đồ án chuyên ngành '''' tìm hiểu các phương pháp điều khiển công suất mc-cdma bước cố định, đa mức ''''

67 551 0
đồ án chuyên ngành '''' tìm hiểu các phương pháp điều khiển công suất mc-cdma    bước cố định, đa mức  ''''

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

ĐỀ TÀI Tìm hiểu các phương pháp điều khiển công suất MC-CDMA : bước cố định, đa mức Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Thị Bích Hạnh Sinh viên thực hiện : Trần Công Khánh ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH SVTH: TRẦN CÔNG KHÁNH TRANG 1 MỤC LỤC MỤC LỤC 1 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 4 Ý NGHĨA KHOA HỌC THỰC TIỂN 5 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 5 BẢNG TỪ VIẾT TẮT 6 DANH MỤC HÌNH 9 LỜI MỞ ĐẦU 11 CHƢƠNG I: CÔNG NGHỆ CDMA VÀ KỸ THUẬT OFDM 12 1.2.2 Các kỹ thuật trải phổ bản 15 1.2.4 Hiệu ứng gần xa 19 1.2.5 Điều khiển công suất 19 1.3 KỸ THUẬT OFDM 20 1.3.1 Hệ thống OFDM 20 1.3.2 Kỹ thuật xữ lý tín hiệu OFDM 22 1.3.3 Đặc tính kênh truyền trong kỹ thuật OFDM 22 1.3.4 Đặc điểm của kỹ thuật OFDM 24 CHƢƠNG II: HỆ THỐNG MC-CDMA 26 2.1 GIỚI THIỆU CHƢƠNG 26 2.2 HỆ THỐNG MC-CDMA 26 2.2.1 Khái niệm MC-CDMA 26 2.2.2 Sơ đồ khối 27 2.3 MÁY PHÁT MC-CDMA 27 2.5 KÊNH TRUYỀN 31 2.6 CÁC PHƢƠNG PHÁP TRIỆT NHIỄU 32 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH SVTH: TRẦN CÔNG KHÁNH TRANG 2 2.6.1 Phƣơng pháp triệt nhiễu nối tiếp 32 2.6.2 Phƣơng pháp triệt nhiễu song song 32 2.7 VẤN ĐỀ DỊCH CỦA TẦN SỐ SÓNG MANG TRONG HỆ THỐNG MC-CDMA 32 2.8 ƢU ĐIỂM CỦA KỸ THUẬT MC-CDMA 36 2.9 NHƢỢC ĐIỂM CỦA KỸ THUẬT MC-CDMA 36 2.10 KẾT LUẬN CHƢƠNG 36 CHƢƠNG III : ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG MC-CDMA 37 3.1 GIỚI THIỆU CHƢƠNG 37 3.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG MC-CDMA 37 3.3 ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG MC-CDMA 38 3.4 HỒI TIẾP DƢƠNG TRONG ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT ĐƢỜNG LÊN 42 3.5 CHẾ ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG MC-CDMA 43 3.5.1 Điều khiển công suất dựa vào ngƣời sử dụng: 43 3.5.2 Điều khiển công suất dựa vào băng tần: 44 3.6 CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG MC-CDMA 46 3.7 KẾT LUẬN CHƢƠNG 47 CHƢƠNG IV: MÔ PHỎNG 48 4.1 GIỚI THIỆU CHƢƠNG 48 4.2 CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG 48 4.3 MÔ PHỎNG 49 4.3.1 Mô phỏng phƣơng pháp điều khiển công suất fixed step 49 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH SVTH: TRẦN CÔNG KHÁNH TRANG 3 4.3.2 Mô phỏng phƣơng pháp điều khiển công suất đa mức (multilevel) 50 4.4 SO SÁNH HAI PHƢƠNG PHÁP DỰA VÀO CÔNG SUẤT PHÁT, SNR, BER 52 4.5 KẾT LUẬN CHƢƠNG 54 PHỤ LỤC 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN 65 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 66 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH SVTH: TRẦN CÔNG KHÁNH TRANG 4 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Trong xã hội hiện đại ngày nay, trao đổi thông tin trở thành một nhu cầu thiết yếu. Các hệ thống thông tin di động ra đời tạo cho con người khả năng thông tin mọi lúc, mọi nơi. Nhu cầu này ngày càng lớn nên số lượng khách hàng sử dụng thông tin di động ngày càng tăng, các mạng thông tin di động vì thế được mở rộng ngày càng nhanh. Chính vì vậy, cần phải các biện pháp tăng dung lượng cho các