s u vào N dòng d u song song c u ch
Giả ử đầ là ữ liệ đượ đưa vào điề ế ở băng tần
cơ sở ằng phương pháp điề b u ch QPSK, dòng tín hiế ệu được đưa qua bộ ến đổ bi i IFFT Để ự th c hiện điều ch IFFT thì s dòng tín hi u phế ố ệ ải là lũy thừa mũ cn ủa 2 (2n-IFFT), Tín hiệu s(t) được mô t ả như sau:
s(t) = Re { + 2 2 1 2 ( 2 +0.5 )} , ts≤ ≤ t t s+T PT(4.1) [8] s(t) = 0 , t < ts ho c t > tặ s + T
Ta gi s m i khung tín hi u OFDM bao gả ử ỗ ệ ồm N ký t . Ta có tín hi u ự ệ s(t)được bi u di n ể ễ như sau: s(t) = Re { 2 67 =0 =0 = , ,. Ψ m,l,k(t) } , PT(4.2) [8] Ψ m,l,k = 2 ( 68 ) , ớ ( + ) ( + + 1) 0 , ò ạ [8] Trong đó: k: ch s c a sóng mang con ỉ ố ủ l: ch s ký t ỉ ố ựOFDM m: ch s c a khung truy n ỉ ố ủ ề
K: S ố sóng mang con được truy n ề Ts: Chu k tín hi u ỳ ệ
Tu: nghịch đảo c a kho ng cách sóng mang ủ ả : Độ dài th i gian b o v ờ ả ệ
fc: T n s trung tâm sóng mang ầ ố Kmin: 0
Kmax: S kênh truyố ền được đưa vào bộ điề u ch ế băng tần cơ sở
Cm,l,k: thành ph n ph c c a tín hi u sóng mang k, c a ký t l, khung m ầ ứ ủ ệ ủ ự
Ta vi t lế ại s(t) như sau:
k‟ = k – (Kmax + Kmin)/2
Khoảng b o v ả ệ được chèn bằng cách thêm vào đầu chu i ký hi u thành ph n ỗ ệ ầ N /Tu (Thành ph n phía sau c a chính m u tín hi u có ích Tầ ở ủ ẫ ệ u đó, là độ dài thời gian c a kho ng b o v ). PT(4.3) ủ ả ả ệ tương ứng v i biớ ến đổi IDFT: Xn = 1 1
=0 Xq 2
4.2. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
4.2.1. Mô phỏng bộ phát OFDM
Trong chương trình mô ph ng, gi s ta l a ch n t n s fỏ ả ử ự ọ ầ ố c = 920 MHz (Band 8), b rề ộng băng thông kênh truy n là 10 MHz. Ta ch n Tề ọ u = 66,7 , kho ng cách giμs ả ữa các sóng mang (1/Tu = 15 kHz). Số lượng kh i truy n là 50 kh i, v i 12 sóng mang ố ề ố ớ trên m t kh i truy n. ộ ố ề
Hình 4.2. Tín hi u phát tệ ại điểm B
Ta có nh n xét ậ sau khi qua b biộ ến đổi IFFT, Nssymbol thông tin đã được gửi lên s ng sóng mang con trố lượ ực giao tương đương.Phổ tín hi u sau biệ ến đổi IFFT được mô ph ng t i hình 4.3. ỏ ạ
Hình 4.3. Ph tín hiổ ệu được phát t i B ạ
Hình 4.4. Xung g(t)
Tín hi u t i C thu chính là tín hi u phát t i B nhân v i xung g(t), hình 4.5 mô ệ ạ ệ ạ ớ ph ng tín hi u tỏ ệ ại điểm C. Ph ổ biên độ và công suất được mô ph ng trong hình 4.6. ỏ Mục đích của vi c nhân v i xung g(t) t i b l c truy n là biệ ớ ạ ộ ọ ề ến đổi tín hi u r i r c thành ệ ờ ạ
tín hi u liên t c trong mi n th i gian, b l c truyệ ụ ề ờ ộ ọ ền đóng vai trò như mộ ộ ến đổt b bi i D/A (Transmit Filter trên hình 4.1 n m giằ ữa 2 điểm B và C).
