Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu thủ tục tìm ô trong LTE
Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE LỜI MỞ ĐẦU Trong thập kỷ qua, giới chứng kiến thành công to lớn mạng thông tin di động hệ thứ hai 2G Mạng 2G phân thành loại: GSM CDMA Tiếp nối hệ thứ 2, mạng thông tin hệ thứ ba 3G triển khai nhiều nơi giới Cải tiến bật 3G so với mạng 2G khả cung ứng truyền thông gói tốc độ cao nhằm triển khai dịch vụ truyền thông đa phương tiện Nhưng với yêu cầu ngày cao khách hàng, đòi hỏi có mạng băng rộng tốc độ cao mà lại cho phép hội tụ với mạng hữu tuyến cố định Trong tình hình đó, năm 2004 tổ chức 3GPP đưa công nghệ LTE, đề nhiều yêu cầu cao cho công nghệ Tốc độ liệu mạng di động LTE cao mạng di động khác thực cải thiện hiệu phổ tần Ngoài ra, LTE có kiến trúc đơn giản với giao tiếp mở giảm đáng kể lượng với thiết bị đầu cuối Thủ tục tìm ô LTE phần quan trọng thiết kế LTE Bản chất tìm ô thủ tục mà đầu cuối di động tìm ô tiềm để kết nối Bài nghiên cứu tập trung vào thủ tục tìm ô LTE, với chương kỹ thuật sử dụng đường xuống LTE OFDM Chương giới thiệu hệ thống LTE mục tiêu kỹ thuật truy nhập công nghệ Cuối cùng, chương giới thiệu thủ tục tìm ô LTE tín hiệu đồng mã nhận dạng ô để hỗ trợ việc tìm ô Trong thời gian ngắn, nhóm chúng em với hướng dẫn cô giáo – Thạc sỹ Phạm Thị Thúy Hiền cố gắng hoàn thiện trình bày nội dung tìm hiểu cách cô đọng xác Tuy nhiên báo cáo chắn nhiều sai sót, chúng em mong nhận đóng góp thầy cô để đề tài hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Nhóm Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE MỤC LỤC Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE Hình 1.1: Tiết kiệm phổ tần OFDM so FDM cổ điển: (a) FDM cổ điển, (b) OFDM Hình 1.2: Tính trực giao sóng mang OFDM Hình 1.3: Nguyên lý hoạt động IFFT Hình 1.4: Sơ đồ khối hệ thống truyền dẫn OFDM Hình 1.5: Dạng ký hiệu sau chèn lập cửa sổ phía phát, đáp ứng xung kim kênh ký hiệu OFDM hiệu dụng lấy phía thu Hình 1.6: Chèn khoảng bảo vệ Hình 1.7: Mô hình kênh phát thu OFDM miền tần số Hình 1.8 Thí dụ lưới thời gian-tần số cho OFDMA có bẩy người sử dụng từ a đến g Hình 1.9 cấp phát sóng mang liên tiếp cho người dùng OFDMA Hình 1.10 cấp phát sóng mang phân bố cho người dùng OFDMA Hình 1.11 điều khiển định thời đường phát đường lên Hình 1.12 sóng mang trực giao OFDM Hình 2.1 Mạng truy nhập LTE: nút giao diện Hình 2.2 : Tổng quan mạng lõi SAE Hình 2.3: Sơ đồ khối hệ thống truyền dẫn DFT-OFDM Hình 2.4: Sắp xếp sóng mang SC-FDMA Hình 2.5: Minh họa khác việc truyền ký hiệu số liệu theo thời gian OFDMA SC-FDMA Hình 2.6: Cấu trúc khung LTE loại cho hệ thống FDD Hình 2.7: Cấu trúc khung LTE loại cho hệ thống TDD Hình 3.1: Cấu trúc phân cấp nhận dạng ô Hình 3.2: Chuỗi CAZAC với độ dài 63, nguồn 25 Hình 3.3: Chuỗi CAZAC với độ dài 63, nguồn 29 Hình 3.4: Chuỗi CAZAC với độ dài 63, nguồn 34 Hình 3.5: Biên độ không đổi PSS Hình 3.6: Hàm tự tương quan PSS với nguồn 25 Hình 3.7: Hàm tự tương quan PSS với nguồn 29 Hình 3.8: Hàm tự tương quan PSS với nguồn 34 Hình 3.9: Sơ đồ xác định ký hiệu Hình 3.10: Xác định ký hiệu Hình 3.11: Tương quan chuỗi PSS sai lệch tần số Hình 3.12: Tương quan tín hiệu nhận chuỗi số với u=25 UE Hình 3.13: