- s chỉ phụ thuộc mẫu lỗi mà khơng phụ thuộc từ mã: do đĩ
T , CP là thời khoảng của ký hiệu chèn CP (được chọn lớn hơn độ trải trễ của kênh)
6.10.7. Lựa chọn các thơng số
Việc lựa chọn các thơng số cho hệ OFDM là khá khĩ khăn do mâu thuẫn giữa các yêu cầu nên cần cĩ sự dung hịa giữa các thơng số của hệ thống.
Thường cĩ ba thơng số chính đặt ra trước tiên là: Độ rộng băng, tốc độ bit, và độ trải trễ. Độ trải trễ ảnh hưởng trực tiếp tới khoảng bảo vệ. Khoảng bảo vệ thường chọn bằng 2 tới 4 lần căn quân phương trải trễ. Giá trị chính xác phụ thuộc vào loại mã hĩa và phương pháp điều chế.
Để tối thiểu sự tổn hao trong tỷ số SNR gây ra bởi khoảng bảo vệ, độ rộng của ký hiệu phải lớn hơn khoảng bảo vệ. Nĩ khơng thể chọn tùy ý vì khi độ rộng của ký hiệu tăng lên thì số sĩng mang thứ cấp cũng tăng theo, dẫn đến sự phức tạp trong thực hiện và hệ nhạy hơn với nhiễu pha và offset tần số. Thơng thường độ rộng ký hiệu OFDM chọn bằng ít nhất 5 lần khoảng bảo vệ ứng với mất mát trong SNR khoảng 1dB.
Sĩng mang con Ns được xác định trực tiếp theo khoảng cách sĩng mang hay Ns=1/T. Số sĩng mang con cĩ thể tính được bằng cách lấy tốc độ bit yêu cầu chia cho số bit trên mỗi sĩng mang. Số bit trên mỗi sĩng mang được định nghĩa bởi loại điều chế sử dụng (QPSK, 16QAM, 64QAM,…), tỷ lệ mã hĩa (coding rate), và tốc độ dữ liệu (symbol rate).
Ví dụ:
Thiết kế một hệ OFDM thỏa mãn các yêu cầu: Tốc độ bit: 20Mbps
Dung sai trải trễ cho phép: 200ns
Độ rộng băng: <15MHz
Giải:
Từ giả thiết trên ta xác định được khoảng thời gian bảo vệ Tg = 800 ns (4 lần dung sai trải trễ). Chọn khoảng OFDM bằng 6 lần thời gian bảo vệ Ts = 6*800ns = 4.8µs để tổn
hao trong SNR nhỏ hơn 1dB.
Khoảng cách giữa các sĩng mang con là 1/(4.8 - 0.8) = 250KHz.
Số sĩng mang con được xác định dựa theo tỷ số giữa tốc độ bit yêu cầu và tốc độ ký hiệu OFDM. Để đạt được 20Mbps, mỗi ký hiệu OFDM phải mang 96 bit thơng tin (96/4.8µs = 20 Mbps) do đĩ cĩ 2 sự lựa chọn.
- Sử dụng 16QAM, tỷ số mã hĩa ½ để cĩ 2 bit / mỗi sĩng mang, trường hợp này cần 96/2 = 48 sĩng mang con.
- Sử dụng QPSK, tỷ số mã hĩa ¾ để cĩ 1.5 bit trên mỗi sĩng mang. Trường hợp này cần 96/1.5 = 64 sĩng mang con.
Nhưng với 64 sĩng mang con thì độ rộng băng W là 64*250 = 16MHz, nên khơng thỏa mãn. Vậy để cĩ W < 16 MHz thì số sĩng mag phải cĩ nhỏ hơn 64, do đĩ chọn 48 sĩng mang và điều chế 16QAM là đáp ứng được yêu cầu. Một thuận lợi khác của sự lựa chọn này là cĩ thể thực hiện IFFT / FFT cơ số 4 của 64 điểm rất hiệu quả khi xen thêm 16 sĩng mang bằng 0 vào 48 sĩng mang ở trên đê tăng tốc độ lấy mẫu cần thiết, tránh sự chồng lấn phổ cĩ thể xẩy ra.
Ngồi ra một yêu cầu nữa cĩ thể ảnh hưởng việc lựa chọn các thơng số là sự đảm bảo tồn tại một số nguyên lần mẫu trong thời khoảng tính FFT. Với ví dụ trên, cần phải cĩ chính xác 64 mẫu trong thời khoảng FFT để đảm bảo sự trực giao giữa các sĩng mang con. Điều này đạt được bằng cách thực hiện lấy mẫu ở tốc độ 64/4 = 16 MHz. Tuy nhiên, tốc độ lấy mẫu thực tế sẽ khơng cĩ được một số nguyên mẫu trong khoảng 4.8µs của ký hiệu,
nên giải pháp là thay đổi một trong các thơng số. Chẳng hạn số mẫu mỗi ký hiệu cĩ thể đặt là 78, tốc độ lấy mẫu là 78/4.8 = 16.25 MHz. Thời khoảng FFT là 64/16.25 = 3.9385 µs.
Do vậy khoảng bảo vệ và khoảng cách sĩng mang con bây giờ lớn hơn so với trường hợp khi khoảng FFT là 4µs.
6.10.8. Ứng dụng của OFDM
Với những ưu điểm của mình PCM nĩi chung và OFDM nĩi riêng ngày càng được đưa vào áp ụng trong thực tế. Gần đây như: Phát thanh số (DAB), truyền hình số (DVB). Kết quả thử nghiệm trong lĩnh vực này cho thấy chất lượng âm thanh và hình ảnh được nâng lên rất nhiều, nên càng khảng định được ưu điểm của kỹ thuật OFDM so với kỹ thuật tương tự.
DAB được chuẩn hĩa năm 1995 bởi ETSI (European Telecommunication Standard Institute) là tiêu chuẩn đầu tiên sử dụng OFDM.
Hệ thống truyền hình số mặt đát (DVB – T) được chuẩn hĩa năm 1997. DVB – T áp dụng kỹ thuật OFDM sử dụng 2 mod là 1705 và 6817 sĩng mang thứ cấp. Các mod này được xem như là các mod 2K và 8K tương ứng bởi các mod đĩ chính là kích thước IFFT / FFT sử dụng để phát và giải điều chế cho các sĩng mang thứ cấp. nguyên nhân quan trọng để sử dụng OFDM trong DAB và DVB – T là khả năng thực hiện mạng tần số chung.
Ngồi ra OFDM cịn sử dụng trong ADSL, HDSL, HIPERLAN….
Chương 7: