LINK TẢI LUẬN VĂN MIỄN PHÍ CHO AE KET-NOI
LỜI MỞ ĐẦU
Kỹ thuật thông tin ngày càng phát triển, đặc biệt là thông tin vô tuyến đòi hỏi những yêu cầu cao hơn về số lượng cũng như chất lượng dịch vụ. Trước yêu cầu này, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện nhằm để tăng dung lượng truyền dẫn và nâng cao chất lượng truyền dẫn trong các hệ thống thông tin di động. Một trong những nghiên cứu đó, các giải thuật thích nghi đã ra đời và áp dụng thành công ở hầu hết các kĩ thuật đa truy cập nói chung.
Trong những năm gần đây, kĩ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM được xem như một bài toán nhằm giải quyết vấn đề fading chọn lọc tần số, nhiễu băng hẹp và tiết kiệm phổ tần. Theo nguyên lý cơ bản của OFDM là chia dòng dữ liệu tốc độ cao thành các dòng dữ liệu tốc độ thấp hơn và phát trên các sóng mang con. Có thể thấy rằng, trong một số điều kiện cụ thể ta có thể tăng dung lượng OFDM bằng cách làm thay đổi tốc độ dữ liệu trên mỗi sóng mang tùy theo tỉ số tín hiệu trên nhiễu SNR của từng sóng mang. Trên cơ sở đó, đồ án đã đưa ra một số giải pháp cụ thể nhằm nâng cao dung lượng hệ thống cũng như chất lượng truyền dẫn tín hiệu là: thích nghi theo SNR phát trên mỗi sóng mang con; thích nghi theo mức điều chế; và thích nghi theo cơ chế chọn lọc sóng mang.
Trên định hướng đó, đồ án được chia thành các chương như sau:
Chương 1. Giới thiệu về kĩ thuật OFDM
Trong chương này trình bày tổng quan về hệ thống OFDM, các cách điều chế được sử dụng trong hệ thống OFDM, nhiễu ISI, ICI và chỉ rõ những ưu nhược điểm khi sử dụng hệ thống OFDM.
Chương 2. Ảnh hưởng của kênh vô tuyến đến truyền dẫn tín hiệu
Chương này giới thiệu những đặc tính,ảnh hưởng của kênh truyền trong truyền dẫn tín hiệu đồng thời là cơ sở cho việc nghiên cứu trong truyền hình số mặt đất DVB-T.
Chương 3. Các vấn đề kĩ thuật trong hệ thống OFDM
Chương này trình bày tổng quan về vấn đề đồng bộ và tỷ số công suất đỉnh trên công suất trung bình (PAPR) trong hệ thống OFDM.
Chương 4. Một vài ứng dụng của công nghệ OFDM
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ KĨ THUẬT OFDM
1.1. Giới thiệu chương
cách truyền dữ liệu bằng cách chia nhỏ ra thành nhiều luồng bit và sử dụng chúng để điều chế nhiều sóng mang đã được sử dụng cách đây hơn 30 năm. Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) là một trường hợp đặc biệt của truyền dẫn đa sóng mang, tức là chia nhỏ một luồng dữ liệu tốc độ cao thành nhiều luồng dữ liệu tốc độ thấp hơn được truyền đồng thời trên cùng một kênh truyền. OFDM là một cách điều chế hấp dẫn cho các kênh có đáp tuyến tần số không phẳng, lịch sử của OFDM được bắt đầu từ 1960.
Trong OFDM, băng thông khả dụng được chia thành một số lượng lớn các kênh con, mỗi kênh con nhỏ đến nỗi đáp ứng tần số có thể giả sử như là không đổi trong kênh con. Luồng thông tin tổng quát được chia thành những luồng thông tin con, mỗi luồng thông tin con được truyền trên một kênh con khác nhau. Những kênh con này trực giao với nhau và dễ dàng khôi phục lại ở đầu thu. Chính điều quan trọng này làm giảm xuyên nhiễu giữa các symbol (ISI) và làm hệ thống OFDM hoạt động tốt trong các kênh fading nhiều tia. Dựa vào các lợi ích của sự tiến bộ trong kỹ thuật RF và DSP, hệ thống OFDM có thể đạt được tốc độ cao trong truy xuất vô tuyến với chi phí thấp và hiệu quả sử dụng phổ cao.
Trong hệ thống FDM (Frequency Division Multiplexer) truyền thống, băng tần số của tổng tín hiệu được chia thành N kênh tần số con không trùng lặp. Mỗi kênh con được điều chế với một symbol riêng lẻ và sau đó N kênh con được ghép kênh tần số với nhau. Điều này giúp tránh việc chồng lấp phổ của những kênh và giới hạn được xuyên nhiễu giữa các kênh với nhau. Tuy nhiên, điều này dẫn đến hiệu suất sử dụng phổ thấp. Để khắc phục vấn đề hiệu suất, nhiều ý kiến đã được đề xuất từ giữa những năm 60 là sử dụng dữ liệu song song và FDM với các kênh con chồng lấp nhau, trong đó mỗi sóng mang tín hiệu có băng thông 2b được cách nhau một khoảng tần b để tránh hiện tượng cân bằng tốc độ cao, chống lại nhiễu xung và nhiễu đa đường, cũng như sử dụng băng tần một cách có hiệu quả.
Ý nghĩa của trực giao cho ta biết rằng có một sự quan hệ toán học chính xác giữa những tần số của các sóng mang trong hệ thống. Trong hệ thống ghép kênh phân chia tần số thông thường, nhiều sóng mang được cách nhau ra một phần để cho tín hiệu có thể thu được tại đầu thu bằng các bộ lọc và bộ giải điều chế thông thường. Trong những bộ thu như thế, các khoảng tần bảo vệ được đưa vào giữa những sóng mang khác nhau và trong miền tần số sẽ làm cho hiệu suất sử dụng phổ giảm đi.
Vào năm 1971, Weinstein và Ebert đã ứng dụng biến đổi Fourier rời rạc (DFT) cho hệ thống truyền dẫn dữ liệu song song như một phần của quá trình điều chế và giải điều chế. Điều này làm giảm đi số lượng phần cứng cả ở đầu phát và đầu thu. Thêm vào đó, việc tính toán phức tạp cũng có thể giảm đi một cách đáng kể bằng việc sử dụng thuật toán biến đổi Fourier nhanh (FFT), đồng thời nhờ những tiến bộ gần đây trong kỹ thuật tích hợp với tỷ lệ rất cao (VLSI) và kỹ thuật xử lý tín hiệu số (DSP) đã làm được những chíp FFT tốc độ cao, kích thước lớn có thể đáp ứng cho mục đích thương mại và làm giảm chi phí bổ sung của những hệ thống OFDM một cách đáng kể.
Hiện nay, OFDM được sử dụng trong nhiều hệ thống như ADSL, các hệ thống không dây như IEEE802.11 (Wi-Fi) và IEEE 802.16 (WiMAX), phát quảng bá âm thanh số (DAB), và phát quảng bá truyền hình số mặt đất chất lượng cao (HDTV).
1.2. Khái niệm OFDM
OFDM là kĩ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao. OFDM phân toàn bộ băng tần thành nhiều kênh băng hẹp, mỗi kênh có một sóng mang. Các sóng mang này trực giao với các sóng mang khác có nghĩa là có một số nguyên lần lặp trên một chu kỳ kí tự. Vì vậy, phổ của mỗi sóng mang bằng “không” tại tần số trung tâm của tần số sóng mang khác trong hệ thống. Kết quả là không có nhiễu giữa các sóng mang phụ.
4.3. Kết luận
Hệ thống DVB-T sử dụng kỹ thuật OFDM, thông tin cần phát được phân chia vào một lượng lớn các sóng mang. Các sóng mang này chồng lên nhau trong miền thời gian và tần số và được mã hoá riêng biệt, do đó giao thoa chỉ ảnh hưởng đến vài sóng mang và tối thiểu hoá âm thanh của nhiễu.
Như đã xét ở các chương trước, ta thấy việc ứng dụng OFDM có hiệu quả rất lớn trong truyền hình số mặt đất (DVB-T), nhờ khả năng chống lại nhiễu ISI,ICI gây ra do hiệu ứng đa đường. Trong chương tiếp trình bày chương trình mô phỏng truyền dẫn tín hiệu trong hệ thống OFDM khi có nhiễu trắng cộng (AWGN).
Có thể nói WIMAX là chuẩn sẽ được mọi người mong đợi nhất vì tính ưu việt của nó trong thiết kế cũng như trong ứng dụng. Hệ thống của WIMAX được tích hợp rất nhiều công nghệ nhanh và hiệu quả.
WIMAX sử dụng các kĩ thuật OFDM nhằm tận dụng tối đa băng thông tiết kiệm được nguồn tài nguyên về tần số, đồng thời nâng cao tốc độ của đường truyền đáp ứng được các nhu cầu của các dịch vụ đòi hỏi các ứng dụng thời gian thực.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Công nghệ ghép kênh phân chia theo tần số trực giao - OFDM là một công nghệ hiện đại cho truyền thông tương lai. Hiện nay việc nghiên cứu và ứng dụng OFDM không ngừng được nghiên cứu và mở rộng phạm vi ứng dụng bởi những ưu điểm trong việc tiết kiệm băng tần và khả năng chống lại fading chọn lọc tần số cũng như xuyên nhiễu băng hẹp. Đồ án đã tìm hiểu, trình bày những vấn đề cơ bản của kỹ thuật OFDM cũng như một số vấn đề kỹ thuật cho công nghệ OFDM và khả năng ứng dụng OFDM vào các công nghệ tương lai này.
Đồng bộ là một vấn đề quan trọng không chỉ trong hệ thống OFDM mà còn cả trong các hệ thống khác cũng vậy. Hệ thống OFDM yêu cầu khắt khe về vấn đề đồng bộ vì sự sai lệch về tần số, ảnh hưởng của hiệu ứng Doppler khi di chuyển và lệch pha sẽ gây ra nhiễu giao thoa tần số (ICI). Trong bất kỳ một hệ thống OFDM nào, hiệu suất cao phụ thuộc vào tính đồng bộ hóa giữa máy phát và máy thu, làm mất tính chính xác định thời dẫn đến nhiễu ISI và ICI khi mất độ chính xác tần số
Việc tìm hiểu tổng quan về OFDM và giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong hệ thống OFDM, chúng ta có thể hướng đến ứng dụng của OFDM trong tương lai như:
Nghiên cứu, tìm hiểu một số hệ thống OFDM nâng cao như VOFDM (Vector OFDM), COFDM (Coded OFDM), WOFDM (Wideband OFDM),...
Kết hợp OFDM với các công nghệ khác như FDMA, TDMA và CDMA để tạo thành các kỹ thuật đa truy cập trong thông tin di động.
Ứng dụng OFDM trong DVB-T, WLAN, OFDMA,...
Ứng dụng công nghệ OFDM trong WiMAX.
Mặc dù em đã cố gắng hết sức nhưng do kiến thức có hạn nên trong đề tài này không thể tránh khỏi những sai sót, mong rằng qua đề tài này em có được những kinh nghiệm hữu ích cho mình sau này. Một lần nữa em xin chân thành Thank đến tất cả các Thầy, Cô đã giúp em hoàn thành luận văn này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Th.S. Nguyễn Ngọc Tiến, “Một số vấn đề kỹ thuật trong OFDM”, Tạp chí Bưu Chính Viễn Thông & Công Nghệ Thông Tin, Kỳ 1 (10/2003).
[2]. TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng, “Lý thuyết trải phổ và ứng dụng”, Nhà xuất bản Bưu điện 2001.
[3]. Quách Tuấn Ngọc, “Xử lý tín hiệu số” , Nhà xuất bản Giáo dục -1999.
[4]. Đặng Văn Chuyết & Nguyễn Tuấn Anh, “Cơ sở lý thuyết truyền tin-Tập hai “, Nhà xuất bản Giáo dục, 2000.
[5]. Cheng-Xiang Wang, Nguyễn Văn Đức, “Kỹ thuật thông tin số - tập 1”, Nhà xuất bản Khoa học và kĩ thuật- Hà Nội 2006.
[6]. Th.S. Nguyễn Hoàng Hải, Th.S. Nguyễn Việt Anh, “Lập trình Matlab và ứng dụng”, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật - Hà Nội 2006.
[7]. TS. Phạm Đắc Bi, K.S Lê Trọng Bằng, K.S Đỗ Anh Tú, “Các đặc điểm cơ bản của máy phát số DVB-T”, Tạp chí Bưu Chính Viễn Thông & Công Nghệ Thông Tin, (8/2004).
[8]. Tạ Quốc Ưng, “Điện thoại di động trong truyền hình số mặt đất DVB-T”, Tạp chí Bưu Chính Viễn Thông & Công Nghệ Thông Tin (12/11/2003).
[9]. Phan Hương, “Công nghệ OFDM trong truyền dẫn vô tuyến băng rộng điểm-đa điểm tốc độ cao (54Mbit/s)”, Tạp chí Bưu Chính Viễn Thông & Công Nghệ Thông Tin (13/03/2006).
[10]. Richard van Nee, Ramjee Prasad, OFDM for Wireless Multimedia Communications, Artech House, 2000.
[11]. Eric Phillip LAWREY BE (Hons), “Adaptive Techniques for Multiuser OFDM”, a thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy, Electrical and Computer Engineering School of Engineering, JAMES COOK University, Dec-2001.
[12]. ETS 300 744, “Digital broadcasting systems for television, sound and data services; framing structure, channel coding, and modulation for digital terrestrial television”, European Telecommunication Standard, Doc.300 744.
[13]. Digital Video Broadcasting. The international Standard for Digital Television.
[14]. IEEE 802.16a-2003: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems
[15]. A Technical Overview and Comparison of WiMAX and 3G Technologies, December 2004 – Intel- Technical White Paper.
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ KĨ THUẬT OFDM 3
1.1. Giới thiệu chương 3
1.2. Khái niệm OFDM 5
1.3. Nguyên lý OFDM 5
1.4. Điều chế sóng mang con 8
1.5. Điều chế sóng mang cao tần 9
1.6. Sự trực giao 10
1.7. Tính trực giao trong miền tần số 13
1.8. Ứng dụng kĩ thuật IFFT/FFT trong kĩ thuật OFDM 14
1.9. Tiền tố lặp CP (Cyclic Prefix) 17
1.10. Các thông số đặc trưng trong hệ thống truyền dẫn OFDM 19
1.10.1. Cấu trúc tín hiệu OFDM 19
1.10.2. Các thông số trong miền thời gian 20
1.10.3. Các thông số trong miền tần số 20
1.11. Thông lượng kênh 21
1.12. Ưu điểm của hệ thống OFDM 22
1.13. Các hạn chế khi sử dụng hệ thống OFDM 23
1.14. Kết luận 23
CHƯƠNG 2. ẢNH HƯỞNG CỦA KÊNH VÔ TUYẾN ĐẾN TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU 24
2.1. Giới thiệu chương 24
2.2. Tổng quan về kênh vô tuyến di động 24
2.3. Suy hao đường truyền 24
2.4. Các loại Fading 26
2.4.1. Fading chậm và fading nhanh 26
2.4.2. Fading Rayleigh 27
2.4.3. Fading lựa chọn tần số và fading phẳng 27
2.5. Tạp âm trắng Gauss 28
2.6. Thông số tán xạ thời gian 28
2.7. Hiện tượng Doppler 29
2.8. Trải trễ trong hiện tượng đa đường 29
2.9. Kết luận 30
CHƯƠNG 3. CÁC VẤN ĐỀ KĨ THUẬT TRONG HỆ THỐNG OFDM 31
3.1. Giới thiệu chương 31
3.2. Tổng quan về đồng bộ trong hệ thống OFDM 32
3.2.1. Nhận biết khung 33
3.2.2. Ước lượng khoảng dịch tần số 34
3.2.2.1. Ước lượng phần thập phân 35
3.2.2.2. Ước lượng phần nguyên 36
3.3. Các vấn đề đồng bộ trong hệ thống OFDM 37
3.3.1. Đồng bộ tần số trong hệ thống OFDM 38
3.3.1.1. Đồng bộ tần số lấy mẫu 38
3.3.1.2. Đồng bộ tần số sóng mang 38
3.3.2. Đồng bộ ký tự trong hệ thống OFDM 39
3.3.2.1. Đồng bộ ký tự dựa trên ký hiệu pilot 40
3.3.2.2. Đồng bộ ký tự dựa vào CP 42
3.3.2.3. Đồng bộ khung ký tự dựa trên mã đồng bộ khung 42
3.3.3. Ảnh hưởng của sai lỗi đồng bộ đến chỉ tiêu chất lượng của hệ thống OFDM 44
3.4. Tỷ số công suất đỉnh trên công suất trung bình 45
3.5. Kết luận 46
CHƯƠNG 4. MỘT VÀI ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ OFDM 48
4.1. Ứng dụng OFDM trong truyền hình số mặt đất DVB-T 48
4.1.1. Tổng quan về DVB-T 48
4.1.2. Tính trực giao của các sóng mang OFDM trong DVB-T 52
4.1.3. Biến đổi IFFT và điều chế tín hiệu trong DVB-T 53
4.1.4. Lựa chọn điều chế cơ sở 54
4.1.5. Số lượng, vị trí và nhiệm vụ của các sóng mang 55
4.1.6. Chèn khoảng thời gian bảo vệ 58
4.1.7. vận tốc dòng dữ liệu của máy phát số DVB-T. 60
4.2. Ứng dụng OFDM trong WiMax 61
4.2.1. Định nghĩa WiMax 61
4.2.2. Đặc điểm của WiMax 62
4.2.3. Các chuẩn của WiMax 63
4.2.3.1. Chuẩn cơ bản 802.16 63
4.2.3.2. Các chuẩn bổ sung của WiMax 64
4.2.4. Công nghệ OFDM cho việc truyền dẫn vô tuyến ở mạng WiMax 64
4.2.5. Ứng dụng của WiMax 67
4.3. Kết luận 71
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO 74
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
LỜI MỞ ĐẦU
Kỹ thuật thông tin ngày càng phát triển, đặc biệt là thông tin vô tuyến đòi hỏi những yêu cầu cao hơn về số lượng cũng như chất lượng dịch vụ. Trước yêu cầu này, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện nhằm để tăng dung lượng truyền dẫn và nâng cao chất lượng truyền dẫn trong các hệ thống thông tin di động. Một trong những nghiên cứu đó, các giải thuật thích nghi đã ra đời và áp dụng thành công ở hầu hết các kĩ thuật đa truy cập nói chung.
Trong những năm gần đây, kĩ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM được xem như một bài toán nhằm giải quyết vấn đề fading chọn lọc tần số, nhiễu băng hẹp và tiết kiệm phổ tần. Theo nguyên lý cơ bản của OFDM là chia dòng dữ liệu tốc độ cao thành các dòng dữ liệu tốc độ thấp hơn và phát trên các sóng mang con. Có thể thấy rằng, trong một số điều kiện cụ thể ta có thể tăng dung lượng OFDM bằng cách làm thay đổi tốc độ dữ liệu trên mỗi sóng mang tùy theo tỉ số tín hiệu trên nhiễu SNR của từng sóng mang. Trên cơ sở đó, đồ án đã đưa ra một số giải pháp cụ thể nhằm nâng cao dung lượng hệ thống cũng như chất lượng truyền dẫn tín hiệu là: thích nghi theo SNR phát trên mỗi sóng mang con; thích nghi theo mức điều chế; và thích nghi theo cơ chế chọn lọc sóng mang.
Trên định hướng đó, đồ án được chia thành các chương như sau:
Chương 1. Giới thiệu về kĩ thuật OFDM
Trong chương này trình bày tổng quan về hệ thống OFDM, các cách điều chế được sử dụng trong hệ thống OFDM, nhiễu ISI, ICI và chỉ rõ những ưu nhược điểm khi sử dụng hệ thống OFDM.
Chương 2. Ảnh hưởng của kênh vô tuyến đến truyền dẫn tín hiệu
Chương này giới thiệu những đặc tính,ảnh hưởng của kênh truyền trong truyền dẫn tín hiệu đồng thời là cơ sở cho việc nghiên cứu trong truyền hình số mặt đất DVB-T.
Chương 3. Các vấn đề kĩ thuật trong hệ thống OFDM
Chương này trình bày tổng quan về vấn đề đồng bộ và tỷ số công suất đỉnh trên công suất trung bình (PAPR) trong hệ thống OFDM.
Chương 4. Một vài ứng dụng của công nghệ OFDM
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ KĨ THUẬT OFDM
1.1. Giới thiệu chương
cách truyền dữ liệu bằng cách chia nhỏ ra thành nhiều luồng bit và sử dụng chúng để điều chế nhiều sóng mang đã được sử dụng cách đây hơn 30 năm. Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) là một trường hợp đặc biệt của truyền dẫn đa sóng mang, tức là chia nhỏ một luồng dữ liệu tốc độ cao thành nhiều luồng dữ liệu tốc độ thấp hơn được truyền đồng thời trên cùng một kênh truyền. OFDM là một cách điều chế hấp dẫn cho các kênh có đáp tuyến tần số không phẳng, lịch sử của OFDM được bắt đầu từ 1960.
Trong OFDM, băng thông khả dụng được chia thành một số lượng lớn các kênh con, mỗi kênh con nhỏ đến nỗi đáp ứng tần số có thể giả sử như là không đổi trong kênh con. Luồng thông tin tổng quát được chia thành những luồng thông tin con, mỗi luồng thông tin con được truyền trên một kênh con khác nhau. Những kênh con này trực giao với nhau và dễ dàng khôi phục lại ở đầu thu. Chính điều quan trọng này làm giảm xuyên nhiễu giữa các symbol (ISI) và làm hệ thống OFDM hoạt động tốt trong các kênh fading nhiều tia. Dựa vào các lợi ích của sự tiến bộ trong kỹ thuật RF và DSP, hệ thống OFDM có thể đạt được tốc độ cao trong truy xuất vô tuyến với chi phí thấp và hiệu quả sử dụng phổ cao.
Trong hệ thống FDM (Frequency Division Multiplexer) truyền thống, băng tần số của tổng tín hiệu được chia thành N kênh tần số con không trùng lặp. Mỗi kênh con được điều chế với một symbol riêng lẻ và sau đó N kênh con được ghép kênh tần số với nhau. Điều này giúp tránh việc chồng lấp phổ của những kênh và giới hạn được xuyên nhiễu giữa các kênh với nhau. Tuy nhiên, điều này dẫn đến hiệu suất sử dụng phổ thấp. Để khắc phục vấn đề hiệu suất, nhiều ý kiến đã được đề xuất từ giữa những năm 60 là sử dụng dữ liệu song song và FDM với các kênh con chồng lấp nhau, trong đó mỗi sóng mang tín hiệu có băng thông 2b được cách nhau một khoảng tần b để tránh hiện tượng cân bằng tốc độ cao, chống lại nhiễu xung và nhiễu đa đường, cũng như sử dụng băng tần một cách có hiệu quả.
Ý nghĩa của trực giao cho ta biết rằng có một sự quan hệ toán học chính xác giữa những tần số của các sóng mang trong hệ thống. Trong hệ thống ghép kênh phân chia tần số thông thường, nhiều sóng mang được cách nhau ra một phần để cho tín hiệu có thể thu được tại đầu thu bằng các bộ lọc và bộ giải điều chế thông thường. Trong những bộ thu như thế, các khoảng tần bảo vệ được đưa vào giữa những sóng mang khác nhau và trong miền tần số sẽ làm cho hiệu suất sử dụng phổ giảm đi.
Vào năm 1971, Weinstein và Ebert đã ứng dụng biến đổi Fourier rời rạc (DFT) cho hệ thống truyền dẫn dữ liệu song song như một phần của quá trình điều chế và giải điều chế. Điều này làm giảm đi số lượng phần cứng cả ở đầu phát và đầu thu. Thêm vào đó, việc tính toán phức tạp cũng có thể giảm đi một cách đáng kể bằng việc sử dụng thuật toán biến đổi Fourier nhanh (FFT), đồng thời nhờ những tiến bộ gần đây trong kỹ thuật tích hợp với tỷ lệ rất cao (VLSI) và kỹ thuật xử lý tín hiệu số (DSP) đã làm được những chíp FFT tốc độ cao, kích thước lớn có thể đáp ứng cho mục đích thương mại và làm giảm chi phí bổ sung của những hệ thống OFDM một cách đáng kể.
Hiện nay, OFDM được sử dụng trong nhiều hệ thống như ADSL, các hệ thống không dây như IEEE802.11 (Wi-Fi) và IEEE 802.16 (WiMAX), phát quảng bá âm thanh số (DAB), và phát quảng bá truyền hình số mặt đất chất lượng cao (HDTV).
1.2. Khái niệm OFDM
OFDM là kĩ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao. OFDM phân toàn bộ băng tần thành nhiều kênh băng hẹp, mỗi kênh có một sóng mang. Các sóng mang này trực giao với các sóng mang khác có nghĩa là có một số nguyên lần lặp trên một chu kỳ kí tự. Vì vậy, phổ của mỗi sóng mang bằng “không” tại tần số trung tâm của tần số sóng mang khác trong hệ thống. Kết quả là không có nhiễu giữa các sóng mang phụ.
4.3. Kết luận
Hệ thống DVB-T sử dụng kỹ thuật OFDM, thông tin cần phát được phân chia vào một lượng lớn các sóng mang. Các sóng mang này chồng lên nhau trong miền thời gian và tần số và được mã hoá riêng biệt, do đó giao thoa chỉ ảnh hưởng đến vài sóng mang và tối thiểu hoá âm thanh của nhiễu.
Như đã xét ở các chương trước, ta thấy việc ứng dụng OFDM có hiệu quả rất lớn trong truyền hình số mặt đất (DVB-T), nhờ khả năng chống lại nhiễu ISI,ICI gây ra do hiệu ứng đa đường. Trong chương tiếp trình bày chương trình mô phỏng truyền dẫn tín hiệu trong hệ thống OFDM khi có nhiễu trắng cộng (AWGN).
Có thể nói WIMAX là chuẩn sẽ được mọi người mong đợi nhất vì tính ưu việt của nó trong thiết kế cũng như trong ứng dụng. Hệ thống của WIMAX được tích hợp rất nhiều công nghệ nhanh và hiệu quả.
WIMAX sử dụng các kĩ thuật OFDM nhằm tận dụng tối đa băng thông tiết kiệm được nguồn tài nguyên về tần số, đồng thời nâng cao tốc độ của đường truyền đáp ứng được các nhu cầu của các dịch vụ đòi hỏi các ứng dụng thời gian thực.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Công nghệ ghép kênh phân chia theo tần số trực giao - OFDM là một công nghệ hiện đại cho truyền thông tương lai. Hiện nay việc nghiên cứu và ứng dụng OFDM không ngừng được nghiên cứu và mở rộng phạm vi ứng dụng bởi những ưu điểm trong việc tiết kiệm băng tần và khả năng chống lại fading chọn lọc tần số cũng như xuyên nhiễu băng hẹp. Đồ án đã tìm hiểu, trình bày những vấn đề cơ bản của kỹ thuật OFDM cũng như một số vấn đề kỹ thuật cho công nghệ OFDM và khả năng ứng dụng OFDM vào các công nghệ tương lai này.
Đồng bộ là một vấn đề quan trọng không chỉ trong hệ thống OFDM mà còn cả trong các hệ thống khác cũng vậy. Hệ thống OFDM yêu cầu khắt khe về vấn đề đồng bộ vì sự sai lệch về tần số, ảnh hưởng của hiệu ứng Doppler khi di chuyển và lệch pha sẽ gây ra nhiễu giao thoa tần số (ICI). Trong bất kỳ một hệ thống OFDM nào, hiệu suất cao phụ thuộc vào tính đồng bộ hóa giữa máy phát và máy thu, làm mất tính chính xác định thời dẫn đến nhiễu ISI và ICI khi mất độ chính xác tần số
Việc tìm hiểu tổng quan về OFDM và giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong hệ thống OFDM, chúng ta có thể hướng đến ứng dụng của OFDM trong tương lai như:
Nghiên cứu, tìm hiểu một số hệ thống OFDM nâng cao như VOFDM (Vector OFDM), COFDM (Coded OFDM), WOFDM (Wideband OFDM),...
Kết hợp OFDM với các công nghệ khác như FDMA, TDMA và CDMA để tạo thành các kỹ thuật đa truy cập trong thông tin di động.
Ứng dụng OFDM trong DVB-T, WLAN, OFDMA,...
Ứng dụng công nghệ OFDM trong WiMAX.
Mặc dù em đã cố gắng hết sức nhưng do kiến thức có hạn nên trong đề tài này không thể tránh khỏi những sai sót, mong rằng qua đề tài này em có được những kinh nghiệm hữu ích cho mình sau này. Một lần nữa em xin chân thành Thank đến tất cả các Thầy, Cô đã giúp em hoàn thành luận văn này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Th.S. Nguyễn Ngọc Tiến, “Một số vấn đề kỹ thuật trong OFDM”, Tạp chí Bưu Chính Viễn Thông & Công Nghệ Thông Tin, Kỳ 1 (10/2003).
[2]. TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng, “Lý thuyết trải phổ và ứng dụng”, Nhà xuất bản Bưu điện 2001.
[3]. Quách Tuấn Ngọc, “Xử lý tín hiệu số” , Nhà xuất bản Giáo dục -1999.
[4]. Đặng Văn Chuyết & Nguyễn Tuấn Anh, “Cơ sở lý thuyết truyền tin-Tập hai “, Nhà xuất bản Giáo dục, 2000.
[5]. Cheng-Xiang Wang, Nguyễn Văn Đức, “Kỹ thuật thông tin số - tập 1”, Nhà xuất bản Khoa học và kĩ thuật- Hà Nội 2006.
[6]. Th.S. Nguyễn Hoàng Hải, Th.S. Nguyễn Việt Anh, “Lập trình Matlab và ứng dụng”, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật - Hà Nội 2006.
[7]. TS. Phạm Đắc Bi, K.S Lê Trọng Bằng, K.S Đỗ Anh Tú, “Các đặc điểm cơ bản của máy phát số DVB-T”, Tạp chí Bưu Chính Viễn Thông & Công Nghệ Thông Tin, (8/2004).
[8]. Tạ Quốc Ưng, “Điện thoại di động trong truyền hình số mặt đất DVB-T”, Tạp chí Bưu Chính Viễn Thông & Công Nghệ Thông Tin (12/11/2003).
[9]. Phan Hương, “Công nghệ OFDM trong truyền dẫn vô tuyến băng rộng điểm-đa điểm tốc độ cao (54Mbit/s)”, Tạp chí Bưu Chính Viễn Thông & Công Nghệ Thông Tin (13/03/2006).
[10]. Richard van Nee, Ramjee Prasad, OFDM for Wireless Multimedia Communications, Artech House, 2000.
[11]. Eric Phillip LAWREY BE (Hons), “Adaptive Techniques for Multiuser OFDM”, a thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy, Electrical and Computer Engineering School of Engineering, JAMES COOK University, Dec-2001.
[12]. ETS 300 744, “Digital broadcasting systems for television, sound and data services; framing structure, channel coding, and modulation for digital terrestrial television”, European Telecommunication Standard, Doc.300 744.
[13]. Digital Video Broadcasting. The international Standard for Digital Television.
[14]. IEEE 802.16a-2003: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems
[15]. A Technical Overview and Comparison of WiMAX and 3G Technologies, December 2004 – Intel- Technical White Paper.
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ KĨ THUẬT OFDM 3
1.1. Giới thiệu chương 3
1.2. Khái niệm OFDM 5
1.3. Nguyên lý OFDM 5
1.4. Điều chế sóng mang con 8
1.5. Điều chế sóng mang cao tần 9
1.6. Sự trực giao 10
1.7. Tính trực giao trong miền tần số 13
1.8. Ứng dụng kĩ thuật IFFT/FFT trong kĩ thuật OFDM 14
1.9. Tiền tố lặp CP (Cyclic Prefix) 17
1.10. Các thông số đặc trưng trong hệ thống truyền dẫn OFDM 19
1.10.1. Cấu trúc tín hiệu OFDM 19
1.10.2. Các thông số trong miền thời gian 20
1.10.3. Các thông số trong miền tần số 20
1.11. Thông lượng kênh 21
1.12. Ưu điểm của hệ thống OFDM 22
1.13. Các hạn chế khi sử dụng hệ thống OFDM 23
1.14. Kết luận 23
CHƯƠNG 2. ẢNH HƯỞNG CỦA KÊNH VÔ TUYẾN ĐẾN TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU 24
2.1. Giới thiệu chương 24
2.2. Tổng quan về kênh vô tuyến di động 24
2.3. Suy hao đường truyền 24
2.4. Các loại Fading 26
2.4.1. Fading chậm và fading nhanh 26
2.4.2. Fading Rayleigh 27
2.4.3. Fading lựa chọn tần số và fading phẳng 27
2.5. Tạp âm trắng Gauss 28
2.6. Thông số tán xạ thời gian 28
2.7. Hiện tượng Doppler 29
2.8. Trải trễ trong hiện tượng đa đường 29
2.9. Kết luận 30
CHƯƠNG 3. CÁC VẤN ĐỀ KĨ THUẬT TRONG HỆ THỐNG OFDM 31
3.1. Giới thiệu chương 31
3.2. Tổng quan về đồng bộ trong hệ thống OFDM 32
3.2.1. Nhận biết khung 33
3.2.2. Ước lượng khoảng dịch tần số 34
3.2.2.1. Ước lượng phần thập phân 35
3.2.2.2. Ước lượng phần nguyên 36
3.3. Các vấn đề đồng bộ trong hệ thống OFDM 37
3.3.1. Đồng bộ tần số trong hệ thống OFDM 38
3.3.1.1. Đồng bộ tần số lấy mẫu 38
3.3.1.2. Đồng bộ tần số sóng mang 38
3.3.2. Đồng bộ ký tự trong hệ thống OFDM 39
3.3.2.1. Đồng bộ ký tự dựa trên ký hiệu pilot 40
3.3.2.2. Đồng bộ ký tự dựa vào CP 42
3.3.2.3. Đồng bộ khung ký tự dựa trên mã đồng bộ khung 42
3.3.3. Ảnh hưởng của sai lỗi đồng bộ đến chỉ tiêu chất lượng của hệ thống OFDM 44
3.4. Tỷ số công suất đỉnh trên công suất trung bình 45
3.5. Kết luận 46
CHƯƠNG 4. MỘT VÀI ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ OFDM 48
4.1. Ứng dụng OFDM trong truyền hình số mặt đất DVB-T 48
4.1.1. Tổng quan về DVB-T 48
4.1.2. Tính trực giao của các sóng mang OFDM trong DVB-T 52
4.1.3. Biến đổi IFFT và điều chế tín hiệu trong DVB-T 53
4.1.4. Lựa chọn điều chế cơ sở 54
4.1.5. Số lượng, vị trí và nhiệm vụ của các sóng mang 55
4.1.6. Chèn khoảng thời gian bảo vệ 58
4.1.7. vận tốc dòng dữ liệu của máy phát số DVB-T. 60
4.2. Ứng dụng OFDM trong WiMax 61
4.2.1. Định nghĩa WiMax 61
4.2.2. Đặc điểm của WiMax 62
4.2.3. Các chuẩn của WiMax 63
4.2.3.1. Chuẩn cơ bản 802.16 63
4.2.3.2. Các chuẩn bổ sung của WiMax 64
4.2.4. Công nghệ OFDM cho việc truyền dẫn vô tuyến ở mạng WiMax 64
4.2.5. Ứng dụng của WiMax 67
4.3. Kết luận 71
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO 74
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links