Tương quan tín hiệu nhận chuỗi số với u=29 UE Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE Hình 3.14: Tương quan tín hiệu nhận chuỗi số với u=34 UE Hình 3.15: Biểu đồ khối tìm kiếm SSS Hình 3.16: Tương quan tín hiệu đầu chuỗi số phép cho phần chẵn tín hiệu giải đan xen Hình 3.17: Tương quan tín hiệu đầu chuỗi số không phép cho phần chẵn tín hiệu giải đan xen Hình 3.18: Tương quan đầu chuỗi số phép với phần lẻ tín hiệu giải đan xen Hình 3.19: Tương quan đầu chuỗi số không phép với phần lẻ tín hiệu giải đan xen Hình 3.20: Giao diện tìm PSS Hình 3.21: Giao diện tìm SSS Hình 3.22: Các tham số giao diện tìm PSS Hình 3.23: Tương quan chéo chuỗi phát với chuỗi có nguồn u=25 Hình 3.24: Tương quan chéo chuỗi phát với chuỗi có nguồn u=29 Hình 3.25: Tương quan chéo chuỗi phát với chuỗi có nguồn u=34 Hình 3.26: Sự tương quan chuỗi số phép với chuỗi số s0(m0)(n) nhận Hình 3.27: Sự tương quan chuỗi số không phép với chuỗi số s0(m0)(n) nhận Hình 3.28: Sự tương quan chuỗi số phép với chuỗi số s1(m1)(n) nhận Hình 3.29: Sự tương quan chuỗi số không phép với chuỗi số s1(m1)(n) nhận Bảng 3.1: Chỉ số nguồn cho tín hiệu đồng sơ cấp Bảng 3.2: Sắp xếp mã nhận dạng lớp vật lý N(1)ID số m0 m1 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE Nghĩa tiếng việt Cụm từ viết tắt Từ tiếng anh (nếu có) 3GPP Third Generation Partnership Project B BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân BTS Base Tranceiver Station Trạm thu phát gốc C CP Tiền tố vòng (lặp, chu Cyclic Prefix trình) D (I)DFT (Inverse) Discrete Fourier Biến đổi Fourier rời rạc Transform (ngược) Frequency Division Duplex Song công theo tần số Frequency Division Ghép kênh phân chia Multiplexing theo tần số (Inverse) Fast Fourier Biến đổi Fourier nhanh Transform (ngược) General Packet Radio Dịch vụ vô tuyến gói Service chung Global System For Mobile Hệ thống thông tin di Communications động toàn cầu High Speed Downlink Truy nhập gói đường Packet Access xuống tốc độ cao High Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao F FDD FDM (I)FFT G GPRS GSM H HSDPA HSPA I Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE ICI Intercarrier Interference Nhiễu liên sóng mang ISI InterSymbol Interference Nhiễu liên ký hiệu Long Term Evolution Phát triển cho lâu dài L LTE M MIMO Multi-Input Multi-Output Nhiều đầu vào nhiều đầu O OFDM OFDMA Othorgonal Frequency Ghép kênh phân chia Division Multilplex theo tần số trực giao Othorgonal Frequency Đa truy nhập phân chia Division Multilplex Access theo tần số trực giao P PSS Primary Synchronization Signal Tín hiệu đồng sơ cấp Q QAM QPSK Quadrature Amplitude Điều chế biên độ cầu Modulation phương Quadrature Phase Shift Khóa dịch pha vuông Keying góc R RNC Radio Network Control Bộ điều khiển mạng vô tuyến S SC-FDMA SSS Single Carrier - Frequency Division Multiple Access Secondary Synchronization Signal T Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến Đa truy nhập phân chia theo tần số với sóng mang đơn Tín hiệu đồng thứ cấp Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE TDD Time Division Duplex TDM Time Division Multiplexing Song công theo thời gian Ghép kênh phân chia theo thời gian U UE UMTS User Equiment Thiết bị người sử dụng Universal Mobile Hệ thống thông tin di Telecommunications động toàn cầu Wideband Code Division Đa truy nhập phân chia Multiple Access theo mã băng rộng W WCDMA CHƯƠNG 1: KỸ THUẬT OFDM 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KỸ THUẬT OFDM OFDM phương pháp điều chế cho phép giảm méo tuyến tính kênh truyền dẫn vô tuyến phân tán gây Khái niệm OFDM đưa vào đầu năm 1960 Kỹ thuật OFDM sử dụng vài hệ thống quân tần số cao Vào năm 1980 OFDM nghiên cứu cho modems tốc độ cao áp dụng cho kỹ thuật di động số cho phép ghép kênh QAM sử dụng DFT Tuy nhiên năm 1990, OFDM đạt ổn định sử dụng để truyền thông liệu băng rộng qua kênh vô tuyến di động FM, đường dây thuê bao số tốc độ bit cao (HDSL: 1,6Mbps), đường dây thuê bao số bất đối xứng (ADSL: 6Mbps), đường dây thuê bao số tộc độ cao (VDSL 100Mbps), quảng bá audio số (DAB), quảng bá mặt đất Ưu điểm OFDM so với kỹ thuật truy nhập đơn sóng mang khác khả chống lại ảnh hưởng điều kiện kênh khắc nghiệt (như nhiễu băng hẹp, pha đinh chọn lọc tần số đa đường) mà không cần lọc cân phức tạp Cân kênh đơn giản OFDM xem nhiều tín hiệu băng hẹp điều chế chậm (chu kỳ lớn) tín hiệu băng rộng điều chế nhanh (chu kỳ nhỏ) Tốc độ ký hiệu chậm sử dụng hiệu khoảng thời gian bảo vệ ký hiệu từ loại bỏ nhiễu giao thoa ký hiệu 1.2 NGUYÊN LÝ OFDM Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE 1.2.1 Nguyên tắc chung Nguyên lý OFDM phân chia tổng băng thông cần truyền vào số sóng mang để truyền đồng thời sóng mang Bằng cách luồng số tốc độ cao chia thành nhiều luồng tốc độ thấp Vì giảm ảnh hưởng trễ đa đường chuyển đổi kênh pha đinh chọn lọc thành kênh pha đinh phẳng Như OFDM giải pháp cho tính chọn lọc kênh phađinh Việc chia tổng băng thông thành nhiều băng với sóng mang dẫn đến giảm độ rộng băng miền tần số tăng độ dài ký hiệu Số sóng mang lớn độ dài ký hiệu lớn Điều có nghĩa độ dài ký hiệu lớn so với thời gian trải rộng trễ kênh phađinh phân tán theo thời gian, hay độ rộng băng tần tín hiệu nhỏ độ rộng băng tần quán kênh Trong sơ đồ điều chế đa sóng mang, băng phải đủ nhỏ không chồng lấn lên (cần có khoảng bảo vệ) Như hình 1.1a OFDM trường hợp đặc biệt điều chế đa sóng mang Trong OFDM kênh chồng lấn lên , phải trực giao với hình 1.1b Nhờ không cần băng tần bảo vệ tiết kiệm phổ tần Hình 1.1: Tiết kiệm phổ tần OFDM so FDM cổ điển: (a) FDM cổ điển, (b) OFDM 1.2.2 Khái niệm trực giao OFDM Khái niệm OFDM sóng mang trực giao Từ trực giao OFDM ám mối quan hệ đặc biệt sóng mang hệ thống OFDM Sự trực giao sóng mang diễn giải hình 1.2 Tính trực giao đạt cách lựa chọn khoảng cách sóng mang phù hợp, cụ thể khoảng cách sóng mang nghịch đảo chu kỳ ký hiệu Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE Hình 1.2: Tính trực giao sóng mang OFDM Đỉnh công suất sóng mang trùng với mức công suất không sóng mang lại giảm nhỏ nhiễu đồng kênh Những ký hiệu trực giao tách nơi nhận kỹ thuật tương quan, nhiễu ký hiệu kênh loại bỏ 1.2.3 Xử lý tín hiệu số IFFT Ở dạng tổng quát ta trình bày tín hiệu OFDM băng tần gốc dạng tập N sóng mang điều chế truyền song song sau: ∞ N /2 −1 s(t ) =∑ ∑ X i ,k g k (t − kT ) k =−∞ i =− N /2 (1.1) Với i = -N/2, -N/2 + 1,… , -1, 0, 1, …,N/2 – Với e j 2π fit , t ∈ [0, T ] gi (t ) = 0, t ∉ [0, T ] thỏa mãn điều kiện trực giao sau: T t s +T ∫ ts 1, neu i = l gi (t ).g l * (t ) dt = 0, neu i ≠ l (1.2) X i,k Trong T gọi thời gian ký hiệu OFDM; ký hiệu điều chế thông thừơng truyền sóng mang khoảng thời gian ký hiệu OFDM thứ k; N số sóng mang (được chọn lũy thừa 2) f i tần số sóng mang Ta viết lại: Xi,k S(t)=N.IDFT( ) (1.3) IDFT biến đổi fourrier rời rạc ngược Biến đổi Fourrier nhanh đảo (thực chức giống IDFT hiệu suất cao mặt tính toán nên thường Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE sử dụng sơ đồ thực tiễn Thời gian ký hiệu OFDM sau IFFT ký hiệu TFFT Như tín hiệu OFDM thu nhờ xử lý tín hiệu số IFFT Hình 1.3: Nguyên lý hoạt động IFFT Hoạt động tầng IFFT cho hình 1.3 Trong miền tần số, trước đưa lên IFFT, mẫu rời rạc IFFT tương ứng với sóng mang Hầu hết sóng mang điều chế số liệu lưu lượng Các sóng mang bên không bị điều chế biên độ đặt không Các sóng mang không điều chế dùng để tạo băng tần bảo vệ trước tần số Nyquist để đảm bảo độ dốc lọc tương tự 1.3 SƠ ĐỒ TRUYỀN DẪN OFDM 1.3.1 Sơ đồ khối hệ thống truyền dẫn OFDM Luồng số cần truyền phân thành đoạn dài N SC.log2M bit , đó, NSC số sóng mang sử dụng để mang bit thông tin M số trạng thái sơ đồ điều chế Sau biến đổi S/P bit khối k chuyển thành NSC cụm zp,k với {p=0,1… , NSC -1}và {k= -∞,+∞; k để biểu thị cho thời điểm phát đoạn bit}, cụm có độ dài m= log2M bit (với điều chế 16 QAM, M=16 m= log2M=4) Sau MAP (sắp xếp tín hiệu điều chế) cụm z p,k xếp lên M vectơ điều chế để đủ N điểm cho IFFT, (N-NSC) giá trị bổ sung vào đầu IFFT N điểm Sau IFFT ta N mẫu tín hiệu miền thời gian: xi,k với {i= ,1, …, N-1} k={-∞, ∞} Sau N mẫu chèn thêm V mẫu CP để chống ICI Sau biến đổi song song thành nối tiếp, N+V mẫu thời gian chuyển đổi thành dãy x k nối tiếp Hình 1.4 trình bày tín hiệu OFDM rời rạc (sau P/S) miền thời gian miền tần số Sau biến đổi số vào tương tự ta tín hiệu s(t) Tại phía thu trình thực ngược lại Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến 10 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE Hình 3.18: Tương quan đầu chuỗi số phép với phần lẻ tín hiệu giải đan xen Hình 3.19: Tương quan đầu chuỗi số không phép với phần lẻ tín hiệu giải đan xen Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến 47 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE 3.4 XÂY DỰNG GIAO DIỆN CHO THỦ TỤC TÌM Ô Giao diện chương trình gồm giao diện tương ứng với hình 3.20 3.21 Đó hai giao diện hỗ trợ việc tìm kiếm tín hiệu đồng PSS SSS Mỗi giao diện gồm hai thành phần chính: • Phần nhập tham số (bên trái) • Phần đồ thị biểu diễn kết (bên phải) Hình 3.20: Giao diện tìm PSS Hình 3.21: Giao diện tìm SSS Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến 48 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE Các tham số đầu vào chương trình tìm kiếm tín hiệu đồng sơ cấp: Nguồn u chuỗi Zadoff-Chu sử dụng tín hiệu đồng sơ cấp (trong phần mô giả sử u=25) Các tham số đầu vào chương trình tìm kiếm tín hiệu đồng thứ cấp: Giá trị m tương quan (giá trị mà UE nhận ô phát tín hiệu đồng giá m nhận hai giá trị 25 26 ) m0 lấy từ nhóm mã nhận dạng lớp vật lý N(1) ID từ tín hiệu đồng thứ cấp m1 lấy từ nhóm mã nhận dạng lớp vật lý N(1) ID từ tín hiệu