Đang tải... (xem toàn văn)
Trước những thách thức đó, sự ra đời của kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao – OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) là một trong những công nghệ đột phá đẩy mạnh sự phát triển của hệ thống thông tin di động .Kỹ thuật MIMO ra đời sau đó không lâu cũng là một bước tiến trong truy cập vô tuyến băng rộng. Cùng với kỹ thuật OFDM nhiều kỹ thuật ước lượng kênh truyền cũng được áp dụng để bên thu nắm được thông tin về kênh truyền cũng như các tác động của kênh truyền đến tín hiệu. Nhờ đó việc giải mã sẽ chính xác hơn và nâng cao chất lượng của các dịch vụ di động.Để tiếp cận sự phát triển của ngành công nghệ viễn thông hiện nay, Đồ án tốt nghiệp này tập trung nghiên cứu và khảo sát một mảng nhỏ trong kỹ thuật MIMOOFDM đó là: TÌM HIỂU KỸ THUẬT PHÂN TẬP ANTEN TRONG HỆ THỐNG OFDM.Phương pháp nghiên cứu xuyên suốt của đồ án là tìm hiểu lý thuyết, tính toán mô phỏng, để từ đó minh hoạ cho một hệ thống thông tin di động áp dụng các kỹ thuật công nghệ mới hiện nay. Để thực hiện được nội dung đó, đồ án được kết cấu thành 4 chương:Chương 1: Tổng quan kỹ thuật OFDMChương 1 của Đồ án trình bày lý thuyết về OFDM gồm nguyên tắc điều chế, giải điều chế đa sóng mang trực giao, nguyên tắc chèn tiền tố lặp để tránh nhiễu xuyên kí tự do fading đa đường, sơ đồ khối hệ thống OFDM và chức năng các khối. Chương này cũng trình bày các ưu nhược điểm và một số ứng dụng của kỹ thuật OFDM.Chương 2: Lý thuyết kênh truyền.Thông tin liên lạc trong mạng chịu ảnh hưởng rất lớn từ kênh truyền vô tuyến. Vì vậy để hệ thống thu phát có thể khắc phục được những vấn đề này thì điều quan trọng là chúng ta cần phải nắm được các đặc tính của kênh truyền. Chương 2 của đồ án trình bày các tác động của kênh vô tuyến lên tín hiệu và một số phương pháp ước lượng kênh truyền cơ bản cho việc khôi phục dữ liệu.Chương 3: Mã hóa không gian thời gian Spacetime codingMột hệ thống thông tin di động truyền thống sử dụng một anten phát và một anten thu không thể khắc phục triệt để các ảnh hưởng của kênh fading đa đường lên tín hiệu. Chương 3 trình bày các kỹ thuật phân tập và mô hình toán học của kỹ thuật phân tập mã hóa theo không gianthời gian SpaceTime Coding theo mô hình Alamouti và so sánh những ưu nhược điểm của mô hình phân tập phát và thu khi thực thi hệ thống.Chương 4: Mô phỏng hệ thống MIMOOFDMĐể hiểu rõ hơn về cấu trúc hệ thống và mô hình toán học, chương 4 thực hiện mô phỏng một hệ thống OFDM kết hợp với kỹ thuật phân tập phát và thu bằng chương trình MATLAB. Đồng thời chương này cũng thực hiện hai phương pháp ước lượng kênh truyền cơ bản là ML và MAP theo lý thuyết trình bày ở chương 2. Từ đó rút ra một số nhận xét.
1 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ADSL AWGN BER BLAST Asymmetric Digital Subscriber Line Additive White Gaussian Noise Bit Error Rate Bell-Laboratories Layered Space Đường thuê bao số bất đồng Tạp âm Gaussian trắng cộng Tỷ số lỗi bit Mã không gian thời gian lớp BPSK BS CCI CP CSI DAB DFT DS DSP DSSS DVB FDM Time Binary Phase Shift Keying Base Station Co-channel interference Cyclic Prefix Channel State Information Digital Audio Broadcast system Discrete Fourier Transform Delay Spread Digital Signal Processing Direct Sequence Spread Spectrum Digital Video Broadcast Frequency Division Multiplexing phòng thí nghiệm Bell Điều chế pha nhị phân Trạm sở Nhiễu đồng kênh Tiền tố lặp Thông tin trạng thái kênh truyền Hệ thống phát số Biến đổi Fourier rời rạc Trải trễ Xử lí tín hiệu số Trải phổ chuỗi trực tiếp Mạng quảng bá truyền hình số Ghép kênh phân chia theo tần FEC FFT HDSL Forward Error Correction Fast Fourier Transform High-bit-rate Digital Subscriber số Sửa lỗi tiến Biến đổi Fourier nhanh Đường dây thuê bao số tốc độ HDTV HPA ICI Line High Definition Televison High Power Amplifier Inter-Carrier Interference cao Truyền hình độ phân giải cao Bộ khuếch đại công suất lớn Nhiễu giao thoa sóng IEEE Institute of Electrical and mang Viện kĩ thuật Điện Điện tử IFFT ISI LOS MC MIMO MISO ML MRRC Electronics Engineers Inverse Fast Fourier Trasform Inter Symbol Interference Light of Sight Multicarrier Communication Multiple Input Multiple Output Multiple Input Single Output Maximun Likelihood Maximum Ratio Receive Biến đổi Fourier ngược nhanh Nhiễu giao thoa liên kí tự Tầm nhìn thẳng Truyền dẫn đa sóng mang Đa đầu vào đa đầu Đa đầu vào, đầu đơn Hợp lý cực đại Kết hợp thu tỷ số cực đại MS Combining Mobile Station Thuê bao di động NLOS OFDM NonLight Of Sight Orthogonal Frequency Division Không phải tầm nhìn thẳng Ghép kênh phân chia theo tần PAPR Multiplexing Peak to Average Power Ratio số trực giao Tỷ số công suất đỉnh công PSK QAM QPSK SIMO SISO SNR STBC STC STTC SVD UWB VDSL Phase Shift Keying Quadrature Amplitude Modualtion Quadrature Phase Shift Keying Single Input Multiple Output Single Input Single Output Signal-to-Noise Ratio Space –Time Block Code Space Time Coding Space-Time Trellis Code Singular Value Decomposition Ultra-Widebanb Very-high-speed Digital Subscriber suất trung bình Khoá dịch pha Điều chế biên độ cầu phương Khoá dịch pha cầu phương Đơn đầu vào, đa đầu Đơn đầu vào, đầu đơn Tỷ số tín hiệu nhiễu Mã khối không gian thời gian Mã hoá không gian thời gian Mã lưới không gian thời gian Phân tích giá trị riêng Siêu băng rộng Đường dây thuê bao số tốc độ WBMCS Line Wireless Broadbanb Multimedia cao Hệ thống truyền thông đa Communication Systems phương tiện không dây băng Wireless Local Area Network Worldwide Interoperability for thông rộng Mạng cục không dây Khả kết nối không dây Microwave Access diện rộng với truy nhập WLAN WIMAX viba LỜI MỞ ĐẦU Xã hội ngày phát triển kéo theo nhu cầu tìm hiểu thông tin nhu cầu giải trí nhiều Sự đời thiết bị thông tin đại nhằm phục vụ cho nhu cầu Các nhà cung cấp dịch vụ bắt buộc phải nghiên cứu ký thuật để đáp ứng vấn đề tốc độ chất lượng dịch vụ di động Trước thách thức đó, đời kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao – OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) công nghệ đột phá đẩy mạnh phát triển hệ thống thông tin di động Kỹ thuật MIMO đời sau không lâu bước tiến truy cập vô tuyến băng rộng Cùng với kỹ thuật OFDM nhiều kỹ thuật ước lượng kênh truyền áp dụng để bên thu nắm thông tin kênh truyền tác động kênh truyền đến tín hiệu Nhờ việc giải mã xác nâng cao chất lượng dịch vụ di động Để tiếp cận phát triển ngành công nghệ viễn thông nay, Đồ án tốt nghiệp tập trung nghiên cứu khảo sát mảng nhỏ kỹ thuật MIMOOFDM là: TÌM HIỂU KỸ THUẬT PHÂN TẬP ANTEN TRONG HỆ THỐNG OFDM Phương pháp nghiên cứu xuyên suốt đồ án tìm hiểu lý thuyết, tính toán mô phỏng, để từ minh hoạ cho hệ thống thông tin di động áp dụng kỹ thuật công nghệ Để thực nội dung đó, đồ án kết cấu thành chương: Chương 1: Tổng quan kỹ thuật OFDM Chương Đồ án trình bày lý thuyết OFDM gồm nguyên tắc điều chế, giải điều chế đa sóng mang trực giao, nguyên tắc chèn tiền tố lặp để tránh nhiễu xuyên kí tự fading đa đường, sơ đồ khối hệ thống OFDM chức khối Chương trình bày ưu nhược điểm số ứng dụng kỹ thuật OFDM Chương 2: Lý thuyết kênh truyền Thông tin liên lạc mạng chịu ảnh hưởng lớn từ kênh truyền vô tuyến Vì để hệ thống thu phát khắc phục vấn đề điều quan trọng cần phải nắm đặc tính kênh truyền Chương đồ án trình bày tác động kênh vô tuyến lên tín hiệu số phương pháp ước lượng kênh truyền cho việc khôi phục liệu Chương 3: Mã hóa không gian thời gian Space-time coding Một hệ thống thông tin di động truyền thống sử dụng anten phát anten thu khắc phục triệt để ảnh hưởng kênh fading đa đường lên tín hiệu Chương trình bày kỹ thuật phân tập mô hình toán học kỹ thuật phân tập mã hóa theo không gian-thời gian Space-Time Coding theo mô hình Alamouti so sánh ưu nhược điểm mô hình phân tập phát thu thực thi hệ thống Chương 4: Mô hệ thống MIMO-OFDM Để hiểu rõ cấu trúc hệ thống mô hình toán học, chương thực mô hệ thống OFDM kết hợp với kỹ thuật phân tập phát thu chương trình MATLAB Đồng thời chương thực hai phương pháp ước lượng kênh truyền ML MAP theo lý thuyết trình bày chương Từ rút số nhận xét Do điều kiện thời gian kiến thức hạn hẹp nên phần trình bày em tránh khỏi thiếu sót Rất mong góp ý thầy cô bạn bè Để hoàn thành đồ án em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình Thầy Phạm Châu thầy cô giáo Khoa Điện tử-Viễn thông, Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng Đà Nẵng, ngày 10 tháng 01 năm 2013 Sinh viên thực Trần Đình Toàn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT OFDM 1.1 Giới thiệu chương Cùng với phát triển công nghệ truyền thông đa phương tiện vấn đề sử dụng hiệu băng thông truyền dẫn khắc phục vấn đề môi trường truyền dẫn Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM xem giải pháp khả quan cho vấn đề Hiện nay, nhiều chuẩn mạng không dây Wifi, DVB, Wi-Max, LTE ứng dụng kỹ thuật OFDM phương tiện để phát triển mạnh mẽ mạng thông tin di động tốc độ cao Chương tìm hiểu kỹ thuật OFDM, qua khái niệm, phát triển OFDM, tính trực giao sóng mang, sơ đồ khối thông số kỹ thuật ứng dụng OFD giúp hiểu rõ kỹ thuật 1.2 Khái niệm OFDM Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM (Orthogonal frequencydivision multiplexing) trường hợp đặc biệt phương pháp điều chế đa sóng mang R.W Chang phát minh năm 1966 Mỹ, tập hợp ký tự điều chế song song sóng mang phụ trực giao Nhờ phổ tín hiệu sóng mang phụ cho phép chồng lấn lên mà phía thu khôi phục lại tín hiệu ban đầu Sự chồng lấn phổ tín hiệu làm cho hệ thống OFDM có hiệu suất sử dụng phổ lớn nhiều so với kỹ thuật điều chế thông thường 1.3 Sự phát triển OFDM 1.3.1 Kỹ thuật FDM Là kỹ thuật ghép kênh truyền thống thoại kênh quảng bá Giữa sóng mang phải có khoảng bảo vệ tần số không mang liệu để tránh tượng chồng phổ Do ưu điểm FDM tránh nhiễu xuyên kênh ICI hiệu quả, nhiên điều làm giảm hiệu sử dụng băng thông 1.3.2 Truyền dẫn đa sóng mang Là dạng FDM, tín hiệu vào chia thành N tín hiệu nhỏ song song, sau điều chế chúng N sóng mang khác ghép kênh đưa lên kênh truyền Khi chịu ảnh hưởng xấu từ đáp ứng kênh truyền có phần nhỏ tín hiệu có ích bị nên không ảnh hưởng đến việc khôi phục tín hiệu gốc Do vậy, sử dụng sóng mang có tốc độ bit thấp tín hiệu gốc khôi phục xác Tuy nhiên sóng mang cần khoảng bảo vệ tần số để tránh nhiễu nên hiệu sử dụng băng thông 1.3.3 Kỹ thuật OFDM Được bắt nguồn từ kỹ thuật FDM, xem kỹ thuật kết hợp điều chế ghép kênh OFDM chia phổ tần có thành nhiều sóng mang con, sóng mang điều chế để truyền luồng liệu tốc độ thấp Các sóng mang trực giao với nhau, cho phép phổ chúng chồng lấn lên mà hoàn toàn không cần dải bảo vệ, nên tiết kiệm băng thông đáng kể so với FDM truyền thống f2 f1 f0 Duration TS 1/TS f0 f1 f2 f Hình 1.1: Phổ tín hiệu OFDM 1.4 Tính trực giao Các tín hiệu trực giao với chúng độc lập tuyến tính với nhau, cho phép truyền lúc nhiều tín hiệu kênh chung mà không gây nhiễu Trong kỹ thuật OFDM, phổ sóng mang phụ chồng lấn lên nhau, tín hiệu gốc khôi phục mà can nhiễu sóng mang kề cận Về mặt toán học, tập hợp hàm gọi trực giao thỏa mãn biểu thức: Ta xét hàm Si(t) thỏa mãn tính trực giao sử dụng kỹ thuật OFDM Xét tính trực giao hai sóng sin sau: Si = sin(mωt) Sj = sin(nωt) Nếu hai sóng sin có tần số dạng sóng hợp thành dương, giá trị trung bình khác không Các dạng sóng sin cosin có giá trị trung bình chu kỳ không thỏa mãn tính trực giao sóng nên sử dụng làm sóng mang phụ điều chế tín hiệu Về ý nghĩa vật lý, giải điều chế tín hiệu cao tần này, giải điều chế không nhìn thấy tín hiệu cao tần kia, kết không bị tín hiệu cao tần gây nhiễu Về phương diện phổ, điểm phổ có lượng cao sóng mang rơi vào điểm không sóng mang khác [1] h(n) 1.5 Sơ đồ khối hệ thống OFDM xf(n) x(n) Hình 1.2: Mô hình hệ thống OFDM Mô hình hệ thống OFDM thể hình Tại bên truyền, tín hiệu nhị phân mã hóa điều chế, tiếp đến chèn ký tự pilot, tín hiệu điều chế X(k) đưa đến khối IFFT biến đổi tín hiệu từ miền tần số sang miền thời gian x(n): với n số sóng mang con, k số sóng mang Khoảng bảo vệ chèn vào để loại bỏ nhiễu (nhiễu xuyên ký tự ISI, nhiễu xuyên kênh ICI truyền kênh vô tuyến di động đa đường) hệ thống OFDM người ta dùng tiền tố lặp CP có chứa phần chép phần cuối ký tự OFDM Tín hiệu truyền chịu tác động kênh truyền fading lựa chọn tần số nên thêm nhiễu trắng AWGN Tại đầu thu, khoảng bảo vệ loại bỏ, mẫu chuyển từ miền thời gian sang miền tần số FFT, giải mã 1.5.1 Mã hóa kênh Trong thực tế, yêu cầu việc thiết kế phải thực tốc độ truyền số liệu yêu cầu (thường xác định dịch vụ cung cấp) băng thông hạn chế kênh truyền sẵn có công suất hạn chế tùy ứng dụng cụ thể Hơn nữa, phải đạt tốc độ với tỉ số BER thời gian trễ chấp nhận Nếu tuyến truyền dẫn PCM không đạt tỉ số BER yêu cầu với ràng buộc cần phải sử dụng phương pháp mã hóa điều khiển lỗi, gọi mã hóa kênh.[2] Mã hóa kênh sử dụng để phát sửa ký tự hay bit thu bị lỗi, bao gồm mã phát lỗi mã sửa lỗi Cả hai loại mã đưa thêm độ dư vào liệu phát, độ dư thêm vào mã sửa lỗi nhiều mã phát lỗi Lý mã sửa lỗi, độ dư thêm vào phải đủ cho bên thu không phát lỗi mà sửa lỗi, không cần phải truyền lại Có hai loại mã điều khiển lỗi mã khối (block code) mã chập (convolutional code) Trong OFDM, theo số khuyến nghị, người ta kết hợp mã hóa với kỹ thuật xen rẽ (interleaving) để khắc phục lỗi chùm (burst error) thường xuất thông tin đa sóng mang tượng Fading lựa chọn tần số Các lỗi chùm sửa loại mã hóa kênh Nhờ vào kỹ thuật xen rẽ, người ta chuyển lỗi chùm (nếu có xảy ra) thành lỗi ngẫu nhiên lỗi ngẫu nhiên dễ dàng khắc phục loại mã hóa kênh 1.5.2 Điều chế giải điều chế số băng sở Sau mã hóa xen rẽ, dòng bit nhánh điều chế BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM Dòng bit nhánh xếp thành nhóm có số bit khác (1, 2, 4, 6,…) tương ứng với phương pháp điều chế BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM,… 1.5.3 Kỹ thuật điều chế OFDM Trong hệ thống OFDM tín hiệu đầu vào dạng bit nhị phân cần phải điều chế số, chuyển sang tín hiệu phức để đưa vào biến đổi IFFT Tùy theo yêu cầu tốc độ truyền dẫn chất lượng tín hiệu mà hệ thống sử dụng mức điều chế M khác Dạng điều chế qui định số bit ngõ vào log2M số phức dn= an + jbn ngõ 10 %[CIR_est] = CIR_estimation(tx_pilot_sig, CIR, No, pilot_pos, N_fft, N_tx, N_rx, L); % Received signal generation %[rx_sig,FD_rx_sig] = Rx_Sig_Generator(N_tx,N_rx,L,N_fft,data_pos,No,CIR,tx_data_sig); [rx_sig_SISO,FD_rx_sig_SISO] = Rx_Sig_Generator(1,1,L,N_fft,data_pos,No1,CIR,tx_data_sig); [rx_sig_ALM_2x1,FD_rx_sig_ALM_2x1] = Rx_Sig_Generator(2,1,L,N_fft,data_pos,No2,CIR,tx_data_sig); [rx_sig_ALM_2x2,FD_rx_sig_ALM_2x2] = Rx_Sig_Generator(2,2,L,N_fft,data_pos,No2,CIR,tx_data_sig); [rx_sig_MRC_1x2,FD_rx_sig_MRC_1x2] = Rx_Sig_Generator(1,2,L,N_fft,data_pos,No1,CIR,tx_data_sig); [rx_sig_MRC_1x4,FD_rx_sig_MRC_1x4] = Rx_Sig_Generator(1,4,L,N_fft,data_pos,No1,CIR,tx_data_sig); % Demodulation %[reco_bits, reco_sym] = Recovery_FD( CIR, FD_rx_sig, data_pos, subcarr_len, N_fft, N_data_sym, N_rx, L,N_tx ); [reco_bits_SISO, reco_sym_SISO] = Recovery_FD( CIR, FD_rx_sig_SISO, data_pos, subcarr_len, N_fft, N_data_sym, 1, L,1 ); [reco_bits_ALM_2x1, reco_sym_ALM_2x1] = Recovery_FD( CIR, FD_rx_sig_ALM_2x1, data_pos, subcarr_len, N_fft, N_data_sym, 1,L,2 ); [reco_bits_ALM_2x2, reco_sym_ALM_2x2] = Recovery_FD( CIR, FD_rx_sig_ALM_2x2, data_pos, subcarr_len, N_fft, N_data_sym, 2, L,2 ); [reco_bits_MRC_1x2, reco_sym_MRC_1x2] = Recovery_FD( CIR, FD_rx_sig_MRC_1x2, data_pos, subcarr_len, N_fft, N_data_sym, 2, L,1 ); [reco_bits_MRC_1x4, reco_sym_MRC_1x4] = Recovery_FD( CIR, FD_rx_sig_MRC_1x4, data_pos, subcarr_len, N_fft, N_data_sym, 4, L,1 ); %[reco_bits_ALM_2x1_imp, reco_sym_imp] = Recovery_FD( CIR_est, FD_rx_sig_ALM_2x1, data_pos, subcarr_len, N_fft, N_data_sym, 1, L,2 ); %[reco_bits_ALM_2x2_imp, reco_sym_imp] = Recovery_FD( CIR_est, FD_rx_sig_ALM_2x2, data_pos, subcarr_len, N_fft, N_data_sym, 2, L,2 ); % BER caculation BER_1x1(SNR_index) = BER_1x1(SNR_index) + sum(abs(data_bit_seq reco_bits_SISO)); BER_2x1(SNR_index) = BER_2x1(SNR_index) + sum(abs(data_bit_seq reco_bits_ALM_2x1)); BER_2x2(SNR_index) = BER_2x2(SNR_index) + sum(abs(data_bit_seq reco_bits_ALM_2x2)); BER_1x2(SNR_index) = BER_1x2(SNR_index) + sum(abs(data_bit_seq reco_bits_MRC_1x2)); BER_1x4(SNR_index) = BER_1x4(SNR_index) + sum(abs(data_bit_seq reco_bits_MRC_1x4)); %BER_2x1_imp(SNR_index) = BER_2x1_imp(SNR_index) + sum(abs(data_bit_seq reco_bits_ALM_2x1_imp)); %BER_2x2_imp(SNR_index) = BER_2x2_imp(SNR_index) + sum(abs(data_bit_seq reco_bits_ALM_2x2_imp)); end% for trial = 1:N_trial end% for SNR_index = 1:length(SNR) BER_1x1 = BER_1x1/(N_trial*subcarr_len*N_fft*2*N_data_sym); BER_2x1 = BER_2x1/(N_trial*subcarr_len*N_fft*2*N_data_sym); BER_2x2 = BER_2x2/(N_trial*subcarr_len*N_fft*2*N_data_sym); BER_1x2 = BER_1x2/(N_trial*subcarr_len*N_fft*2*N_data_sym); 62 BER_1x4 = BER_1x4/(N_trial*subcarr_len*N_fft*2*N_data_sym); %BER_2x1_imp = BER_2x1_imp/(N_trial*subcarr_len*N_fft*2*N_data_sym); %BER_2x2_imp = BER_2x2_imp/(N_trial*subcarr_len*N_fft*2*N_data_sym); clc toc %figure(1) semilogy(SNR,BER_1x1,'ko-','LineWidth',2); holdon; semilogy(SNR,BER_2x1,'gv ','LineWidth',2); holdon; semilogy(SNR,BER_1x2,'bd ','LineWidth',2); holdon; semilogy(SNR,BER_2x2,'rs ','LineWidth',2); holdon; semilogy(SNR,BER_1x4,'m* ','LineWidth',2); % hold on; xlabel('SNR (dB)'); ylabel('Bit error rate (BER)'); %ylim([10^-6 5*10^-1]); gridon legend( 'no diversity','Alamouti 2x1','MRRC 1x2','Alamouti 2x2','MRRC 1x4'); title('Phan tap phat va thu he thong MIMO-OFDM'); % Chương trình tính BER phân tập thu 2Tx-MRx % clear all; % close all; % clc N_trial =N_trial_Cus;%500; % number of simulation trials SNR = SNR_Cus;% [0:2:20]; M_QAM = M_QAM_Cus;%16; % MQAM modulation level used subcarr_len = log2(M_QAM); % number of bits per subcarrier/MQAM constellation point %======LTE downlink timing settings============== N_slot = 1;%Number of time slots (each with a length of 0.5ms) in a LTE frame N_sym_slot = 1; % number of OFDM symbols in a time slot in a LTE frame, i.e., normal mode in "Downlink Control Channel Design for 3GPP LTE", WCNC 2008 sym_pos = [1:N_slot*N_sym_slot]; % position indices of all considered (data/pilot) OFDM symbols pilot_pos = [11]; % positions of pilot OFDM symbols in a burst of "N_slot*N_sym_slot=14" considered OFDM symbols data_pos = data_sym_index_gen(N_slot*N_sym_slot,pilot_pos); % generate positions of data OFDM symbols (given the pilot OFDM symbols' position) N_data_sym = length(data_pos); % number of data OFDM symbols in a considered burst N_pilot_sym = length(pilot_pos); % number of used pilot OFDM symbols N_sym = N_data_sym + N_pilot_sym; % total number of data and pilot OFDM symbols in a burst %============== OFDM settings -L = 2; % number of resolvable multipaths < N_cp N_fft =N_fft_Cus;%128; % FFT size used, must be set according to the PILOT pre-generated [...]... thước lớn, giá cả cao và đòi hỏi nguồn pin cung cấp phải đủ lớn 3.3.3 Hệ thống MISO MISO là hệ thống sử dụng kỹ thuật phân tập phát Trong hệ thống này, một dữ liệu được phát đi bằng nhiều anten đặt tại trạm phát Hình 3.3: Hệ thống MISO Hệ thống MISO đã khắc phục được nhược điểm của hệ thống SIMO (phân tập thu) bởi vì toàn bộ hệ thống anten và bộ xử lý phức tạp ở máy thu đã được chuyển sang trạm phát Ưu... tắt các kỹ thuật cơ bản được sử dụng trong phân tập thu để làm cơ sở so sánh với mô hình phân tập phát 3.4 Các kỹ thuật sử dụng trong phân tập thu Có 4 kỹ thuật kết hợp (combining) khác nhau được sử dụng trong phân tập thu Diversity combiner Maximal Ratio Combining(MRC) Threshold Combining (TC) Equal-Gain Combining(EGC) Selection Combining (SC) Hình 3.5: Các kỹ thuật kết hợp sử dụng trong phân tập thu... dụng một anten Hệ thống này không có phân tập và không yêu cầu phải xử lý thêm tín hiệu Hình 3.1: Hệ thống SISO Ưu điểm lớn nhất của cấu hình này là tính đơn giản Tuy nhiên hiệu suất của hệ thống có nhiều hạn chế Nhiễu và fading ảnh hưởng lớn đến hệ thống nhiều hơn là các mô hình MIMO khác có sử dụng kỹ thuật phân tập 3.3.2 Hệ thống SIMO Hệ thống SIMO sử dụng một anten tại máy phát và nhiều anten tại máy... kênh truyền