Một trong những lý do chính để sử dụng OFDM là khả năng giải quyết vấn đề delay spread với một độ phức tạp hợp lý. Trong hệ thống đơn sóng mang (single carrier), độ phức tạp của hệ thống được quyết định bởi bộ cân bằng (equalizer), hệ thống phải lắp đặt các bộ cân bằng khi delay spread lớn hơn 10% chu kỳ symbol. OFDM khơng địi hỏi phải có bộ cân bằng. Thay vào đó, độ phức tạp của một hệ thống OFDM bị chi phối bởi bộ biến đổi FFT dùng để giải điều chế các subcarrier. Các ví dụ sau đây sẽ chứng tỏ độ phức tạp của modem OFDM ít hơn đáng kể so với modem dùng trong hệ thống đơn sóng mang trong trường hợp cả hai cùng giải quyết một lượng delay spread như nhau. Chú ý rằng, một số bài báo đề cập đến việc sử dụng 1 bộ single-tap equalizer để sửa pha trong trường hợp sử dụng bộ thu OFDM kết hợp. Chúng ta sẽ không sử dụng thuật ngữ này bởi vì thuật ngữ “equalization” có ý muốn nói đến một nỗ lực được thực hiện để nghịch đảo (invert) kênh truyền (tìm ra một bộ lọc nghịch đảo, invert filter, để bù cho hiện tượng ISI, mục đích làm cho các tín hiệu đa đường, multipath signal, bị dịch đi và đến đúng thời điểm, thay vì bị trải ra). Trong khi đó, bộ thu OFDM thực hiện ngược lại, các subcarrier bị suy yếu không được khuếch đại thêm để cân bằng kênh truyền nhưng thay vào đó các subcarrier đó sẽ mang ít thơng tin hơn. Theo cách này, OFDM sẽ
Chương 2: KỸ THUẬT OFDM.
tránh được vấn đề thường mắc phải trong kỹ thuật cân bằng tuyến tính là nhiễu tăng lên.
Rõ ràng OFDM hấp dẫn hơn so với hệ thống đơn sóng mang với bộ cân bằng cho các tích số dải thơng-delay spread lớn. Nên chú ý rằng, sự khác biệt về mức độ phức tạp giữa FFT và bộ cân bằng sẽ giảm nếu việc cân bằng được thực hiện trong miền tần số. Trong trường hợp này, việc cân bằng sẽ phức tạp hơn gấp 2 lần vì cả hai FFT và IFFT phải thực hiện việc cân bằng trong miền tần số cho một khối tín hiệu. Một lợi ích khác về mức độ phức tạp của OFDM là FFT khơng thật sự địi hỏi các phép nhân đầy đủ (full multication), nhưng thay vào đó là các phép xoay pha. Điều này có thể thực hiện một cách hiệu quả bởi thuật tốn CORDIC. Bởi vì sự xoay pha khơng làm thay đổi biên độ, tức chúng khơng làm thay đổi dải động của tín hiệu, do đó làm đơn giản hóa việc thiết kế điểm làm việc.
Ngoài vấn đề về mức độ phức tạp, OFDM cịn có một lợi ích khác so với hệ thống đơn sóng mang với bộ cân bằng. Đối với hệ thống đơn sóng mang, chất lượng hệ thống sẽ giảm một cách nhanh chóng nếu delay spread vượt quá khả năng cho phép của bộ cân bằng. Bởi vì việc truyền dẫn bị lỗi, xác suất lỗi bit thô (chưa xử lý) tăng nhanh đến nổi việc áp dụng các phương pháp mã hóa tỉ lệ thấp hơn hoặc kích thước chịm sao thấp hơn khơng cải thiện đáng kể chất lượng hệ thống. Tuy nhiên, đối với OFDM, khơng có hiệu ứng phi tuyến xảy ra khi việc truyền dẫn bị lỗi. Do đó, các phương pháp mã hóa và các chịm sao có kích thước thấp hơn có thể được sử dụng để cải thiện chất lượng hệ thống. Đây là một vấn đề quan trọng bởi vì nó giúp tăng diện tích hoạt động của hệ thống (coverage-area) và tránh được các tình huống các user trong các vị trí xấu (bad spot) khơng thể kết nối.
2.7. Kết luận chương.
Kỹ thuật OFDM hạn chế nhiễu, tiết kiệm băng thông trong truyền thông di động. Mặc dù có vài khuyếch điểm nhưng đã được khắc phục như đã trình bày ở trên. Nên cơng nghệ này được áp dụng rộng rãi trong các hệ thống như Wimax,
Chương 2: KỸ THUẬT OFDM.
Vowifi, trong các tiêu chuẩn IEEE. Kỹ thuật này sẽ là cơ sở cho các thế hệ di động thứ 3, thứ tư và các thế hệ khác nữa trong tương lai.
Chương 3: KỸ THUẬT MIMO.
Chương 3
KỸ THUẬT MIMO. 3.1. Giới thiệu.
Kỹ thuật MIMO là kỹ thuật sử dụng nhiều anten phát và nhiều anten thu.
Hij là hệ số đặc tính kênh truyền, truyền từ anten j đến anten i.
Hình 3.1: Mơ hình một hệ thống MIMO tiêu biểu.
Các kỹ thuật MIMO thường gặp: phân tập theo không gian, phân tập theo thời gian, phân tập theo tần số, mã hóa khối khơng gian_thời gian, mã hố lưới khơng gian_thời gian, ghép kênh không gian.
3.1.1. Ưu điểm của kỹ thuật MIMO.
Tăng độ lợi mảng, làm tăng tỉ số tín hiệu trên nhiễu, từ đó làm tăng khoảng cách truyền dẫn mà không cần tăng công suất phát.
Tăng độ lợi phân tập: làm giảm hiện tượng fading thông qua việc sử dụng hệ thống anten phân tập, nâng cao chất lượng hệ thống.
Tăng hiệu quả phổ: bằng cách sử dụng ghép kênh không gian.
Tăng dung lượng kênh mà không cần tăng công suất phát và băng thông. Bộ chuyển
đổi MIMO Bộ giải chuyển đổi MIMO * * * dữ liệu vào dữ liệu ra
Anten phát Anten thu
Chương 3: KỸ THUẬT MIMO.
3.1.2. Khuyết điểm của hệ thống MIMO.
Tăng độ phức tạp trong xử lí tín hiệu phát và thu. Kích thước của thiết bị di động tăng lên.
Nhiễu đồng kênh: do sử dụng nhiều anten truyền dữ liệu với cùng một băng tần.
Nhiễu liên kênh: do nhiều người dùng sử dụng cùng hệ thống MIMO.