Dòng bit vào đợc mã hoá và đóng gói vào các khung. Tiếp đó dòng bit đ- ợc chia thành các luồng con để điều chế vào các sóng mang. Mỗi sóng mang con đều dùng các sơ đồ điều chế nh QPSK, BPSK, QAM. Các luồng này đợc biến đổi IFFT. Dải bảo vệ đợc chèn vào đầu mỗi ký tự để giảm ISI. Các ký tự rời rạc đợc lọc và chuyển sang tín hiệu tơng tự với tần số trung tâm f0 và đợc đổi tần lên tần số phù hợp để đa tới đờng truyền. ở phía thu, quá trình đợc
thực hiện ngợc lại : Tín hiệu đợc chuyển xuống tần số fo, sau đó đến tầng lọc và biến đổi ADC. Sau khi loại bỏ dải bảo vệ, tín hiệu rời rạc đợc chuyển sang miền tần số bởi biến đổi Fourier FFT. Cuối cùng việc xác định ký tự và giải mã đợc thực hiện. Mã hóa Nối tiếp sang song song Điều chế QAM Giải mã và giải cài xen Giải điều chế QAM Song song sang nối tiếp IFFT và chèn GI DAC Lọc RF Đường truyền Power Line RF Lọc ADC Nối tiếp sang song song FFT và loại bỏ GI Song song sang nối tiếp Data in Data out
Hình 6-6 Sơ đồ điều chế OFDM cho PLC
ý tởng của công nghệ PLC là ghép tín hiệu số liệu có tần số cao vào đ- ờng dây tải điện có tín hiệu cơ bản là 50/60 Hz để truyền đi, và ở phía thu sẽ tách tín hiệu số liệu tần cao ra khỏi tín hiệu điện 50/60 Hz, đa đến khối xử lý tín hiệu. Việc ghép tín hiệu là một khía cạnh quan trọng của công nghệ PLC. Tín hiệu thông tin cần truyền phải nằm trong dải tần cao hơn nhiều tần số dòng điện chính và các hài của nó. Đồng thời, tín hiệu phải có công suất đủ lớn để đa vào đờng dây tải điện. Một biến áp có đặc tính thông cao có thể đợc dùng để ghép tín hiệu vào dòng điện chính. Bộ lọc thông cao đảm bảo dòng điện chính và các hài của nó đợc cách ly khỏi modem.
Kết luận
Kỹ thuật điều chế đa sóng mang đang phát triển hết sức nhanh chóng với những kỹ thuật mới và đợc áp dụng rộng rãi trong nhiều loại đờng truyền của các ứng dụng khác nhau. Các tiến bộ trong xử lý tín hiệu số kết hợp với khả năng xử lý mạnh của các DSP là nền tảng vững chắc cho sự phát triển của các hệ thống đa sóng mang. Kỹ thuật điều chế đa sóng mang mặc dù còn khá mới mẻ, nhng với những u điểm nổi bật của mình đang dần chiếm u thế so với kỹ thuật điều chế đơn sóng mang trong các hệ thống truyền dẫn. Đặc biệt có một số hệ thống là lĩnh vực áp dụng riêng của OFDM nh mạng đơn tần (SFN). Dới đây là một số u nhợc điểm của điều chế đa sóng mang OFDM so với điều chế đơn sóng mang: Đơn sóng mang Đa sóng mang OFDM Tơng đơng Đặc tính với AWGN X
Nhạy với nhiễu xung X
Nhạy với nhiễu băng hẹp X
Nhạy với Clipping X
Nhạy với jitter và nhiễu
pha X
Nhạy với trễ X
Khối lợng tính toán X
Giá thành và tiêu thụ năng
lợng X
Thích ứng với tốc độ bit X
So sánh giữa điều chế đơn sóng mang và đa sóng mang
Kỹ thuật điều chế đa sóng mang OFDM với những đặc tính kỹ thuật nổi bật của mình: Tính trực giao đã đợc khẳng định chắc chắn về hiệu quả của nó trong lý thuyết truyền tin; Khoảng bảo vệ cho phép đảm bảo tính trực giao đồng thời giúp loại bỏ đợc nhiễu ISI; Phép biến đổi Fourier tạo ra giải pháp đơn giản và hiệu quả để thực hiện kỹ thuật này, đã giúp cho OFDM có thể đợc ứng dụng rộng rãi. Cùng với việc sử dụng hiệu quả những kỹ thuật đồng bộ,
cân bằng và mã hóa, OFDM đã chứng tỏ vai trò của mình trong các hệ thống viễn thông nh là một kỹ thuật điều chế tiên tiến. Các ứng dụng của kỹ thuật điều chế đa sóng mang OFDM rất đa dạng: OFDM có thể đợc dùng trong môi trờng truyền dẫn vô tuyến và hữu tuyến; có thể dùng cho thông tin quảng bá, thông tin điểm nối điểm, đa truy nhập, nhiều ngời sử dụng Multiuser. Hiện nay OFDM đã đợc ứng dụng thành công trong một số ứng dụng nh phát thanh truyền hình số quảng bá, mạng cục bộ không dây, đờng dây thuê bao số không đối xứng và thông tin qua đờng dây tải điện. Trong tơng lai, OFDM sẽ đợc áp dụng trong nhiều lĩnh vực đặc biệt là trong thông tin di động.