so với hệ thống chỉ sử dụng thuần túy một anten Một trong những ý tưởng cốt lõi của hệ thống MIMO là xử lý tín hiệu bằng cách mã hóa không gian thời gian Nói cách khác đây chính là sự kết hợp của phân tập theo không gian và thời gian trong cùng một hệ thống MIMO đã có sẵn nhiều anten phát và anten thu 32 3.3 Các dạng cấu hình của hệ thống MIMO Có 4 dang cấu hình cho hệ thống MIMO như sau:... lượng anten được sử dụng Vì vậy khi lựa chọn một cấu hình để ứng dụng cho hệ thống thông tin di động thì sự cân bằng giữa các yếu tố này là điều rất cần thiết Đồ án này sẽ tập trung nghiên cứu hệ thống MIMO sử dụng kỹ thuật phân tập phát bằng phương pháp mã hóa không gian – thời gian (space – time coding), đồng thời cũng so sánh với hệ thống SIMO ( Single input Multiple output) sử dụng kỹ thuật phân tập. .. 1990, kỹ thuật phân tập phát bắt đầu phát triển Từ đó vấn đề này đã lôi cuốn được nhiều nhà nghiên cứu một cách nhanh chóng Như vậy MIMO là một bước ngoặc của nhiều hệ thống thông tin di động bởi nó có khả năng làm tăng đáng kể tốc độ dữ liệu và nâng cao hiệu quả kênh truyền 3.2 Kỹ thuật phân tập sử dụng trong hệ thống MIMO Một trong những phương pháp hiệu quả làm giảm ảnh hưởng của fading là sử dụng kỹ. .. mất tính đồng bộ của hệ thống Dịch Doppler trên mỗi thành phần đa đường là nguyên nhân chủ yếu gây ra dịch tần số trên mỗi sóng mang, ICI cũng xảy ra khi một ký tự OFDM bị nhiễu ISI Sự lệch tần số sóng mang của máy phát và máy thu cũng gây ra nhiễu ICI trong hệ thống OFDM 2.4 Các kỹ thuật ước lượng 26 Hình 2.5: Các kỹ thuật ước lượng 2.4.1 Kỹ thuật ML (Maximum Likelihood): Kỹ thuật ước lượng ML theo... trung và ngắn đã được đưa ra và cũng áp dụng kỹ thuật OFDM Và trong những năm gần đây nó được đề xuất là kỹ thuật điều chế cho mạng di động thế hệ thứ tư (4G) 1.9 Kết luận chương Chương này đã trình bày những vấn đề cơ bản của hệ thống OFDM Tuy nhiên để đánh giá toàn bộ hệ thống thu phát OFDM ta còn phải xét đến ảnh hưởng của kênh truyền vô tuyến lên tín hiệu trong quá trình truyền Chương tiếp theo sẽ... là áp dụng kỹ thuật MIMO – Multiple Input Multiple Output vào hệ thống Vấn đề này sẽ được làm rõ ở chương tiếp theo của đồ án 30 CHƯƠNG 3: MÃ HÓA KHÔNG GIAN – THỜI GIAN TRONG MIMO 3.1 Giới thiệu chương Multiple Input Multiple Output, hay MIMO, là tên gọi chung cho tập hợp những kỹ thuật dựa trên việc sử dụng nhiều anten ở phía thu và phía phát kết hợp với các kỹ thuật xử lý tín hiệu Kỹ thuật MIMO có... hiệu năng hệ thống, bao gồm làm tăng dung lượng hệ thống và tăng chất lượng vùng phủ cũng như là làm tăng khả năng cung cấp dịch vụ, tốc độ dữ liệu người dùng cao hơn Phương pháp phân tập anten được nghiên cứu và phát triển từ những năm 1990, sử dụng mã khối không gian thời gian, hay mã Trellis, đặc biệt là mô hình Alamouti Chương này sẽ giới thiệu về hệ thống MIMO và trình bày kỹ thuật phân tập phát