Nhược điểm hệ thống OFDM

MC-CDMA (MULTI CARRIER CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS)

4.1.3 Nhược điểm hệ thống OFDM

Nhạy với offset tần số (đây là vấn đề trầm trọng nhất của OFDM),offset thời gian (time offset) do sai số đồng bộ.

+ Chỉ cần một sai lệch nhỏ cũng có thể làm mất tính trực giao của các sóng mang con.Do vậy OFDM rất nhạy với hiệu ứng dịch tần Doppler.

+ Các sóng mang phụ chỉ thực sự trực giao khi máy phát và máy thu sử dụng cùng 1 tập tần số.Do đó máy thu phải ước lượng và hiệu chỉnh offset tần số của tín hiệu thu được.

Sử dụng chuỗi bảo vệ tránh được nhiễu phân tập đa đường nhưng làm giảm đi một phần hiệu suất sử dụng đường truyền, do bản thân chuỗi bảo vệ không mang thông tin có ích.

Đường bao biên độ của tín hiệu phát không bằng phẳng. Điều này gây ra méo phi tuyến ở các bộ khuyếch đại công suất ở máy phát và máy thu. Nói cách khác là vấn đề công suất đỉnh (Peak power problem). Khi ta cộng tất cả các tín hiệu điều chế từ các sóng mang con, trong trường hợp tất cả các tín hiệu này đồng pha nhau sẽ tạo ra công suất đỉnh rất lớn. Khi đi qua bộ khuếch đại phi tuyến sẽ gây ra 2 vấn đề rất nghiêm trọng cho đường truyền số là : tăng BER và tăng phát xạ ngoài băng (out- of-band radiation).

Ph n C : ph l c và tài li u tham kh o

Hình 4.1 Vân đề công suất đỉnh

Hình 4.2 Tín hiệu vào bộ khếch đại phi tuyến

Tìm hi u h th ng MC-CDMA Trang 33

Ph n C : ph l c và tài li u tham kh o

Ta có thể dùng phương pháp Partial Transmit sequence để giải quyết vấn đề công suất đỉnh : Nghĩa là nhóm các Sub-Carrier lại, IFFT với từng nhóm một, dịch pha tương ứng để đảm bảo tín hiệu ở đầu ra không đồng pha với nhau gây ra peak, lượng dịch pha này sẽ được truyền đồng thời với tín hiệu vào bộ khuếch đại phi tuyến, bên thu sẽ dùng các thông tin này để dịch pha trở lại như cũ rồi giải điều chế tín hiệu.

Hình 4.3 Phương pháp Patrial transmit 4.1.4 Điều chê OFDM

a. Sơ đồ khối điều chế OFDM

Giả sử băng thông hệ thống là B chia thành Nc kênh con, với chỉ số kênh con là n, n  L,L1,...,1,0,1,...,L1,L, nên NFFT=2L+1. Dòng dữ liệu đầu vào al chia thành NFFT dòng song song với tốc độ dữ liệu giảm đi NFFT

lần thông qua bộ chia nối tiếp/song song. Dòng bit trên mỗi luồng song song al lại được điều chế thành mẫu của tín hiệu phức đa mứcdk,n, n là chỉ số song mang phụ, i là chỉ số khe thời gian tương ứng với Nc bit song song sau khi qua bộ S/P, k là chỉ số khe thời gian ứng với Nc mẫu tín hiệu phức.Các mẫu tín hiệu phát dk,n được nhân với xung cơ sở để giới hạn phổ của mỗi sóng mang, sau đó được dịch tần lên đến kênh con tương ứng bằng việc nhân với hàm phức ejLst , làm các tín hiệu trên các sóng mang trực giao nhau. Tín hiệu sau khi nhân với xung cơ sở và dịch tần cộng lại qua bộ tổng và cuối cùng được biểu diễn như sau :

Ph n C : ph l c và tài li u tham kh o m’k(t)= 









L

L m

t j n

k

e s

kT t S

d , '( )  (4.1) Tín hiệu này được gọi là mẫu tín hiệu OFDM thứ k, biễu diễn tổng quát tín hiệu OFDM sẽ là

m(t)= m' (t)

k

 k







= 







k 









L

L m

t j n

k

e s

kT t S

d , '( )  (4.2) Trước khi phát đi thì tín hiệu OFDM được chèn thêm chuỗi bảo vệ để

chống nhiễu xuyên kí hiệu ISI.

Phép điều chế OFDM có thể thực hiện được thông qua phép biến đổi IDFT và phép giải điều chế OFDM có thể thực hiện được bằng phép biến đổi DFT. Thay vì sử dụng IDFT người ta có thể sử dụng phép biến đổi nhanh IFFT cho bộ điều chế OFDM, sử dụng FFT cho bộ giải điều chế OFDM. Điều chế OFDM bằng phương pháp biến đổi ngược Fourrier nhanh cho phép một số lượng lớn các sóng mang con với độ phức tạp thấp.

Hình 4.4 Sơ đồ điều chế OFDM b.Điều chế bằng thuật toán IFFT

Tín hiệu sau bộ giải điều chế OFDM khi chuyển đổi tương tự thành số, luồng tín hiệu trên được lấy mẫu với tần số lấy mẫu

Tìm hi u h th ng MC-CDMA Trang 35

Ph n C : ph l c và tài li u tham kh o ta=

B 1 =

NFFT

1 =

FFT S

N

T (4.3)

Ở tại thời điểm lấy mẫu t=kT+lta,, S’(t-kT) =S0, do vậy (4.2) viết lại :

m’k(kTs+lta) = S0 







 L

L n

lt kT jn n k

a S

e s

d ,  ( )

=S0 





 L

L n

lt jn kT jn n k

a S S

s e

e

d , .  .  (4.4)

Do ωSkTS = 2 k k f

f

S

S 1 2

 , kết quả ejnSkTS 1

Tương tự như vậy, với S a S S FFT NFFT

j nl N

f f lt jn

jn e e

e

 

 2

2 1



 , (4.4) được viết lại:

m’k(kTs+lta)=S0 





 L

L n

N j nl

n k

e FFT

d

 2

, (4.5) Phép biểu diễn (4.5) trùng với phép biến đổi IDFT. Do vậy bộ điều chế OFDM có thể thực hiện một cách dễ dàng bằng phép biến đổi IDFT.