Do hạn chế về thời gian và năng lực nên nội dung của đồ án tốt nghiệp này không tránh khỏi những sai sót, em mong đợc thầy cô và các bạn quan tâm góp ý thêm.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy Kiều Tất Thành đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ để em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Em cũng xin gởi lời cảm ơn tới toàn thể các thày cô giáo trong khoa Điện tử - Viễn thông đại học Bách Khoa Hà Nội và bạn bè đã giúp đỡ em trong quá trình học tập và rèn luyện vừa qua.
Một số thuật ngữ dùng trong đồ án
ADC Analog to Digital Conversion Bộ chuyển đổi tơng tự - số ADSL Asymmetric Digital Suscriber
Line
Dây thuê bao số không đối xứng
AM Amplitude Modulation Điều chế khóa dịch biên độ AMI Alternate Mark Inversion Mã đảo dấu luân phiên
APP A Posteriory Probability Xác suất sau
ASK Amplitude Shift Keying Điều chế khóa dịch pha ATM Asynchronous Transfer Mode Phơng thức truyền dẫn không
đồng bộ ATSC Advanced Television Systems
Committee
Tổ chức chuẩn hóa truyền hình của Mỹ
AWGN Additive White Gaussian Noise Nhiễu tạp âm Gauss trắng cộng
BER Bit Error Ratio Tỉ lệ lỗi bit
BnZS Bipolar with n-Zero Substitution
Mã đờng dây
BPSK Bipolar Phase Shift Keying Khoá dịch pha hai cực CAP Carrierless Aplitude Phase
modulation
Điều chế biên độ pha không sử dụng sóng mang
CMI Coded Mark Inversion Mã đờng dây
COFDM Coded OFDM Điều chế OFDM có mã hóa
CRC Cyclic Redundancy Checking Phơng pháp phát hiện lỗi d thừa vòng
CSMA/ CA
Carrier Sence Multiple Access with Collision Avoidance
Đa truy nhập dùng sóng mang cảm biến với tránh xung đột CSMA/
CD
Carrier Sence Multiple Access with Collision Detection
Đa truy nhập dùng sóng mang cảm biến với phát hiện xung đột DAB Digital Audio Broadcasting Phát thanh số quảng bá
DAC Digital to Analog Conversion Bộ biến đổi số-tơng tự DFC Distributed Coordinate
Function
Chức năng điều phối phân tán DMT Discrete Multi-Tone Điều chế đa âm rời rạc
DSB Double Side Band Song biên
DSL Digital Subscriber Line Đờng dây thuê bao số
DSLAM DSL Access Module Khối ghép kênh truy nhập DSL DSP Digital Signal Processor Bộ xử lý tín hiệu số
DVB-T Digital Video Broadcasting Teresstrial
Truyền hình số quảng bá mặt đất
EC Echo Canceller Thiết bị khử tiếng vọng
ETSI European Telecommunications Standard Institute
Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu
FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia theo tần số FDDI Fiber Distributed Data Interface Chuẩn cho mạng cáp quang FDM Frequency Division
Modullation
Ghép kênh phân chia theo tần số
FEC Forward Error Checking Sửa lỗi trớc
FEXT Far End Crosstalk Xuyên âm đầu xa
FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh
FIR Finite Impulse Response Bộ lọc số có đáp ứng xung hữu hạn
FSK Frequency Shift Keying Điều chế khóa dịch tần FSK Frequency Shift Keying Khoá pha theo tần số HDB3 Hight Density Bipolar-3 Mã đờng dây
HDSL High-bit-rate DSL Đờng dây thuê bao số tốc độ bit cao
HDTV High-Definition Television Truyền hình độ phân giải cao ICI InterChanel Inference Nhiễu liên kênh
IDFT Inverse Discrete Fourier Transform
Biến đổi Fourier rời rạc ngợc IFFT Inverse Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh ngợc ISBN Intergrated Services Digital
Broadcasting
Chuẩn truyền hình của Nhật ISDN Intergrated Services Digital
Network
Mạng số đa dịch vụ
ISI InterSymbol Interference Nhiễu giao thoa giữa các ký tự ITU International
Telecommunications Union
Tổ chức viễn thông quốc tế
LAN Local Area Network Mạng cục bộ
LLC Logical Link Control Điều khiển liên kết logic
LPF Low Pass Filter Bộ lọc thông thấp
MAC Media Access Control Điều khiển truy cập môi trờng MAP Maximum a posteriori
Probality
Xác suất sau cực đại MODEM Modulation/Demodulation Điều chế/giải điều chế MPEG Motion Picture Experts Group Nhóm chuyên gia hình ảnh
động
MUX Multiplexer Bộ ghép kênh
NEXT Near End Crosstalk Xuyên âm đầu gần
NRZ Non Return Zeror Mã đờng truyền NRZ
OFDM Orthorgonal Frequency Division Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao
PFC Point Coordinate Function Chức năng điều phối điểm PLC PowerLine Communication Thông tin đờng dây tải điện POTS Plain Old Telephone Service Dịch vụ thoại thông thờng PRBS Pseudo Random Binary
Sequence
Chuỗi nhị phân giả ngẫu nhiên PSD Power Spectral Density Mật độ phổ công suất
PSK Phase Shift Keying Khoá dịch pha
PSTN Public Switch Telephone Network
Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng
QAM Quadrature Amplitude Modulation
Điều chế biên độ cầu phơng QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha cầu phơng RFI Radio Frequency Interference Nhiễu tần số vô tuyến RSC Recursive Symmetric Code Mã đối xứng đệ quy SFN Single Frequency Network Mạng đơn tần
SNR Signal to Noise Ratio Tỉ số tín hiệu trên tạp âm (S/N) SOVA Soft input Soft output Viterbi
Algorithm
Giải thuật Viterbi mềm
SSB Single Side Band Đơn biên
TDD Time Division Duplex Song công phân chia theo thời gian
TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian
VDSL Very High-speed DSL Đờng dây thuê bao số tốc độ rất cao
Tài liệu tham khảo
- Multi-Carrier Digital Communications Theory and Applications of OFDM
Ahmad R. S. Bahai and Burton R. Saltzberg
Kluwer Academic/Plenum Publishers - Basics & History of Orthogonal Frequency Division Multiplexing
(OFDM)
Richard van Nee
Woodside Networks, Breukelen, the Netherlands - The suitability of OFDM as a modulation technique for wireless
telecommunications, with a CDMA comparison.
Eric Lawrey
James Cook University - Data encoding
A. W. Krings
- Principles of Digital Modulation
Mike Fitton
Toshiba Research Europe Limited - Data Communications Over PowerLine
www.congency.com
- Multicarrier Transmission Systems Wired &Wireless
Đào Trọng Tích
Hội nghị vô tuyến điện tử Việt Nam lần thứ 8 (REV 02)
- http://www.magnadesignnet.com/technote/ofdm/index.html
- http://www.hut.edu.vn/khoa-vien/khoa-dt-vt/dttre/nguyenly1.htm