Quy trình phân phối chuỗi trải phổ dựa trên tiêu chuẩn MAI đã đƣợc củng cố nhờ mô phỏng cho truyền dẫn đồng bộ MC-CDMA đƣờng xuống qua một một kênh truyền trong nhà (Indoor). Điều chế OFDM dựa trên cơ sở của FFT-64, chuỗi trải phổ W-H hoặc Golay có chiều dài L=16, SD dựa trên kết hợp lỗi bình phƣơng trung bình tối thiểu và khi xét kiểm soát công suất hoàn hảo. Vì chuyển giao tối thiểu trong mỗi vector tích bên trong một nhóm bù của chuỗi trải phổ Nu là hoàn toàn nhƣ nhau cho trƣờng hợp của mã W-H và mã Golay, hiệu năng theo MAI để tối ƣu hóa Nu tập con là rất giống nhau với cả hai họ chuỗi. Môi trƣờng mô phỏng dựa trên đặc tính kỹ thuật theo ETSI BRANHIPERLAN/2. Độ rộng băng tín hiệu bằng 20MHz, và kênh truyền. Lấy từ các tiêu chuẩn đã đƣợc xuất bản trong[9], có một độ rộng băng kết hợp =2.65MHz.
Hình 3.6 trình bày tỉ lệ lỗi bit (BER) trung bình trên các thuê bao đang hoạt động theo Nu số thuê bao với Eb/N0 = 6dB và cho các tập con khác nhau phù hợp với các tiêu chuẩn lựa chon đƣợc định nghĩa trong phần 3.3.3. Tín hiệu thuê bao có cùng công suất coi nhƣ các trƣờng hợp phân phối xấu, chúng ta xem tập con đƣợc định nghĩa là số chuyển giao tối thiểu trong mỗi vector tích có thể W(i,j). Ở đây chúng ta xác định độ lợi đạt đƣợc thông qua việc tối thiểu hóa thủ quy trình phân phối chuỗi trải phổ. Một sự phân phối xấu đƣa đến tỉ lệ lỗi BER gần với 4.8 10-2
80
phối tối ƣu hóa dẫn tới BER thấp, hầu nhƣ tăng tuyến tính theo Nu. Tuy nhiên Hiệu suất BER đạt đƣợc với 3 hệ số bổ sung là thực sự chặt chẽ chúng ta có thể lƣu ý là có sự rất gần nhau tuy nhiên chúng ta có thể lƣu ý là có sự khác nhau nhỏ từ Nu=9 đến 16 hợp với đƣờng cong tiêu chuẩn bậc hai. Nhƣ vậy sử dụng hệ số bổ sung dựa trên MAI, tối ƣu hóa hơn nữa việc lựa chọn, không cho ta độ lợi BER đáng kể.
Hình 3.6: Tỉ lệ lỗi BER theo Nu số thuê bao đang hoạt động khi Eb/N0 = 6dB, Nc=64,L=16, tách sóng kiểu MMSEC
Hình 3.7: Tối thiểu hóa điểm liên kết: Hệ số đỉnh tổng thể của tập con Walsh- Hadamard mà tối thiểu hóa đầu tiên là MAI và GCF.
81
Hình 3.8: Tối thiểu hóa điểm liên kết: BER theo Nu số thuê bao đang hoạt động khi Eb/N0=6dB, Nc = 64, L=16, tách sóng kiểu MMSEC. 3.5.4. Tối thiểu hóa GCF và MAI liên kết
Với mục tiêu tối ƣu hóa hiệu năng hệ thống truyền dẫn đƣờng xuống, chúng đã đề suất một sự lựa chọn chuỗi trải phổ trên cơ sở tối thiểu hóa liên kết của MAI và GCF. Hình 3.7 trình bày GCF của mã W-H cho hệ thống đồng bộ đƣờng xuống. Các đƣờng cong (1) và (2) đã thể hiện trong hình (3.5) tƣơng ứng với GCF max và min đƣợc đƣa ra để tham khảo.
Đƣờng cong (3) cho GCF của tập con trong đó tối thiểu hóa đầu tiên là MAI theo tiêu chuẩn đầu tiên và sau đó GCF. Cần phải lƣu ý rằng chỉ có một sự khác nhau nhỏ của đƣờng cong (2) cho 4 và 6 thuê bao.