Tín hi u t i D là tín hi u tệ ạ ệ ại D được đưa qua bộ ọ l c thông th p. Sau khi qua ấ LPF, tín hiệu được mô phỏng như trong hình 4.7 và 4.8. Hình 4.8 cho ta th y các thành ấ ph n t n s l a chầ ầ ố ự ọn được phát đi tại D, các thành ph n t n s khác b i b . ầ ầ ố ịloạ ỏ
Hình 4.7. Tín hi u phát t i D ệ ạ
Hình 4.8. Ph tín hi u phát t i D ổ ệ ạ
Tín hi u tệ ại D được điều ch v i sóng mang fế ớ cvà phát đi. Phổ tín hi u phát t i E ệ ạ được bi u diể ễn như kết qu mô ph ng trong hình 4.9. ả ỏ
Hình 4.9. Ph tín hi u t i E ổ ệ ạ
4.2.2. Mô phỏng bộ thu OFDM
Hình 4.11. Ph tín hi u t i F ổ ệ ạ
V y ta nhậ ận ra được tín hi u t i F và ph tín hi u nhệ ạ ổ ệ ận đượ ạc t i F c a b ủ ộ thu hoàn toàn gi ng v i tín hi u và ph tín hiố ớ ệ ổ ệu được phát đi tại E.
Hình 4.13. Ph tín hi u t i G ổ ệ ạ
Hình 4.15. Ph tín hi u t i H ổ ệ ạ
Tín hi u và ph tín hi u tệ ổ ệ ại điểm H b ở ộ thu tương ứng v i tín hi u và ph ớ ệ ổtín hi u tệ ại điểm B.
Hình 4.17. Chòm sao điều ch ế băng tần cơ sở a_hat
4.2.3. Tín hiệu OFDM và phổ tín hiệu OFDM
Hình 4.19. Ph tín hi u OFDM ổ ệ
T ph tín hiừ ổ ệu OFDM thu được qua mô ph ng ta nh n th y ỏ ậ ấ ở hai sườn của đồ thị ph tín hiổ ệu độ dôc r t l n ch ng t hi u su t ph c a h ấ ớ ứ ỏ ệ ấ ổ ủ ệthống tăng lên, đồng th i ờ giảm được nhi u liên kễ ênh a các h th ng khác. củ ệ ố
4.3. KẾT LUẬN
T k t qu mô ph ng ừ ế ả ỏ ta rút ra được nh ng nh n xét sau: ữ ậ
- Tín hi u và ph tín hi u b phát OFDM tệ ổ ệ ở ộ ại các điểm A, B, D, E gi ng v i tín hiố ớ ệu vào tại cái điểm tương ứng b thu OFDM lở ộ ần lượt theo th t sau I, H, G, F. Hay nói ứ ự cách khác, b thu b ng vi c s d ng biở ộ ằ ệ ử ụ ến đổi FFT thì công vi c khôi ph c l i tín hiệ ụ ạ ệu được phát đi từ ộ b phát sau biến đổi IFFT là hoàn toàn kh ả thi và đơn giản.
- Ta có th s d ng phép biế ử ụ ến đổi nhanh IFFT cho b u ch OFDM và s d ng phép ộ điề ế ử ụ biến đổi FFT cho b ộ giải điều ch OFDM thay vì th c hi n phế ự ệ ép điều ch OFDM ế thông qua phép biến đổi IDFT và phép giải điều ch OFDM thông qua phép biế ến đổi DFT. Điều này làm cho k thuỹ ật điều ch và giế ải điều ch OFDM không ch ế ỉ đơn giản hơn, dễ th c hiự ện hơn mà còn mang lạ ợi l i ích kinh th ế đáng kể vào vi c nghiên c u, ệ ứ chế ạ t o b u ch /giộ điề ế ải điều ch ếOFDM.
- T c t mô ph ng ta nh n th y c u trúc b thu OFDM h t sừthự ế ỏ ậ ấ ấ ộ ế ức đơn giản.
- Ta rút ra được tín hiệu sau điều ch OFDM và ph tín hiế ổ ệu sau điều ch OFDM phù ế h p vợ ới cơ sở lý thuyết đã nghiên cứ ở Chương 3. Từu ph tín hi u OFDM hình 4.19 ổ ệ ở ta nh n th y rậ ấ ằng hai sườn ph tín hi u r t d c t ổ ệ ấ ố ừ đó rút ra nhận xét r ng hi u su t ph ằ ệ ấ ổ tín hi u c a h ệ ủ ệ thống được tăng lên và làm giảm nhi u liên kênh ICI v i các h th ng ễ ớ ệ ố khác. Vì OFDM s d ng k ử ụ ỹ thuật truy n song song nhi u ề ề băng tần con nên th i gian ờ truyền một ký t ự OFDM được kéo dài. Đặc bi t khi ta chèn thêm m t kho ng b o v ệ ộ ả ả ệ GI (thường lớn hơn thời gian tr tễ ối đa của kênh truy n) gi a các ký t OFDM thì ề ữ ự nhi u ISI b i b hoàn toàn. ễ ịloạ ỏ
- Áp d ng k ụ ỹ thuật đa truy nhập vào kênh truyền OFDM cho hướng xu ng trong m ng ố ạ LTE, hay nói cách khác chính là k ỹ thuật OFDMA. Theo đó, không gian sóng mang con được chia cho nhi u thuê bao s d ng trong m t thề ử ụ ộ ời điểm. T k t qu mô ph ng ừ ế ả ỏ ở trên ta có th ể đánh giá: Kỹ thuật đa truy nhập d a trên n n t ng ghép kênh phân chia ự ề ả theo t n s c giao là k ầ ốtrự ỹthuậ ối ưu khi áp dụng cho hướt t ng xu ng trong m ng LTE. ố ạ
OFDM OFDMA
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
u k thu p ghép kênh phân
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật “Nghiên cứ ỹ ật đa truy nhậ
chia theo t n s ầ ố trực giao cho hướng xu ng OFDMA trong mố ạng LTE”, tác giả đã rút ra nh ng k t lu n sau: ữ ế ậ
Mạng thông tin di động không ngừng phát triển nhằm phục vụ nhu cầu trao đổi thông tin của con người. Trong đó mạng LTE là hệ thống thông tin di động thế hệ mới với khả năng truyền dẫn tốc độ cao và chất lượng dịch vụ ưu việt.
Kỹ thuật OFDM dựa trên phương pháp điều chế đa sóng mang, trong đó các sóng mang phụ trực giao với nhau, nhờ vậy phổ tín hiệu ở các sóng mang phụ cho phép chồng lấn lên nhau mà phía thu vẫn có thể khôi phục lại tín hiệu ban đầu. Chính điều này khiến cho hệ thống OFDM có hiệu suất sử dụng phổ lớn hơn nhiều so với kỹ thuật điều chế thông thường.
Kỹ thuật đa truy nhập dựa trên ghép kênh phân chia theo tần số trực giao là một công nghệ đa sóng mang phát triển dựa trên nền tảng kĩ thuật OFDM. Trong OFDMA, một số các sóng mang con, không nhất thiết phải nằm kề nhau, được gộp lại thành một kênh con (sub channel) và các user khi truy cập vào tài - nguyên sẽ được cấp cho một hay nhiều kênh con để truyền nhận tùy theo nhu cầu lưu luợng cụ thể.
Kỹ thuật OFDMA là một giải pháp tối ưu cho kỹ thuật đa truy nhập hướng xuống trong mạng LTE.
T ừ luận văn “Nghiên cứu k ỹthuật đa truy nhập ghép kênh phân chia theo t n s ầ ố trực giao cho hướng xu ng OFDMA trong mố ạng LTE” tác giả đề xu t m t s ki n ngh ấ ộ ố ế ị và m r ng sau: ở ộ
Nghiên cứu kỹ thuật SOFDMA áp dụng cho hướng lên mạng LTE. Nghiên cứu vấn đề quy hoạch mạng LTE.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, PGS.TS. Ph m Ng c Nam ạ ọ đã định hướng và ch rõ khuyỉ ết điểm c a em giúp em k p th i s a ch a trong su t quá trình th c hiủ ị ờ ử ữ ố ự ện luận văn. Em cũng gử ờ ảm ơn chân thành nhấi l i c t đến các th y cô giáo trong Viầ ện Điệ ửn t - Viễn Thông, Đạ ọi h c Bách khoa Hà n i ộ đã giúp đỡ em trong su t quá trình ố h c tọ ập cũng như trong quá trình thực hi n luệ ận văn thạ ỹc s .
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Anh
[1] Harri Holma, Antti Toskala, (2009), LTE for UMTS - OFDMA and SC-FDMA Based Radio Access, 2ndedition, John Wiley & Sons Publisher, Unitied Kingdom.
[2] Martin Sauter, (2011), From GSM to LTE An Introduction to Mobile Networks and Mobile Broadband , 1st edition, John Wiley & Sons Publisher, United Kingdom.
[3] Harri Holma, Antti Toskala, (2009),LTE for UMTS OFDMA and SC- FDMA Based Radio Access, 1st edition, Jo hn Wiley & Sons Publisher, Unitied Kingdom.
[4] Farooq Khan, (2009), LTE For 4G Mobile Broadband_Air Interface Technologies And Performance, 1st edition , Cambridge University Press publisher, New York - United States of America.
[5] Dr. Mary Ann Ingram, Guillermo Acosta, OFDM Simulation Using Matlab, August, 2000.
[6] ROHDE & SCHWARZ, UMTS Long Term Evolution (LTE),
September 2012
[7] R.V. Nee and R.Rrasad, OFDM Wireless Multimedia Communications, Norwood, MA: Artech House, 2000.
[8] Dr Mary Ann Ingram, OFDM Simulation Using Matlab, Guillermo Acosta, August, 2000.
Tiếng Vi t ệ
[9] Viện Điệ ửn t - Viễn thông Đạ ọi h c Bách khoa Hà n ội, (2007),B sách ộ k ỹ thuật thông tin số, Nhà xu t b n Khoa h c và k ấ ả ọ ỹ thuật, Hà Nội – Việt Nam.
[10] Việ Điệ ửn n t - Viễn thông Đạ ọi h c Bách khoa Hà n ội, Giáo trình cơ s m ng thông tin, ở ạ Nhà xu t bấ ản Đại h c Bách khoa Hà n i, Hà N i-ọ ộ ộ Việt Nam.
[11] Đỗ Tr ng Tu n Viọ ấ – ện Điện t -Vi n thông i h c bách khoa Hà ử ễ – Đạ ọ n iộ , Bài giảng thông tin di động.
[12] Trần Trung Dũng, Nguyễn Thúy Anh, (2004) Lý thuy t truy n tinế ề , Nhà xu t b n khoa h c và k ấ ả ọ ỹthuật, Hà n ội. Các trang web [13] https://www.ieee.org/ [14] http://niviuk.free.fr/ [15] http://www.gsacom.com/ [16] http://www.mobileworldlive.com/ [17] http://www.wikipedia.org/ [18] http://vntelecom.org/ [19] http://www.thongtincongnghe.com/ [20] http://www.mathworks.com/ [21] http://www.telecoms.com/