀ K T QU MƠ PH NG
GVHD:ăPGS.TS.ăPh măH ngăLiên Trang 77
Hình 6.22.. BER F-OFDM vs W-OFDM với kênh truyền cĩ Doppler = 50Hz
NH N XÉT
BER c a h th ng OFDM v i b đi u ch s d ng Wavelet cĩ d ng t tăh năkhiă
so v i b đi u ch s d ng Fourier v i cùng kênh truy n d n d li u. D ng sĩng BER cĩ d ngănh ătrênălƠădoătaăs d ng kh i AMC, nghƿaălƠăkh iăđi u ch mã hĩa thích nghi. Mơ hình d aăvƠoăđi u ki n kênh truy n s căl ngăđ c SNR t i th i
đi măđĩ,ănênăc ăs đĩăs đ aăraă1ătiênăđốnăv đi u ki n kênh truy n t i l n phát ti p theo. Ví d n u t i kênh truy n x uăRateIDă =ă0,ănh ngăn uă căl ngăđ c SNR kênh truy n t iăh năthì RateIDă=ă6,ădoăđĩăd năđ năkƿăthu tăđi u ch mã hĩa s
thayăđ i, t căđ bit và kh nĕngăs a l iăcũngăthayăđ i. T t c nh ngăđi u này làm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
BERăcũngăthayăđ i tùy thu căvƠoămơiătr ng truy n.
6.2.3. H th ng F-OFDM s d ng thu t tốn c a s tr t
CH NGă6. MƠ HÌNH WIMAX VÀ K T QU MƠ PH NG
GVHD:ăPGS.TS.ăPh măH ngăLiên Trang 78
T i kh i phát tín hi u OFDM, ta s d ng thêm kh i FFT và kh i SW. Kh i FFT
đ c s d ng nh mătĕngătínhătr c giao c a tín hi uăphát,ătrongăkhiăđĩăkh i SW s d ng thu t tốn c a s tr t nh m gi m hi u ng Doppler cho tín hi u thu khi truy năquaămơiătr ngăđaăđ ng cĩ xu t hi n d ch t n s Doppler.
Hình 6. 24. Định dạng tín hiệu OFDM tại bên phát của F-OFDM
NH N XÉT
Hình 6.24 cho bi t d ng sĩng tín hi u c a kh i FFT, kh i SW và symbol OFDM
đ c truy n t i ngõ ra c a kh i IFFT. Từ d ng sĩng c a tín hi u, ta cĩ th th y d ng sĩng từ kh iăFFTăvƠăSWăthìădaoăđ ngăh năd ng sĩng từ kh iăIFFTăđ c truy năđi.ă
Tín hi uăphátăítădaoăđ ngăh nălƠădoăs d ng kh i SW, kh iăSWălƠmăchoăbiênăđ dao
đ ng từ kh iăIFFTăđ c gi m xu ng. Ngõ ra từ kh i IFFT ph ng h n khi so v i mơ hình OFDM truy n th ng,ă đi u này làm cho nhă h ng c aă Doppleră đ c gi m xu ng. B i vì t n s Doppler s gây ra vi c d li u b d ch sang trái ho c sang ph i, v iăbiênăđ c a các bít lân c n x p x b ng nhau, vi c nh n d ng và cân b ng t i b thu s đ năgi năh năr t nhi u.
0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 A m p lit u d e Time (secs) OFDM-FFT:1 OFDM-FFT:2 0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 -0.5 0 0.5 A m p lit u d e Time (secs) OFDM-SW:1 OFDM-SW:2 0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 0.0583 0 0.2 0.4 A m p lit u d e Time (secs) OFDM-IFFT:1 OFDM-IFFT:2
CH NGă6. MƠ HÌNH WIMAX VÀ K T QU MƠ PH NG
GVHD:ăPGS.TS.ăPh măH ngăLiên Trang 79
Hình 6.25. BER Kênh truyền fading lựa chọn tần số với Doppler = 20Hz
Hình 6.26. BER Kênh truyền fading lựa chọn tần số với Doppler = 50Hz
NH N XÉT
Hình 6.26 cho bi t BER h th ng Fourier-OFDM cĩ s d ng thu t tốn c a s tr t
và khơng s d ng c a s tr t. Ta th y BER c a h th ng s d ng c a s tr t t t
h năh th ng OFDM truy n th ng.ăĐi u này phù h p v i k t qu nh năxétăđ c từ
CH NGă6. MƠ HÌNH WIMAX VÀ K T QU MƠ PH NG
GVHD:ăPGS.TS.ăPh măH ngăLiên Trang 80
6.2.4. H th ng W-OFDM s d ng thu t tốn c a s tr t
Hình 6. 27. Mơ hình W-OFDM với khối FFT và khối SW
Hình 6. 20. Định dạng tín hiệu OFDM tại bên phát của W-OFDM
NH N XÉT
Hình 6.25 cho bi t d ng sĩng tín hi u c a kh i FFT, kh i SW và symbol OFDM
đ c truy n t i ngõ ra c a kh i DWT.Ta th y d ng sĩng t i kh iăDWTăđ i x ng v
1 Out FFT Tx Spectrum Time Time Scope Sliding Window Select Columns Select Data U Y Reorder [0,...,Fs] P/S Re(u) OFDW-DWT Re(u) OFDM-SW Re(u) OFDM-FFT W-OFDM Modulator 2 Insert Preamble FFT -C- -C- prm80216d.pShort 1 Add Guard Bands 1 In 0.0667 0.0667 0.0667 0.0667 0.0667 0.0667 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 A m p lit u d e Time (secs) OFDM-FFT:1 OFDM-FFT:2 0.0667 0.0667 0.0667 0.0667 0.0667 0.0667 -0.5 0 0.5 A m p lit u d e Time (secs) OFDM-SW:1 OFDM-SW:2 0.0667 0.0667 0.0667 0.0667 0.0667 0.0667 -1 -0.5 0 0.5 1 A m p lit u d e Time (secs) OFDW-DWT:1 OFDW-DWT:2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
CH NGă6. MƠ HÌNH WIMAX VÀ K T QU MƠ PH NG
GVHD:ăPGS.TS.ăPh măH ngăLiên Trang 81
hai phía c a tr c 0. Và m căbiênăđ c a các bit lân c năcũngăx p x b ngănhau.ăĐi u
nƠyăcũngălƠmăgi măđángăk d ch Doppler khi tín hi u b d ch sang trái ho c ph i.
Hình 6.28. BER Kênh truyền fading lựa chọn tần số với Doppler = 20Hz
Hình 6.29. BER Kênh truyền fading lựa chọn tần số với Doppler = 50 Hz
CH NGă7.ăK T LU N VÀ H NG PHÁT TRI N
GVHD:ăPGS.TS.ăPh măH ngăLiên Trang 82
Ch ngă7
K T LU NăVÀăH NG PHÁT TRI N
7.1. K T LU N
7.1.1. Nh ng m cătiêuăđ tăđ c
- Lu năvĕnăđƣăxơyăd ngăđ cămơăhìnhăh ăth ngăF-OFDMăvaăW-OFDM, c th là mơ hình WiMAX IEEE 802.16.
- Ch ngă t ă uăđiểmăcủaăhê ̣ăthơngăW -OFDM soă v iă F-OFDM d aă trênă gi nă đ ă
BER.
- Ễpăd ngăthƠnhăcơngăthu tătốnăc aăs ătr tăchoăc ăh ăth ngăF-OFDMăvaăW- OFDM,ănh măgi măhi uă ngăDoppler.ăĐ căch ngăminhăthơngăquaăđ nhăd ngă c aătínăhi uăvƠăBERăc aătoƠnăh ăth ng.
7.2.2. H n ch c aăđ tài
- Ch aămơăph ng đ c t t c các ch tiêu k thu t trong h th ng OFDM - K t qu đ tăđ căch aăth c s thuy t ph căkhiăđánhăgiáăb ng ch tiêu BER. - Ch s d ng MISO trong mơ hình Wimax, là d ngăđ năgi n nh t trong MIMO
7.2. H NG PHÁT TRI N C AăĐ TÀI
- VìăWaveletăPacket (WPT) cĩănhi uă uăđi măh năWaveletăr iăr c (DWT) nên ta
cĩăth ă ngăd ngăthu tătốnăWPTănh mănơngăcaoăcácăch ătiêuăk ăthu tăquanătr ngă trongăh ăth ngăOFDM.
GVHD:ăPGS.TS.ăPh măH ngăLiên Trang 83
TÀI LI U THAM KH O
[1] K. M. Wong, W. Jiangfeng, N. D. Timothy, Q. Jin, and P.-C. Ching,
“Performance of Waốelet Packet-Division Multiplexing in Impulsive and Gaussian
Noise,” IEEE Trans. Commun., vol. 48, no. 7, pp. 1083ậ1086, 2000.
[2] S. M. Salih, “Noốel Sliding WindoỒ Technique of OFDM Modem for the Physical Layer of IEEE 802.11a Standard,” J. Teleco mmunications , vol. 3, no. 1, pp. 67ậ71, 2010.
[3] S. M. Salih, “Modified OFDM Model Based on Sub-Sliding Window Technique” Computer and Information Science, Vol. 4, No. 1; January 2011
[4]ă Mrs.Veenanm.Bă Andă Dr.ă M.N.Shanmukhaă Swamy,ă ắPerformance analysis of
DWT based OFDM over FFT based OFDM and implementing on FPGA”,ă (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
International Journal of VLSI design & Communication Systems (VLSICS) Vol.2, No.3, September 2011
[5] Farzad Manavi and R. Yousef Shayan, “Implementation of OFDM modem
for the Physical Layer of IEEE 802.11a Standard Based on Xilinx Virtex-I1
FPGA” Q2W JIBE, pp. 1768-1772 (2004)
[6]ăK.ăăAbdullahăăandăăZ.ăăM.ăăHussain,ăăắStudies on DWT-OFDM and FFT-
OFDM Systems” IEEE International Conference on Communication, Computer and Power, February 15-18, 2009
[7] W. Saad, N. El-Fishawy, S. EL-Rabaie,ăăandăăM.ăăShokair,ăắAn Efficient
Technique for OFDM System Using Discrete Wavelet Transform”,ă Springer-
Verlag Berlin Heidelberg, pp. 533ậ541, 2010
[8] F.ă Wang,ă A.ă Ghosh,ă ắMobile WiMAX Systems: Performance and Eốolution”, IEEE Communications Magazine, vol. 46, no.10, October 2008, pp.41-49.
[9] U. Khan, S. Baig and M. J. Mughal, "Performance Comparison of Wavelet
Packet Modulation and OFDM for Multipath Wireless Channel", International
Conference Computer, Control and Communication, Karachi, 2009, pp. 174.
[10]ăM.ăOltean,ăắWavelet OFDM performance in flat fading channels”,ăScientifică
Bulletin of University Politehnica Timisoara, ETC Series, Vol. 52(66), 2007, pp. 167-172.