đồng thứ cấp Phân tích thủ tục tìm ô giao diện: Giao diện 1: Tìm kiếm PSS Hình 3.22: Các tham số giao diện tìm PSS Trong phần này, xem xét vào toán thay đổi tham số nguồn u chuỗi Zadoff-Chu phát tín hiệu đồng sơ cấp Và cho chuỗi UE nhận tương quan chéo với chuỗi mà UE lưu sẵn nhớ Các giá trị mà nguồn u nhận 25, 29, 34 Nhưng ta giả sử chuỗi phát với nguồn u = 25 Tại hình 3.23, hình 3.24, hình 3.25 mô tả tương quan chéo chuỗi ZadoffChu phát với nguồn u = 25 tín hiệu đồng sơ cấp với chuỗi lưu nhớ UE với nguồn u 25, 29, 34 Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến 49 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE Hình 3.23: Tương quan chéo chuỗi phát với chuỗi có nguồn u=25 Hình 3.24: Tương quan chéo chuỗi phát với chuỗi có nguồn u=29 Hình 3.25: Tương quan chéo chuỗi phát với chuỗi có nguồn u=34 Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến 50 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE Từ hình 2.23 đến 2.25 thể rõ ràng biên độ tương quan lớn chuỗi số thu tương thích với ba chuỗi số tín hiệu đồng sơ cấp lưu nhớ UE Do từ xác định chuỗi số có nguồn u=25 chuỗi phát xác định N(1) ID bảng 3.1 Giao diện 2: Tìm kiếm SSS Tìm kiếm SSS thực chất tìm kiếm hai giá trị m m1 để sau UE sử dụng bảng 3.2 xác định mã nhận dạng cell Để xác định m0 m1, UE tín hiệu nhận giải đan xen thành hai phần chẵn, lẻ d(2n) d(2n+1) Khi N(2)ID xác định từ PSS, UE xác định mã ngẫu nhiên hóa c0(n) thực giải ngẫu nhiên hóa từ tín hiệu nhận Do d(2n)=s0(m0)(n)c0(n) có giá trị chưa biết s0(m0)(n) s0(m0)(n) xác định bảng 3.2 theo bảng m m1 nhận giá trị khoảng đến 30 Do đó, UE tương quan với tín hiệu giải ngẫu nhiên hóa với 30 s 0(m0)(n) Hình 3.26 3.27 đưa tương quan chuỗi số phép chuỗi số không phép với m tương ứng 25 28 với chuỗi số s0(m0)(n) nhận với m0 = 25 Xác định m1, UE biết giá trị m0, giá trị sử dụng để giải ngẫu nhiên hóa chuỗi z, chuỗi z có phương trình z1(m0)(n) = z% (n+(m0 mod8))mod 31) (giả sử tìm giá trị m0) Sử dụng phương trình: d(2n) = { ( m0 ) S0 S1m1 d(2n+1) = { (n )Co (n ) Trong khung (n )C0 (n ) Trong khung S1( m1 ) (n)C1 (n)Z1( m0 ) (n) Trong khung con0 S0m (n)C1 (n)Z1m1 (n) Trong khung con5 Nếu UE thuộc khung 0, UE xác định c 0, m0 xác định cách sử dụng s0(.) sử dụng m0 để giải ngẫu nhiên hóa z1 c1 giải ngẫu nhiên hóa biết giá trị N (2)ID Bây giờ, s1 d(2n+1) kết hợp với 30 chuỗi máy thu để đưa giá trị m Hình 3.28 3.29 đưa tương quan chuỗi số phép chuỗi số không phép với m1 tương ứng 26 29 với chuỗi số s1(m1)(n) nhận với m1 = 26 Trong hình 3.26 3.27 đỉnh hai tương quan có giá trị gần giống nhau, đỉnh tương quan hình 3.26 lại xuất đầu dãy số Do UE xác định m0 = 25 Tương tự vậy, hình 3.28và 3.29 đỉnh hai tương quan có giá trị gần giống nhau, đỉnh tương quan hình 3.28 lại xuất đầu dãy số Do UE xác định m1 = 26 Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến 51 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE Hình 3.26: Sự tương quan chuỗi số phép với chuỗi số s0(m0)(n) nhận Hình 3.27: Sự tương quan chuỗi số không phép với chuỗi số s0(m0)(n) nhận Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến 52 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE Hình 3.28: Sự tương quan chuỗi số phép với chuỗi số s1(m1)(n) nhận Hình 3.29: Sự tương quan chuỗi số không phép với chuỗi số s1(m1)(n) nhận Từ hai giá trị m0=25, m1=26 u=25 ta xác định N (1)ID = 25 N(2)ID=0 Do mã nhận dạng ô là: NcellID = 3N(1)ID + N(2)ID hay NcellID = 3×25 + = 75 Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến 53 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến 54 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE KẾT LUẬN CHUNG Bài nghiên cứu giới thiệu công nghệ LTE, kỹ thuật OFDM, SCFDMA sử dụng công nghệ cấu trúc khung mà LTE sử dụng Và nghiên cứu tìm hiểu tín hiệu đồng bộ, thủ tục tìm ô LTE đưa thủ tục phương pháp mà UE sử dụng để tìm kiếm ô vô tuyến Cuối nghiên cứu đưa giao diện (matlab) thủ tục tìm ô giúp cho việc hiểu xác định thủ tục tìm ô cách dễ dàng Do kiến thức kinh nghiệm chưa có nhiều nên nghiên cứu chúng em mang tính chất tìm hiểu tổng quan thủ tục tìm ô LTE Trong tương lai chúng em nghiên cứu sâu kỹ thuật như: - Nghiên cứu mã nhận dạng lớp vật lý thủ tục tìm ô Nghiên cứu phương pháp cải thiện hiệu suất tìm ô LTE Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến 55 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE PHỤ LỤC CODE TRONG BÀI NGHIÊN CỨU a Khởi tạo thông số cho ký hiệu % Khoi tao gia tri nguon cua chuoi Zadoff-Chu u=25; u1=29; u2=34; % Khoi tao cac tham so cho chuoi d=zeros(1,64); d1=zeros(1,64); d2=zeros(1,64); % Tao chuoi voi gia tri nguon for n=0:62 d(n+1)=exp(-j*(pi*u*n*(n+1))/63); d1(n+1)=exp(-j*(pi*u1*n*(n+1))/63); d2(n+1)=exp(-j*(pi*u2*n*(n+1))/63); end % Loai bo phan trung tam d(32)=0; d1(32)=0; d2(32)=0; transmitted_sec_signal_1=ifft(d); SCFDMA.channel=[1 0 0.1 0 j*0.1 -0.05]; transmitted_sec_signal_2=[transmitted_sec_signal_1(49:64) transmitted_sec_signal_1 transmitted_sec_signal_1(49:64) transmitted_sec_signal_1]; transmitted_sec_signal_3=filter(SCFDMA.channel,1,transmitted_sec_signal_2); transmitted_sec_signal=transmitted_sec_signal_3.*exp(j*2*pi*(0:length(transmitted_sec_ signal_3)-1)*(1/63)); % Uoc tinh khung dau tien delay_line=zeros(1,65); delay_len=64; autocor_set=zeros(1,64); croscor_set=zeros(1,64); for nn=1:length(transmitted_sec_signal) delay_line=[transmitted_sec_signal(nn) delay_line(1:64)]; autocor(nn)=delay_line(65)*conj(delay_line(65)); croscor(nn)=delay_line(1)*conj(delay_line(65)); autocor_set=[autocor(nn) autocor_set(1:63)]; Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến 56 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE croscor_set=[croscor(nn) croscor_set(1:63)]; autocor_sum(nn)=sum(autocor_set); croscor_sum(nn)=sum(croscor_set); preamble_start_detection(nn)=croscor_sum(nn)/(autocor_sum(nn)+00000.1); end for q=1:100 if abs(preamble_start_detection(q)) > 0.5 frame_start=q; break; end end plot(abs(preamble_start_detection) ); grid on; b Tạo tín hiệu PSS % Bien doi IFFT cho chuoi tin hieu phat OFDM ofdm_transmitted_3=ifft(d); % Chen CP ofdm_transmitted_2=[ofdm_transmitted_3(49:64) ofdm_transmitted_3]; % Khoi tao kenh SCFDMA.channel=[1 0 0.1 0 j*0.1 -0.05]; % Bo loc thong kenh ofdm_transmitted_1=filter(SCFDMA.channel,1,ofdm_transmitted_2); % Them spin ofdm_transmitted_4=ofdm_transmitted_1.*exp(j*2*pi*(0:length(ofdm_transmitted_ 1)- 1)*(1/63)); ofdm_transmitted=ofdm_transmitted_4(17:80); %Bien doi FFT cho tin hieu OFD tai may thu ofdm_received=fft(ofdm_transmitted); % FFT cua tin hieu tham khao tai may thu fft_op=fft(d); fft_op1=fft(d1); fft_op2=fft(d2); fft_op_rotated=fft(ofdm_received); conj_prod_cross1=fft_op_rotated.*conj(fft_op1); ifft_op_cross1=ifft(conj_prod_cross1); plot(abs(fftshift(ifft_op_cross1))); Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến 57 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE grid on; title('Tuong quan cheo cua chuoi CAZAC phat co nguon u=25 voi chuoi co nguon 29'); xlabel('Tre'); ylabel('Bien do'): axis([0 64 70]) conj_prod_cross2=fft_op_rotated.*conj(fft_op2); ifft_op_cross2=ifft(conj_prod_cross2); plot(abs(fftshift(ifft_op_cross2))); grid on; title('Tuong quan cheo cua chuoi CAZAC phat co nguon u=25 voi chuoi co nguon 34'); xlabel('Tre'); ylabel('Bien do'); axis([0 64 70]) conj_prod_cross3=fft_op_rotated.*conj(fft_op); ifft_op_cross3=ifft(conj_prod_cross3); plot(abs((ifft_op_cross3))); grid on; title('Tuong quan cheo cua chuoi CAZAC phat co u=25 va chuoi co u=25 sai lech tan so 15KHz'); xlabel('Tre'); ylabel('Bien do'); plot(abs(d)); xlabel('mau'); ylabel('bien khong doi'); axis([0 70 2]); grid on; c Tạo tín hiệu SSS % d(2n)= s0m0(n)c0(n) % d (2n+1) = s1m1(n)c1(n)z1m0(n); khung % d(2n)=s1m1(n)c0(n) % d(2n+1)=s0m0(n)c1(n)z1m1(n); khung % voi 0[...]... tham khảo phân bố : - Đồng Chỉnh sóng mang Khoa viễn thông 1 - Bộ môn vô tuyến 17 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô trong LTE - Đồng chỉnh đồng hồ mẫu Khoa viễn thông 1 - Bộ môn vô tuyến 18 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô trong LTE CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG LTE 2.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LTE 2.1.1 Giới thiệu về hệ thống LTE LTE là công nghệ vô tuyến băng rộng được thiết kế để hỗ trợ chuyển vùng truy... khung LTE loại 2 cho hệ thống TDD Khoa viễn thông 1 - Bộ môn vô tuyến 27 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô trong LTE CHƯƠNG 3:THỦ TỤC TÌM KIẾM Ô Khi thiết bị di động sử dụng công nghệ LTE bật nguồn, nó có thể tìm kiếm các ô và cố định một ô để tiếp tục liên lạc Có rất nhiều thiết bị di động đồng thời cố gắng truy nhập vào cùng một tập ô, và vì thế các thiết bị di động bắt đầu tìm kiếm một cách vô thức... của OFDMA Nó được LTE sử dụng cho đường lên Đây là một công nghệ đầy hứa hẹn cho thông tin đường lên tốc độ cao trong các hệ thống viễn thông di động trong tương lai Khoa viễn thông 1 - Bộ môn vô tuyến 22 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô trong LTE 2.3.2 SC-FDMA Mục tiêu của lập biểu đường lên là cung cấp mức đỉnh của tín hiệu thấp tương đương với mức đỉnh của tín hiệu trong WCDMA trong khi vẫn cung... vô thức khi không có thông tin về băng thông được phân bổ Vì vậy việc tìm kiếm các ô khởi tạo cũng phải được đồng bộ về thời gian và tần số Và chương này đưa ra nghiên cứu cách mà các thiết bị di động LTE có thể tìm và xác định ô tiềm năng nhất và gần nó Việc đồng bộ tần số và thời gian cũng là một trong những yêu cầu cần thiết trong thủ tục tìm kiếm ô của thiết bị di động LTE Tìm kiếm ô là chức năng... năng tối đa trong bán kính 5km - Giảm nhẹ trong bán kính từ 5 – 30km Khoa viễn thông 1 - Bộ môn vô tuyến 19 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô trong LTE - Có thể phủ sóng đến 100km nhưng không đảm bảo được các tiêu chuẩn 2.2 KIẾN TRÚC MẠNG LTE Như các hệ thống thông tin di động tổ ong khác, do có nhiều kiểu chức năng khác nhau nên kiến trúc hệ thống LTE cũng được chia thành mạng truy nhập vô tuyến-RAN... thống di động nào, trong đó đồng bộ tần số và thời gian được thực hiện giữa các thiết bị di động và mạng Việc tìm kiếm ô thành công và lựa chọn các thủ tục để có thể biết được các thông tin ban đầu của hệ thống là việc cần thiết của UE trước khi thực hiện các bước tiếp theo để giao tiếp với mạng Trong hệ thống LTE, việc tìm ô được thực hiện theo thủ tục tìm kiếm ô phân cấp, trong đó mỗi ô LTE được xác định... Thông thường dạng sóng mang con trong OFDM có dạng sinc Nó được cho bởi công thức: Khoa viễn thông 1 - Bộ môn vô tuyến 16 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô trong LTE sin c( x) = sin( x) x (1.4) Nó được mô tả ở hình 1.12 Hình 1.12 sóng mang con trực giao OFDM Vì điểm trở về 0 của các hàm sinc(x) đều giống nhau ( trùng nhau) nên chừng nào dịch tần δ=0 thì sẽ không có nhiễu giữa các sóng mang con Trong. .. nguyên vô tuyến của một ô, các quyết định chuyển giao, lập biểu cho cả đường lên và đường xuống trong các ô của mình… Khoa viễn thông 1 - Bộ môn vô tuyến 20 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô trong LTE s1 eNB Gate way X2 eNBde B S8 X2 Gate way eNB Hình 2.1 Mạng truy nhập LTE: các nút và các giao diện • Giao diện của eNodeB với mạng lõi và với các eNodeB khác: eNodeB được nối tới mạng lõi thông qua... bộ hóa thô Những vấn đề UE thực hiện trong suốt quá trình bắt đầu khởi tạo: 1) 2) UE xác định ký hiệu đầu tiên UE tìm kiếm một ô và thực hiện đồng bộ tần số thô Khoa viễn thông 1 - Bộ môn vô tuyến 33 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô trong LTE 3) 4) 5) UE xác định tần số sóng mang UE thực hiện đồng bộ thời gian UE thực hiên đồng bộ tần số chuẩn xác Những vấn đề trên sẽ được giải thích trong các... không đổi ngoại trừ tại những điểm DC Khoa viễn thông 1 - Bộ môn vô tuyến 35 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô trong LTE Tự tương quan của ba chuỗi này được thể hiện trong hình 3.6, 3.7, 3.8 Các búp cạnh xuất hiện trên hình là do chuỗi CAZAC không hoàn hảo do có sự loại bỏ thành phần DC Hình 3.5: Biên độ không đổi của PSS Hình 3.6: Hàm tự tương quan của PSS với nguồn 25 Khoa viễn thông 1 - Bộ môn ... thông - Bộ môn vô tuyến 17 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE - Đồng chỉnh đồng hồ mẫu Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến 18 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG LTE. .. từ ô vô tuyến Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến 44 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE Hình 3.15: Biểu đồ khối tìm kiếm SSS Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến 45 Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ. ..Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE MỤC LỤC Khoa viễn thông - Bộ môn vô tuyến Đề tài NCKH: Nghiên cứu thủ tục tìm ô LTE Hình 1.1: Tiết kiệm phổ tần OFDM so FDM