hệ thống thông tin di động hiện có. Hệ thống CDMA ra đời và đã chứng tỏ được khả năng hỗ trợ được nhiều user hơn so với các hệ thống ra đời trước đó. Hơn nữa, so với hai phương pháp đa truy nhập truyền thống là phân chia theo tần số FDMA và phân chia theo thời gian TDMA thì phương pháp truy nhập phân chia theo mã CDMA những đặc điểm nổi trội: chống nhiễu đa đường, tính bảo mật cao, hỗ trợ truyền dữ liệu với tốc độ khác nhau…Và trong tương lai, nhu cầu về các dịch vụ số liệu sẽ ngày càng tăng, mạng thông tin di động không chỉ đáp ứng nhu cầu vừa đi vừa nói chuyện mà còn phải cung cấp cho người sử dụng các dịch vụ đa dạng khác như truyền dữ liệu, hình ảnh và video… Chính vì vậy, vấn đề dung lượng và tốc độ cần phải được quan tâm đồng thời. Trong những năm gần đây, kỹ thuật ghép kênh theo tần số trực giao OFDM, một kỹ thuật điều chế đa sóng mang, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng vô tuyến cũng như hữu tuyến. Ưu điểm của OFDM là khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao qua kênh truyền chọn lọc tần số, tiết kiệm băng thông, hệ thống ít phức tạp hơn. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH SVTH: TRẦN CÔNG KHÁNH TRANG 5 Ý NGHĨA KHOA HỌC THỰC TIỂN Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng, ý tưởng về kỹ thuật MC-CDMA đã ra đời, dựa trên sự kết hợp của CDMA và OFDM. MC-CDMA kế thừa tất cả những ưu điểm của CDMA và OFDM: tốc độ truyền cao, tính bền vững với Fading chọn lọc tần số, sử dụng băng thông hiệu quả, tính bảo mật cao và giảm độ phức tạp của hệ thống. Chính vì vậy MC-CDMA là một ứng cử viên sáng giá cho hệ thống thông tin di động trong tương lai. PHẠM VI NGHIÊN CỨU Tìm hiểu các phương pháp điều khiển công suất: bước cố định, đa mức. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH SVTH: TRẦN CÔNG KHÁNH TRANG 6 BẢNG TỪ VIẾT TẮT 4G Fourth Generation ABS Adaptive Band Selection ADC Analog to Digital Converter AWGN Additive White Gaussian Noise BER Bit Error Ratio BPSK Binary Phase Shift Keying BS Base Station CCI Co-Channel Interference CDF Cumulative Distribution Function CDMA Code Division Multiple Access DAC Digital to Analog Converter DFT Discrete Fourier Transform FDM Frequency Division Multiplexing FDMA Frequency Division Multiple Access FEC Forward Error Correction FFT Fast Fourier Transform ICI Inter-Channel Interference ICI Inter Carrier Interface IMT-2000 International Mobile Telecommunication 2000 IS-95 Interim Standard 1995 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH SVTH: TRẦN CÔNG KHÁNH TRANG 7 ISI Inter Symbol Interference IDFT Inverse Discrete Fourier Transform IFFT Inverse Fast Fourier Transform LAN Local Area Network MAI Multi Access Interference MC-CDMA Multi-Carrier Code Division Multiple Access MC DS-CDMA Multi-Carrier Direct Spread CDMA MT-CDMA Multitone Code-Division Multiple-Access MSC Mobile Switching Center MRC Maximal Ratio Combining OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing PAPR Peak-to-Average Power Ratio PLL Phase Lock Loop PRBS Pseudo Random Binary Sequence PSTN Public Switched Telephone Network P/S Parallel to Serial QAM Quadrature Amplitude Modulation QoS Quality of Service QPSK Quadrature Binary Phase Shift Keying SNR Signal-to-Noise Ratio S/P Serial to Parallel ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH SVTH: TRẦN CÔNG KHÁNH TRANG 8 TDMA Time Division Multiple Access VDSL Very high bit rate Digital Subscriber Line VCO Voltage-Controlled Oscillator ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH SVTH: TRẦN CÔNG KHÁNH TRANG 9 DANH MỤC HÌNH Bảng 4.1: Bảng thông số mô phỏng Hình 1.1 :Sơ đồ mạch tạo chuỗi giả ngẫu nhiên Hình 1.2 :Đồ thị hàm tự tương quan của chuỗi PRBS Hình 1.3 :Sơ đồ khối điều chế và khối giải điều chế DS – SS Hình 1.4: Phổ của tín hiệu trước và sau khi trải phổ Hình 1.5: Dạng sóng của tín hiệu trước trải phổ và sau trải phổ Hình 1.6: Phổ của tín hiệu FH – SS Hình 1.7: Sơ đồ khối tạo và khối thu tín hiệu FH – SS Hình 1.8 :Hiệu ứng gần - xa Hình 1.9 :Sơ đồ khối hệ thống OFDM Hình 1.10 :Đáp ứng tần số của kênh truyền đa đường Hình 1.11 :Các tín hiệu đa đường Hình 1.12 :So sánh việc sử dụng băng tần của FDM và OFDM Hình 2.1 :Sơ đồ khối của hệ thống MC-CDMA Hình 2.2 :Sơ đồ máy phát MC – CDMA ứng với user thứ k Hình 2.3 :Phổ công suất của tín hiệu MC-CDMA Hình 2.4 :Sơ đồ máy phát MC – CDMA sửa đổi ứng với user thứ k Hình 2.5 :Sơ đồ máy thu MC – CDMA cho user thứ k Hình 2.6 :Sơ đồ triệt nhiễu song song nhiều tầng Hình 3.1 :Mô hình hệ thống với các users tích cực Hình 3.2 :Điều khiển công suất dựa vào người sử dụng Hình 3.3 :Điều khiển công suất dựa vào băng tần Hình 4.1 :Giao diện mô phỏng chương trình Hình 4.2 :Lưu đồ thuật toán điều khiển công suất theo bước cố định(fixed-step) Hình 4.3 :Chương trình mô phỏng điều khiển công suất theo bước cố định Hình 4.4 :Lưu đồ thuật toán điều khiển công suất đa mức (multi-level) Hình 4.5 :Chương trình điều khiển công suất đa mức ( Multilevel) Hình 4.6 : So sánh mức công suất phát của cả 2 phương pháp [...]... nhằm tối thiểu nhiễu đến các cell khác và bù nhiễu do các cell khác gây ra cũng như nhằm đạt được mức SNR yêu cầu Tuy nhiên, điều khiển công suất cho đường xuống không thực sự cần thiết như điều khiển công suất cho đường lên Hệ thống CDMA sử dụng công suất đường xuống nhằm cải thiện tính năng hệ thống bằng cách kiểm soát nhiễu từ các cell khác Điều khiển công suất đường lên tác động lên các kênh truy... vậy, cần phải một phương pháp để đảm bảo cho tất cả các users đều gửi cùng một mức công suất đến máy thu sao cho không quan hệ bất lợi, không công bằng nào giữa các users Kỹ thuật điều khiển công suất được áp dụng cho các hệ thống CDMA để giải quyết vấn đề này 1.2.5 Điều khiển công suất Hiệu ứng Gần – Xa như đề cập ở trên khiến ta phải sử dụng kỹ thuật điều khiển công suất đối với đường lên Còn... vậy, điều khiển công suất cũng cần được áp dụng ở đường xuống Các tín hiệu phải được truyền với công suất nhỏ nhất mà vẫn đảm bảo được chất lượng của tín hiệu Như vậy, điều khiển công suất chống lại những thay đổi thất thường của nhiễu và làm giảm nhẹ sự ảnh hưởng của hiệu ứng Gần – Xa Trong CDMA, điều khiển công suất được thực hiện cho cả đường lên lẫn đường xuống Về bản, điều khiển công suất đường... A, công suất từ B đến trạm gốc sẽ bị suy hao nhiều hơn và do đó, công suất của tín hiệu mong muốn là B sẽ nhỏ hơn công suất nhiễu (công suất của A) Mức công suất mà trạm gốc nhận được từ mỗi user phụ thuộc vào khoảng cách từ user đó đến trạm gốc Do mỗi user là một nguồn gây nhiễu cho các users khác và khi công suất của một user càng lớn, nó càng gây nhiễu cho các users khác Vì vậy, cần phải một phương. ..ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH Hình 4.7 : So sánh SNR thu được của 2 phương pháp Hình 4.8 : Giá trị BER thu được ở 2 phương pháp SVTH: TRẦN CÔNG KHÁNH TRANG 10 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH LỜI MỞ ĐẦU Trong thời gian làm đề tài này, em đã cố gắng rất nhiều song do kiến thức còn hạn chế, thời gian nghiên cứu đề tài hạn và nguồn tài liệu chủ yếu là các bài báo... Anh trên mạng nên đồ án còn nhiều sai sót Em rất mong nhận được sự phê bình, các ý kiến đóng góp chân thành của các thầy các bạn Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH cùng các thầy và bạn bè trong khoa để em hoàn thành đề tài này Đà Nẵng, Ngày 20 tháng 11 năm 2011 Sinh viên thực hiện Trần Công Khánh SVTH: TRẦN CÔNG KHÁNH TRANG 11 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN... phản ứng lên sự thay đổi tổn hao đường truyền lớn Mục đích chính của điều khiển công suất đường lên nhằm khắc phục hiệu ứng Gần – Xa bằng cách duy trì mức công suất truyền dẫn của các máy di động trong cell như nhau tại máy thu trạm gốc với cùng một QoS Do vậy việc điều khiển công suất đường lên là thực hiện tinh chỉnh công suất truyền dẫn của máy di động 1.3 KỸ THUẬT OFDM OFDM là kĩ thuật ghép... khoảng cách do sụ thay đổi pha của các thành phần đa đường (thay đổi pha là do các thành phần tín hiệu đến máy thu vào các thời điểm khác nhau đến trễ lan truyền Trễ lan truyền sẽ gây ra sự xoay pha của tín hiệu) Hình 1.11 Các tín hiệu đa đường SVTH: TRẦN CÔNG KHÁNH TRANG 23 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH Fading Rayleigh gây ra do sự giao thoa (tăng hoặc giảm) bởi sự kết hợp của các sóng... là sự suy giảm công suất tín hiệu khi truyền từ điểm này đến điểm khác Nó là kết quả của chiều dài đường truyền, chướng ngại vật và SVTH: TRẦN CÔNG KHÁNH TRANG 22 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH hiệu ứng đa đường Để giải quyết vấn đề này, phía phát thường được đưa lên càng cao càng tốt để tối thiểu số lượng vật cản Các vùng tạo bóng thường rất rộng, tốc độ thay đổi công suất tín hiệu chậm... trải phổ PN 1.2.2.1 Kỹ thuật trải phổ bằng cách phân tán phổ trực tiếp (DS – SS: Direct Sequence Spread Spectrum) Máy phát Máy thu Bộ điều chế băng rộng d(t) Bộ tạo mã PN c(t) Bộ giải điều chế dữ liệu Bộ tạo sóng mang Bộ tạo sóng mang dr(t) Bộ tạo mã PN cr(t) Hình 1.3: Sơ đồ khối điều chế và khối giải điều chế DS – SS SVTH: TRẦN CÔNG KHÁNH TRANG 15 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH Tín hiệu . Tìm hiểu các phương pháp điều khiển công suất MC-CDMA : bước cố định, đa mức Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Thị Bích Hạnh Sinh viên thực hiện : Trần Công Khánh ĐỒ ÁN CHUYÊN. CỦA ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG MC-CDMA 37 3.3 ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG MC-CDMA 38 3.4 HỒI TIẾP DƢƠNG TRONG ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT ĐƢỜNG LÊN 42 3.5 CƠ CHẾ ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT. :Chương trình điều khiển công suất đa mức ( Multilevel) Hình 4.6 : So sánh mức công suất phát của cả 2 phương pháp ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH SVTH: TRẦN CÔNG KHÁNH TRANG 10

Ngày đăng: 28/06/2014, 12:14

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan