Đang tải... (xem toàn văn)
ước lượng kênh truyền thông hệ thống OFDM
LỜI MỞ ĐẦU LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan nội dung đồ án chép đồ án cơng trình có từ trước LỜI MỞ ĐẦU LỜI MỞ ĐẦU Em xin chân thành cảm ơn nhà trường tạo điều kiện, cám ơn dạy bảo tận tình thầy cô khoa Điện Tử Viễn Thông thầy cô khác trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo Nguyễn Duy Nhật Viễn, người hướng dẫn em cô giáo Hồng Lê Un Thục, tận tình bảo em hồn thành tốt đồ án Để có kết ngày hôm nay, em biết ơn gia đình động viên khích lệ, tạo điều kiện trình học tập, trình thực đồ án tốt nghiệp Mặc dù em có nhiều cố gắng chắn đồ án cịn nhiều thiếu sót, em mong nhận bảo thầy cô bạn Đà Nẵng, ngày 02 tháng 06 năm 2008 Sinh viên Lê Thị Bảo Quyên MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI MỞ ĐẦU MỤC LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CHƯƠNG GIỚI THIỆU 11 1.1 Giới thiệu chung 11 1.2 Mục đích đồ án .11 1.3 Bố cục đồ án 11 CHƯƠNG KỸ THUẬT OFDM 13 2.1 Giới thiệu chương 13 2.2 Khái niệm OFDM 13 2.3 So sánh FDM OFDM .14 2.4 Tính trực giao 15 2.5 Cấu trúc OFDM 16 2.6 Sơ đồ khối hệ thống OFDM 18 2.6.1 Bộ chuyển đổi nối tiếp song song 19 2.6.2 Mã hóa kênh xếp (Coding & Mapping) hệ thống OFDM 19 2.6.2.1 Mã hóa kênh .19 2.6.2.2 Ánh xạ (mapping) 20 2.6.3 Ứng dụng kĩ thuật IFT/FFT OFDM 21 2.6.4 Tiền tố lặp CP (Cyclic Prefix) 22 2.6.5 Điều chế RF 23 2.7 Đồng 24 2.7.1 Đồng kí tự 24 2.7.2 Đồng tần số sóng mang 25 2.7.3 Đồng tần số lấy mẫu 26 2.8 Ưu nhược điểm hệ thống OFDM 27 2.8.1 Ưu điểm 27 2.8.2 Nhược điểm 27 2.9 OFDM hệ thống 29 2.10 Các bước thiết lập hệ thống OFDM .30 2.11 Một số ứng dụng OFDM 31 2.12 Mô .32 2.13 Kết luận chương 35 CHƯƠNG LÝ THUYẾT VỀ KÊNH TRUYỀN .36 3.1 Giới thiệu chương 36 3.2 Đặc tính chung kênh truyền tín hiệu OFDM .36 3.3 Khái niệm kênh truyền dẫn phân tập đa đường 36 3.4 Đáp ứng xung kênh phụ thuộc thời gian (time_invariant channel impulse) 37 3.4.1 Khái niệm kênh không phụ thuộc thời gian: 37 MỤC LỤC 3.4.2 Khái niệm đáp ứng xung kênh (channel impulse response) 38 3.5 Hàm truyền đạt kênh không phụ thuộc thời gian (time-invariant channel transfer function) .39 3.6 Bề rộng độ ổn định tần số kênh (coherence bandwidth of the channel) 39 3.7 Hiệu ứng Doppler 40 3.8 Kênh phụ thuộc thời gian .40 3.9 Bề rộng độ ổn định thời gian kênh (coherence duration of the channel) 41 3.10 Các mơ hình kênh .42 3.10.1 Kênh theo phân bố Rayleigh 42 3.10.2 Kênh theo phân bố Rice 43 3.11 Quan hệ tín hiệu phát, tín hiệu thu mơ hình kênh 43 3.11.1 Tín hiệu phát hàm xác định 43 3.11.2 Tín hiệu phát hàm xác suất 44 3.11.3 Mối liên hệ hàm tương quan chéo tín hiệu vào kênh 44 3.11.4 Mối liên hệ hàm tương quan tín hiệu vào kênh 44 3.12 Kênh truyền dẫn môi trường nhiễu trắng 45 3.12.1 Khái niệm nhiễu trắng 45 3.12.2 Các phép biểu diễn toán học nhiễu trắng .46 3.12.3 Phổ cơng suất nhiễu trắng có băng tần giới hạn .47 3.12.4 Ảnh hưởng AWGN đến hệ thống OFDM .48 3.13 Nhiễu xuyên kí tự ISI 49 3.14 Nhiễu ICI (Inter-carrier interference) 49 3.15 Dung lượng kênh vô tuyến 50 3.15.1 Lý thuyết dung lượng kênh số Shannon .50 3.15.2 Thơng lượng kênh tương tự có băng tần giới hạn 51 3.16 Kết luận chương 51 CHƯƠNG ƯỚC LƯỢNG KÊNH TRUYỀN TRONG HỆ THỐNG OFDM 52 4.1 Giới thiệu chương 52 4.2 Ước lượng 1D 53 4.2.1 Phương pháp ước lượng bình phương (least squares estimation) 53 4.2.2 LMMSE (least minimum mean square error) 57 4.4 Ước lượng thích nghi 62 4.5 Nội suy 62 4.5.1 Nội suy miền tần số 63 4.5.2 Phương pháp nội suy miền thời gian 63 4.6 Mô .64 MỤC LỤC 4.6.1 Giới thiệu 64 4.6.2 Kênh truyền .65 4.6.3 Tiến trình mơ 65 4.6.4 Lưu đồ thuật toán 67 4.6.5 Kết mô 68 4.7 Kết luận chương 71 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI .72 5.1 Kết luận 72 5.2 Hướng phát triển đề tài 73 Tài liệu thao khảo 74 khảo PHẦN PHỤ LỤC 76 CÁC TỪ VIẾT TẮT CÁC TỪ VIẾT TẮT A AWGN Additive White Gaussian Noise Nhiễu Gauss trắng cộng B BER Bit Error Rate Tỉ lệ lỗi bit BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân C C/I Carrier to Interference Ratio Tỷ số sóng mang nhiễu CP Cyclic Prefix Tiền tố lặp D (I)DFT (Inverse) Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc (ngược) DSP Digital Signal Processing Bộ xử lý tín hiệu số E F FDD Frequency Division Duplexing Ghép kênh song công phân chia theo tần số CÁC TỪ VIẾT TẮT FDM Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo tần số FIR Finite Impulse Response Đáp ứng xung hữu hạn G GI Guard Interval Dải bảo vệ H I ICI Inter Channel Interference Nhiễu xuyên kênh (I)FFT (Inverse) Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh thuận (đảo) ISI Intersymbol Interference Nhiễu xuyên ký tự L LS Least Square Bình phương nhỏ LMMSE Least Minimum Mean Squared Error Lỗi quân phương tối thiểu tuyến tính LOS Line of Sight CÁC TỪ VIẾT TẮT Tuyến truyền dẫn thẳng M MUX Multiplex Đa hợp MMSE Minimum Mean Squared_Error Lỗi quân phương tối thiểu N NLOS Non Line Of Sight Khơng có tuyến truyền dẫn thẳng O OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access Đa truy cập phân chia theo tần số trực giao P PAPR Peak_to_Average Power Ratio (PAR) Tỷ số công suất đỉnh cơng suất trung bình PN Pseudo Noise Chuỗi giả ngẫu nhiên PSK Phase Shift Keying Điều chế số dịch pha Q CÁC TỪ VIẾT TẮT QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều biên cầu phương QOS Quality of Service Chất lượng dịch vụ (Q)PSK (Quadrature) Phase-Shift Keying Khóa dịch pha (vng góc) R S SER Symbol Error Rate Tỷ lệ lỗi Symbol (kí hiệu) SNR Signal to Noise Rate Tỷ lệ tín hiệu nhiễu T TDD Time Division Duplexing Ghép song công phân chia thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo thời gian U CÁC TỪ VIẾT TẮT UL Uplink Tuyến lên UMTS Universal Mobile Telecommunnication System Hệ thống thông tin di động đa V W WLAN Wireless Local Area Network Mạng không dây nội ... Broadcasting) OFDM ứng cử viên sáng giá cho hệ thống thông tin tốc độ cao, ngày có nhiều hệ thống thông tin ứng dụng kĩ thuật OFDM Việc ước lượng kênh truyền đóng vai trị quan trọng hệ thơng thơng... OFDM, sơ đồ khối hệ thống OFDM, vấn đề đồng OFDM, ưu nhược điểm hệ thống CHƯƠNG GIỚI THIỆU OFDM, kỹ thuật điều chế sử dụng OFDM Phần cịn lại chương trình bày bước thiết kế hệ thống OFDM kết mô Chương... mơ hình kênh, kênh truyền dẫn môi trường nhiễu trắng số kết mơ Ngồi vấn đề dung lượng kênh vô tuyến đề cập đến Chương : Trong chương trình bày kĩ thuật ước lượng kênh truyền hệ thống OFDM , sâu
