VÀ CDMA ĐA SểNG MANG
6.1. GIỚI THIỆU CHUNG 6.1.1. Cỏc chủđềđược trỡnh bầy 6.1.1. Cỏc chủđềđược trỡnh bầy
• Nguyờn lý chung của OFDM
• Sơđồ và tớn hiệu của một hệ thống truyền dẫn OFDM
• Cỏc thụng số kờnh ảnh hưởng lờn hiệu năng của hệ thống truyền dẫn OFDM
• Mụ hỡnh của một hệ thống OFDMA
• Nguyờn lý MC-CDMA
6.1.2. Hướng dẫn
• Học kỹ cỏc tư liệu được trỡnh bầy trong chương này
• Tham khảo thờm [2]
• Trả lời cỏc cõu hỏi và bài tập cuối chương
6.1.3. Mục đớch chương
• Hiểu được nguyờn lý OFDM
• Hiểu được nguyờn lý làm việc mỏy phỏt và mỏy thu OFDM
• Tớnh toỏn thụng số OFDM theo thụng số kờnh
• Hiểu được nguyờn lý làm việc của mỏy phỏt và mỏy thu MC-CDMA
6.2. MỞĐẦU
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing: ghộp kờnh theo tần số trực giao) là một phương phỏp điều chế cho phộp giảm mộo tuyến tớnh do kờnh truyền dẫn vụ tuyến phõn tỏn gõy ra. Nguyờn lý của OFDM là phõn chia tổng băng thụng cần truyền vào một số súng mang con
để cú thể truyền đồng thời cỏc súng mang này. Bằng cỏch này luồng số tốc độ cao cú thểđược chia thành nhiều luồng tốc độ thấp hơn. Vỡ thế cú thể giảm ảnh hưởng của trễđa đường và chuyển đổi kờnh phađinh chọn lọc thành kờnh pha đinh phẳng. Như vậy OFDM là một giải phỏp cho tớnh chọn lọc của cỏc kờnh phađinh. Việc chia tổng băng thụng thành nhiều băng con với cỏc súng mang con dẫn đến giảm độ rộng băng con trong miền tần số và vỡ thế tăng độ dài ký hiệu. Số súng mang con càng lớn thỡ độ dài ký hiệu càng lớn. Điều này cú nghĩa là độ dài ký hiệu lớn hơn so với thời gian trải rộng trễ của kờnh phađinh phõn tỏn theo thời gian, hay độ rộng băng tần tớn hiệu nhỏ hơn độ rộng băng tần nhất quỏn của kờnh.
111
Đa truy nhập phõn chia theo tần số trực giao (OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) được xõy dựng trờn cơ sở nguyờn lý ghộp kờnh phõn chia theo tần số trực giao (OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplex). Trong OFDMA mỗi người sử dụng được cấp phỏt một số súng mang con (kờnh tần số) trong tổng số súng mang con khả dụng của hệ
thống. Về mặt này ta thấy OFDMA giống như FDMA, tuy nhiờn nhờ sử dụng cỏc súng mang con trực giao với nhau nờn mật độ phổ cụng suất của cỏc kờnh súng mang con này cú thể chồng lấn lờn nhau mà khụng gõy nhiễu cho nhau. Chớnh vỡ lý do này ta khụng cần cú cỏc đoạn băng bảo vệ
giữa cỏc kờnh (hay núi chớnh xỏc hơn chỉ cần cỏc đoạn băng bảo vệ khỏ hẹp) và nhờđú tăng được dung lượng hệ thống OFDMA so với FDMA (hỡnh 6.1).
K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10
a)
b) Tiết kiệm độ rộng băng tần
Tần số
Tần số
Hỡnh 6.1. So sỏnh OFDMA và FDMA: (a) Kỹ thuật FDMA thụng thường, (b) Kỹ thuật OFDMA.
OFDMA thường được kết hợp với TDMA. Hỡnh 10.2 cho thõy lứơi tần số-thời gian của một hệ thống OFDMA bao gồm cỏc người sử dụng được ký hiệu từ a đến g. Thớ dụ trờn hỡnh vẽ
này cho thấy mỗi người sử dụng khụng chỉđược cấp phỏt một số súng mang con trực giao (số (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
súng mang con cho mỗi người sử dụng cú thể khỏc nhau) mà cũn được cấp phỏt một trong bốn khe thời gian của từng chu kỳ cấp phỏt.
Mới đõy người ta đưa ra một hệ thống CDMA mới xõy dựng trờn cơ sở kết hợp CDMA và OFDMA được gọi là CDMA đa súng mang (MC-CDMA). Hệ thống này gõy được sự chỳ ý vỡ nú cho phộp xử lý phỏt thu dễ ràng bằng cỏch sử dụng biến đổi Fourier nhanh (FFT) mà khụng tăng
độ phức tạp cuả thiết bị, ngũai ra cũn cho phộp chống phađinh chọn lọc và sử dụng hiệu quả tần số.
Chương này trước hết xột nguyờn lý chung của một hệ thống điều chế OFDM. Tiếp theo xột cỏc thụng số hiệu năng của nú. Sau đú xột hệ thống OFDMA nhẩy tần được đề xuất cho UMTS. Cuối cựng xột mụ hỡnh hệ thống CDMA đa súng mang.
Để hiểu rừ được nguyờn lý OFDMA trứơc hết ta xột nguyờn lý của ghộp kờnh phõn chia theo tần số trực giao (OFDM) trờn hỡnh 6.2.
a d a d a d a d a d a d a c d a c d a c d a c d a c d a c d T ầ n s ố b e g b e g b e g
112b e g b e g b e g b e g b e g b e g b f g b f g b f g b f g b f g b f g
Thời gian
Hỡnh 6.2. Thớ dụ lưới thời gian-tần số cho OFDMA cú bẩy người sử dụng từ a đến g. 6.3. NGUYấN Lí OFDM
Ở dạng tổng quỏt ta cú thể trỡnh bày tớn hiệu OFDM băng tần gốc trong dạng một tập N súng mang con được điều chế và được truyền song song như sau: