9. Ố CỤC CỦ AB LUẬN ÁN
1.5. SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ KHÁC TƯƠNG ĐƯƠNG KỸ THUẬT OFDM
1.5.2. Mơ hình so sánh OFDMA và SC-FDMA
2 4 5 6 7 8 13 9 10 19 14 11 18 17 16 15 13 12
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 ngược (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 trường 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
(17): Khối biến đổi Fourier rời rạc ngược (18): Khối giải điều chế M-QAM
(19): Khối biến đổi từ song song sang nối tiếp
Nguyên lý hoạt động của hệ thống như sau: dòng bit dữ liệu vào sẽ được đưa qua bộ
biến đổi nối tiếp thành M dòng bit song song. Tiếp đó các dịng bit được đưa vào khối điều chế M-QAM, đầu ra khối điều chế MQAM là tín hiệu:
S=[S0 S1 …. SM-1] (1.4)
Đối với trường hợp điều chế SC-FDMA thì tín hiệu S sẽ được đưa đến khối biến đổi FFT, đầu ra khối FFT là tín hiệu:
X=[X0 X1 …. XM-1] gồm M phần tử (1.5)
Trong trường hợp điều chế OFDM sẽ khơng có khối biến đổi FFT nên trường hợp này tín hiệu X = S.
Để có thể truyền được 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 được 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 được 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 được lấy từ X và các số 0 đại diện cho các sóng mang zeros như 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 được đưa qua khối biến đổi IFFT sẽ cho NFFT kết quả
đầu ra gồm tồn số thực.
Tiếp đó tín hiệu được chuyển đổi từ song song sang nối tiếp và đưa tới khối chèn khoảng bảo vệ để chống nhiễu ISI (Intersymbol Interference) rồi qua biến đổi số tương tự (DAC) tới transducer để phát đi dưới dạng tín hiệu sóng âm.
Ở sơ đồ thu, tín hiệu nhận được thơng qua Hydrophone sẽ được giải mã OFDMA hay SC-FDMA tùy thuộc vào tín hiệu phát.
NFFT NFFT
Trong trường hợp thực hiện mơ phỏng để tính tỷ lệ lỗi tín hiệu (SER), kênh truyền dưới nước sẽ được tạo ra là kênh Rayleigh. Sau đó nhiễu trắng và nhiễu màu sẽ được cộng vào tín hiệu.
Để đảm bảo cơng suất của hai hệ thống là bằng nhau thì ở khối FFT trong SC-
FDMA sẽ được chia cho 1/ khi phát đi và ở bên thu thì sẽ nhân với .
Để thực hiện ước lượng kênh truyền, mẫu Pilot sau được sử dụng:
Tần số
Data
Pilot
Thời gian
Hình 1.11. Mơ hình chèn pilot
Để tính tốn giá trị kênh truyền, kỹ thuật ước lượng kênh là LS (Least Square) và phương pháp nội suy bằng bộ lọc cosin nâng với hàm đặc tuyến (sinx/x) được sử dụng.