Hơn nữa, nhƣ chỉ ra ở hình 3.8, hiệu năng BER đạt đƣợc bởi các tập con này thực sự rất gần với hiệu năng của các tập con nhận đƣợc từ tiêu chuẩn bổ sung dựa trên MAI. Tiếp theo, đồ thị cho ta thấy có thể lựa chọn một tập con để tối thiểu hóa liên kết MAI và GCF.
3.6. Nhận xét kết quả.
Cho một tình huống truyền dẫn cụ thể (số ngƣời sử dụng đƣờng lên hoặc đƣờng xuống) và phụ thuộc vào tiêu chuẩn ƣu tiên trong mỗi ứng dụng, v.v..., có nghĩa việc tối thiểu hóa MAI hoặc tối thiểu hóa phạm vi động của đƣờng bao tín hiệu đã phát, tập con chuỗi trải phổ tối ƣu có thể khác nhau. Trong chƣơng này, chúng tôi đề xuất việc lựa chọn tập con chuỗi trải phổ liên kết là để giảm MAI và CF của tín hiệu MC-CDMA.
82
Đối với các ứng dụng đƣờng lên, xét tới các chuỗi trực giao, CF thấp của mã Golay là một ƣu điểm không nghi ngờ khi so sánh với mã W-H, trong khi đó sự lựa chọn dựa trên việc tối thiểu MAI không thể ứng dụng đƣợc vì các kênh từ các trạm di động đang đƣợc hoạt động là không phụ thuộc. Nhƣ đã đề cập mã không trực giao sử dụng cho đƣờng lên, là rất đáng chú ý vì giá trị CF vô vùng thấp của chuỗi Zadoff-Chu phức, nó hầu nhƣ là hằng số và bằng 2 cho chuỗi có chiều dài bất kì.
Cho đƣờng xuống, ta thấy rằng rằng sự lựa chọn tốt của tập con dẫn đến giảm hệ số hệ số đỉnh tổng thể đặc biệt với mã Wash-Hadamard đã đƣợc xác nhận là sự lựa chọn thích hợp nhất trong trƣờng hợp này. Hơn nữa nó có thể lập danh sách ngắn nhất của tập con làm tối thiểu hóa đƣợc MAI,.. có nghĩa BER theo tiêu chuẩn hệ số MAI đầu tiên và sau đó lựa chọn nhóm phụ cho GCF tối thiểu nhƣ vậy một tập con tối ƣu làm tối thiểu hóa liên kết MAI và GCF của tín hiệu phát đã có thể đạt đƣợc cho bất kì tải nào.
Cuối cùng, nghiên cứu này xuất phát điểm là dành cho môi trƣờng đơn ô nhƣng sẽ đƣợc mở rộng cho trƣờng hợp đa ô. Nói cách khác có thể có trƣờng hợp để lựa chọn sau:
-Một cặp gồm mã sáo trộn và mã trải phổ mà tối thiểu hóa đƣợc CF của các ứng dụng đƣờng lên
- Một tập con cho ra GCF tối thiểu và MAI đã đƣợc tối thiểu, cho ứng dụng đƣờng xuống.
3.7. Kết luận.
Chƣơng này giải quyết việc lựa chọn dãy trải phổ cho hệ thống (MC- CDMA) đa truy nhập phân chia theo mã đa sóng mang với mục đích tối thiểu hóa phạm vi động đƣờng bao tín hiệu sóng mang đã phát và nhiễu đa truy nhập. Hệ số đỉnh của chuỗi trực giao và không trực giao đƣợc phân tích so sánh thông qua việc tính toán và mô phỏng các đƣờng truyền MC-CDMA khóa dịch pha đƣờng lên và đƣờng xuống. Sau đó để tối thiểu hóa nhiễu đa truy nhập gây ra bởi các kênh lựa chọn tần số, đã đƣa ra quy trình phân phối chuỗi trải phổ tối ƣu. Cuối cùng, việc lựa chọn mã trải phổ kết hợp với giảm nhiễu đa truy nhập và hệ số đỉnh đƣợc đề xuất cho các hệ thống đƣờng xuống MC-CDMA.
83
KẾT LUẬN
Với những ƣu điểm nổi bật của công nghệ OFDM khi dùng trong thông tin di động, OFDM đã đƣợc khuyến nghị dùng cho các hệ thống thông tin di động tốc độ cao nhƣ phát thanh, truyền hình số và các hệ thống thông tin di động trong tƣơng lai nhƣ hệ thống WLAN. OFDM cũng là một giải pháp đầy hứa hẹn để thực hiện hệ thống thông tin di động đa phƣơng tiện (còn gọi là thông tin di động thế hệ thứ 4).
Tuy nhiên, OFDM còn tồn tại hai nhƣợc điểm nổi bật là: tỉ số công suất tín hiệu đỉnh trên trung bình (PAPR) cao, và đồng bộ nhạy với di tần. Vì vậy mục đích đầu tiên của luận văn đi theo hƣớng tìm giải pháp khắc phục nhƣợc điểm thứ nhất. PAPR cao không những làm tăng giá thành mà còn làm giảm hiệu quả của hệ thống OFDM. Để giảm PAPR trong luận văn đã đề cập một số biện pháp để khắc phục nhƣ: thứ nhất là kỹ thuật xử lý méo tín hiệu, kỹ thuật này làm giảm biên độ đỉnh bằng cách làm giảm tại đỉnh hoặc xung quanh đỉnh, thứ hai là mã hóa, sử dụng việc đƣa thêm một số thông tin hỗ trợ đƣợc sử dụng đƣợc kết hợp với mã sửa sai vào vào ký hiệu OFDM.
Hệ thống MC-CDMA có những ƣu điểm nổi trội nhƣ khả năng đa truy nhập, chống nhiễu, bảo mật ngoài ra nó cũng có những nhƣợc điểm nhƣ nhiễu đa truy nhập MAI vậy, mục đích thứ hai của luận văn là nghiên cứu các phƣơng pháp giảm nhiễu đa truy nhập (MAI) hệ thống CDMA đa sóng mang, các phƣơng pháp nhƣ SUD và MUD. Bài toán giảm PAPR và MAI cho đƣờng lên và đƣờng xuống trong hệ MC-CDMA nhờ các kỹ thuật chọn mã thích hợp giả ngẫu nhiên PN (nhƣ chuỗi m có chiều dài cực đại, chuỗi Gold, Kasami,.. ) cho phép giảm MAI, giảm PAPR đồng thời có thể áp dụng cho trƣờng hợp đơn ô và đa ô.
Hƣớng đề xuất là cần tìm hiểu các thuật toán, phƣơng pháp hiệu quả hơn về lý thuyết. Tìm cách tính gần đúng để đơn giản khi áp dụng vào thực tế mà sai số không quá lớn.
84
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Gordon stuber “orthgonal frequency division multiplexing for Wireless communication” 2006- Springer science-
[2] R. Van Nee, R Prasad (2000), OFDM for Wireless Multimedia Communication, Artech House, Boston.
[3] Domenico Farrnese (1998), techniques for Peack Power Reduction in OFDM system, Master Thesis, Chalmers University of technology.
[4] http://www.eecs,berkeley.edu/Research/Projects/ofdm/wirelss/mcm.html.
[5] Brain S Krongold and Dougalas L. Jounes (2004), “An Active-Set Approach for OFDM PAR reduction via Tone Reservation”, IEEE Transactions on Signal Processing, 52(2).
[6] Nguyễn Ngọc Tiến (2007), “Các kỹ thuật tách tín hiệu của hệ thống thông tin Multicarrier-CDMA trong kênh đƣờng xuống”, tr.1-16, Chuyên đề Tiến sĩ công nghệ Bƣu chính Viễn thông, Học viện công nghệ Bƣu chính Viễn thông, Hà Nội.
[7] Nguyen Ngoc Tien, Nguyen Viet Kinh (2006), “Performance evaluation MC-CDMA system over frequency selective Rayleigh Fading channel using Matlab”. Rev.08
[8] S. Hara and R. Prasad. Overview of multicarrier CDMA.IEEE Communications Magazine, Vol. 35, No. 12, Pages 126-133, December 1997. [9] J.Medbo. Channel models for HIPERLAN/2 in different in- door scenarios. In ETSI BRAN doc. 3ERI085b, March 1998.
[10] S.Nobilet, D.Mottier. "Spreading sequencys for up link and down link MC- CDMA systems: PAPR and MAI minimization" ETT . 2004
85
MỘT SỐ CHƢƠNG TRÌNH TẠO MÃ GIẢ NGẪU NHIÊN
Chuỗi Gold
%Chuong trinh tao ra 1 chuoi Gold tu cac cap chuoi m phu hop %Cac chuoi m phai co cung chu ki N=2^n-1
%Va cac chuoi m nay phai la 1 so le
disp('Cac chuoi-m phu hop la cac chuoi co m le ');
m=input('Nhap bac cua tin hieu gia ngau nhien m = '); %Bac cua da thuc sinh
disp('Nhap cac chi so cua da thuc sinh ( Chi la 0 hoac 1): ') D=2^m-1;
for id=1:m+1
g1(id)=input('g1='); end
%m la so trigo can dung=bac PN x=dayGNN(m,D,g1);
disp('Nhap chi so cua da thuc sinh thu 2'); for id=1:m+1
g2(id)=input('g2='); end
y=dayGNN(m,D,g2);
disp('cac thanh phan cua chuoi Gold : '); x
for k=0:D-1
y1=xor(x,dichvong(y,k)) end
Chuỗi giả ngẫu nhiên
%Viet ham kieu M_file de tao chuoi gia ngau nhien co chieu dai 2^m-1 (Dung %thanh ghi dich va bo cong modulo-2 ).
%Chuoi gia ngau nhien duoc lay tu cac cot cua MatranPN function dayPN=dayGNN(bac,chieudai,dathucsinh)
disp('Thiet lap trang thai ban dau cua cac trigo'); MatranPN=zeros(chieudai,bac); %for i=1:bac % MatranPN(1,i)=1; %end MatranPN(1,bac)=1; Khoi_tao=MatranPN(1,:) for i=1:(chieudai-1) clear tong tong=MatranPN(i,bac);
for k=bac:-1:2 % do g(1) va g(m+1) luon bang 1 if dathucsinh(k)==1
tong =xor(MatranPN(i,k-1),tong);%Khoi tao tiep nhung hang con lai cua ma tran
end end
for j=1:(bac-1) MatranPN(i+1,1)=tong;
MatranPN(i+1,j+1)=MatranPN(i,j);
%Thuc hien ghi dich moi khi co xung nhip tac dong end
end
86
disp('Tin hieu gia ngau nhien duoc phat ra :'); dayPN=(MatranPN(:,bac))';
%Tin hieu GNN duoc lay tu loi ra cua trigo D cuoi cung
Chuỗi Walsh
%Chuong trinh tao ham Walsh
%Ham Wash duoc cau truc cho do dai khoi N=2^j %trong do j la so nguyen duong
% Tao ma tran Hadamard
N=input('Bam muon tao ham Wash bac bao nhieu (phai la so mu cua 2) N='); a=hadamard(N); for i=1:N for j=1:N if a(i,j)==1 a(i,j)=0; else a(i,j)=1; end end end disp('Ham Walsh :'); Chuỗi Kasami
%Ham tao chuoi KASAMI bang cach lay mau 1 chuoi m chu ki cuc dai %Voi m la so chan
m=input('Nhap bac cua tin hieu gia ngau nhien m = '); %Bac cua da thuc sinh
disp('Nhap cac chi so cua da thuc sinh ( Chi la 0 hoac 1): ') D=2^m-1;
for id=1:m+1
g(id)=input('g='); end
%m la so trigo can dung=bac PN x=dayGNN(m,D,g)
dd=2^(m/2)-1; %Chu ky cua chuoi y s=2^(m/2)+1; %so chuoi x ma y lay mau y=zeros(1,D); k=1; x1=x; for jd=1:s x1=[x1 x]; end for id=1:D y(1,id)=x1(1,k); k=k+5; end y1=xor(x,y)
t=2^(m/2)-2; %So dich vong a=2^(m/2)-2;
for t=1:a
disp('X xor dichvong(y) = '); xor(x,dichvong(y,t))