9. BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN
1.5. SỬ DỤNG PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ KHÁC TƢƠNG ĐƢƠNG KỸ THUẬT OFDM
1.5.2. Mơ hình so sánh OFDMA và SC-FDMA
23 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 19 18 17 16 15 14 13 12 11
Hình 1.10. Sơ đồ so sánh hệ thống sử dụng kỹ thuật OFDMA và SC-FDMA [5] Giải thích chức năng các khối trong mơ hình hệ thống:
(1): Khối biến đổi từ nối tiếp sang song song (2): Khối điều chế M-QAM
(3): Khối biến đổi Fourier rời rạc (4): Khối sắp xếp các sóng mang con (5): Khối biến đổi Fourier rời rạc ngƣợc (6): Khối biến đổi từ song song sang nối tiếp (7): Khối chèn pilot và các ký tự đặc biệt (8): Khối biến đổi DAC
(9): Transducer phát
(10): Môi trƣờng thủy âm
(11): Hydrophone thu (12): Khối biến đổi ADC
(13): Khối loại bỏ pilot và các ký tự đặc biệt (14): Khối biến đổi từ nối tiếp sang song song (15): Khối biến đổi Fourier rời rạc
24 (17): Khối biến đổi Fourier rời rạc ngƣợc (18): Khối giải điều chế M-QAM
(19): Khối biến đổi từ song song sang nối tiếp
Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhƣ sau: dòng bit dữ liệu vào sẽ đƣợc đƣa qua bộ biến đổi nối tiếp thành M dịng bit song song. Tiếp đó các dịng bit đƣợc đƣa vào khối điều chế M-QAM, đầu ra khối điều chế MQAM là tín hiệu:
S=[S0 S1 …. SM-1] (1.4)
Đối với trƣờng hợp điều chế SC-FDMA thì tín hiệu S sẽ đƣợc đƣa đến khối biến đổi FFT, đầu ra khối FFT là tín hiệu:
X=[X0 X1 …. XM-1] gồm M phần tử (1.5)
Trong trƣờng hợp điều chế OFDM sẽ khơng có khối biến đổi FFT nên trƣờng hợp này tín hiệu X = S.
Để có thể truyền đƣợc tín hiệu chỉ gồm các giá trị thực sau khi biến đổi IFFT, kỹ thuật ánh xạ sắp xếp tín hiệu lên sóng mang đặc biệt đƣợc sử dụng.
Ở đầu vào khối ánh xạ gồm M phần tử X. Khối ánh xạ sẽ sắp xếp các tín hiệu này lên các sóng mang OFDM tại dải tần số mong muốn đƣợc tính tốn dựa trên tần số lấy mẫu. Khi đó đầu ra khối ánh xạ là NFFT tín hiệu:
Y=[Y0 Y1 …..YNFFT-1] (1.6)
Giá trị cụ thể của Y đƣợc lấy từ X và các số 0 đại diện cho các sóng mang zeros nhƣ sau:
Y=[0 ….0 X0 X1 …. XM-1 0 0 . . .. XM-1* …. X1* X0* 0 . …0] (1.7)
Tín hiệu Y sau khối ánh xạ đƣợc đƣa qua khối biến đổi IFFT sẽ cho NFFT kết quả đầu ra gồm toàn số thực.
Tiếp đó tín hiệu đƣợc chuyển đổi từ song song sang nối tiếp và đƣa tới khối chèn khoảng bảo vệ để chống nhiễu ISI (Intersymbol Interference) rồi qua biến đổi số tƣơng tự (DAC) tới transducer để phát đi dƣới dạng tín hiệu sóng âm.
Ở sơ đồ thu, tín hiệu nhận đƣợc thông qua Hydrophone sẽ đƣợc giải mã OFDMA hay SC-FDMA tùy thuộc vào tín hiệu phát.
25
Trong trƣờng hợp thực hiện mơ phỏng để tính tỷ lệ lỗi tín hiệu (SER), kênh truyền dƣới nƣớc sẽ đƣợc tạo ra là kênh Rayleigh. Sau đó nhiễu trắng và nhiễu màu sẽ đƣợc cộng vào tín hiệu.
Để đảm bảo công suất của hai hệ thống là bằng nhau thì ở khối FFT trong SC- FDMA sẽ đƣợc chia cho 1/ NFFT khi phát đi và ở bên thu thì sẽ nhân với NFFT .
Để thực hiện ƣớc lƣợng kênh truyền, mẫu Pilot sau đƣợc sử dụng:
Tần số Thời gian Data Pilot Hình 1.11. Mơ hình chèn pilot
Để tính tốn giá trị kênh truyền, kỹ thuật ƣớc lƣợng kênh là LS (Least Square) và phƣơng pháp nội suy bằng bộ lọc cosin nâng với hàm đặc tuyến (sinx/x) đƣợc sử dụng.