Ứng dụng của kỹ thuật OFDM trong mạng vô tuyến băng rộng
4.2.2Phát thanh số DAB (Digital Audio Broadcastig)
DAB là hệ thống sử dụng thương mại đầu tiên của kĩ thuật OFDM .Sự phát triễn của DAB đã bắt đầu vào năm 1987 và đưa vào sử dụng dịch vụ ở Anh và Thụy Điển vào năm 1995 . DAB là một sự thay thế cho phát thanh quảng bá FM bằng việc cung cấp âm thanh số có chất lượng cao và những dịch vụ thông tin .DAB sử dụng kỹ thuật OFDM vì có khả năng chóng đươc nhiễu đa đường . Những hệ thống quảng bá chỉ hoạt động với một khoảng cách truyền rất dài (20-100 Km ) ,dẫn đến multipath là vấn đề chính xãy ra trong đường truyền , và hiệu ứng multipath này là nguyên nhân chính gây ra ISI.
DAB có 4 mode truyền sử dụng các thông số OFDM khác biệt nhau được liệt kê trong bảng sau :
Thông số Mode truyền I II III IV Băng thông 1.536 MHz 1.536 MHz 1.536 MHz 1.536 MHz Điều chế DQPSK DQPSK DQPSK DQPSK Tần số sóng mang MHz ≤1.5 GHz ≤3 GHz ≤1.5 GHz Số sóng mang phụ 1536 384 192 768 Khoảng ký hiệu 1000 s µ 250 s µ 125 s µ 500 s µ Khoảng bảo vệ 246 s µ 62 s µ 31 123 s µ
Thời gian tổng ký hiệu
1246 s µ 312 s µ 150 s µ 623 s µ
Khoảng cách tối đa của các trạm phát trong mạng SFN
96 km 24 km 12 km 48 km
Khả năng chống lại multipath của kỹ thuật OFDM cho phép sử dụng mạng đơn tần SFN (Single Frequency Network ) , mạng này sử dụng những trạm lặp để phủ sóng một vùng rộng lớn mà vẫn họat động hiệu quả phổ . Trong phương pháp truyền thống ,những thành phố cạnh nhau phải sử dụng những tần số RF khác nhau cho cùng một trạm vô tuyến ,để tránh multipath gây ra bởi những tín hiệu quảng bá lập lại tại cùng tần số . Tuy nhiên , với DAB nó có thể sử dụng cùng tín hiệu để quảng bá tới mỗi vùng yêu cầu được bao phủ , loại bỏ việc sử dụng những tần số khác nhau tại vùng lân cận . Trong mạng đơn tần SFN , một máy thu nhận cùng một tín hiệu từ vài trạm khác nhau , do đó giá trị trải trễ trong mạng SFN rất lớn .Đối với hệ thống đơn sóng mang thì giải quyết vần đề này là rất khó khăn . Tuy nhiên đối với OFDM thì vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách chọn khoảng bảo vệ lớn hơn giá trị trễ cực đại mạng SFN .
375 ≤
s
Hình 4.17: Sơ đối khối phía phát DAB
Ở tiêu chuần Mode truyền I thì cung cấp là 1536 sóng mang phụ với khoảng cách 1 KHz và khoảng bảo vệ là 246
s
µ ,
Khoảng thời gian có ích của symbol là 1ms , tổn thất hiệu suất phổ khoảng 20% . Mỗi
sóng mang được điều chế 4 π
- DPSK , chòm sao 4 điểm trong 2 bit thông tin được mang
bởi điều chế pha vi sai của 4 π
±
hoặc 4 3π
±
2048 điểm IFFT được thực hiện trong máy phát . Xử lý sóng mang không sử dụng như là zero , như vậy băng thông còn lại là 1.536 MHz .Tín hiệu được điều chế phức hợp , sử dụng I và Q , về phía trên của sóng mang RF tron gdãy từ 175-240 MHz .
Tín hiệu OFDM được truyền bởi vài chương trình audio , có thể là monophonic hoặc là stereo với chất lượng khác nhau. Mỗi kênh audio được mã hóa và tốc độ bit trong
khoảng 32-384 kbs .Luồng bị được mà hóa với mã chập ở tốc độ bít bằng 2 1
và xen rẽ .Luồng bit được điều chế ghép lại và đưa vào bộ điều chế OFDM . Tốc độ bit tổng cộng là 2.3 Mbps .
Trong DAB , tín hiệu audio được mã hóa với tần số 48 kHz (so với đãi CD là 44.1 kHz ) và độ phân giải 22 bit/mẫu . Luồng số sau đó được nén xuống còn 32 đến 384 kbps phụ thuộc vào chất lượng mong muốn .Tín hiệu được chia thành các khung 24 ms .Bắt đầu các khung là các ký hiệu null với khoảng lớn hơn một chút so với thời khoảng của kí hiệu OFDM . Sau đó môt số ký hiệu OFDM tham khảo được gởi đi để phục vụ cho điều chế DQPSK ở máy thu .
Hình 4.18 : cấu trúc khung DAB
Dữ liệu vào được mã hóa với bộ mã hóa chập tốc độ 4 1
, chiều dài hữu hạn bằng 7 và được phân tán nhờ bộ phân tán khối để tránh ảnh hưởng lỗi chùm , sau đó điều chế OFDM để phát qua kênh truyền .
Các chuẩn truyền dẫn không dây sử dụng OFDM
DVB-T Truyền hình (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
số quảng bá UHF 3.7-32 Truyền hình sốquảng bá IEEE 802.11a LAN vô tuyến 5.2 GHz 6-54 Mạng vô tuyến IEEE 802.16.3 Truy nhập vô
tuyến cố định
21 GHz 0.5 – 12 Truy nhập
thoại /Internet