ngado10285
New Member
Download miễn phí Đồ án Thực hiện kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT với công nghệ ADSL
Mục lục
Mục lục .1
Lời nói đầu .2
Chương I: Tổng quan vềcông nghệ đường dây thuê bao sốxDSL .4
1. Sựra đời của đường dây thuê bao sốxDSL .4
2. So sánh công nghệDSL với một sốcông nghệtruyến dẫn tốc độcao khác .7
2.1. So sánh DSL với phương pháp truy nhập quang .7
2.2. So sánh DSL với Cáp đồng trục.8
2.3. So sánh DSL với truyền dẫn không dây .9
2.3.1. Vô tuyến mặt đất .9
2.3.2. Các dịch vụvệtinh.9
3. Mô hình tổng quát của một hệthống DSL.10
4. Kết luận .11
5. Ứng dụng của DSL trên thếgiới và tại Việt nam .11
Chương II: Mạch vòng thuê bao và vấn đềnhiễu .14
1. Sựhình thành một mạch vòng thuê bao.14
2. Đôi dây xoắn .15
2.1. Tín hiệu mode chung và tín hiệu vi sai .16
2.2. Cân bằng.16
2.3. Cầu rẽ.16
3. Nhiễu trên mạch vòng thuê bao .17
3.1. Xuyên âm .17
3.1.1. Các loại xuyên âm.17
3.1.1.1. Xuyên âm đầu gần (NEXT) .
3.1.1.1.1. NEXT suy giảm và NEXT được khuếch đại .
3.1.1.1.2. Tựxuyên âm đầu gần (sefl-NEXT) .
3.1.1.2. Xuyên âm đầu xa (FEXT).
3.1.1.2.1. FEXT đồng mức (EL-FEXT).
3.1.1.2.2. FEXT không đồng mức (Unequal Lever-FEXT)
3.1.2. Các kết quảthống kê vềxuyên âm .
3.1.2.1. 1% trường hợp xấu nhất của NEXT .
3.1.2.2. 1% trường hợp xấu nhất của FEXT .
3.2. Nhiễu tần sốRadio.
3.3. Nhiễu xung .
4. Các phương pháp song công .
4.1. Song công 4 dây .
4.2. Song công triệt tiếng vọng .
4.3. Song công phân chia theo tần số.
4.4. Song công phân chia theo thời gian .
4.5. Các phương pháp song công hỗn hợp .
Chương III: Công nghệ đường dây thuê bao sốbất đối xứng ADSL và lí thuyết
đa tần rời rạc
I - Tổng quan vềcông nghệ đường dây thuê bao sốbất đối xứng ADSL.
1. Mô hình tổng quát và nguyên lí hoạt động của ADSL.
2. Điều chếtín hiệu trong ADSL .
3. Song công và sửdụng tần số.
3.1. Song công phân chia theo tần số.
3.2. Song công triệt tiếng vọng.
4. ADSL Lite .
5. Truyền tải qua ADSL .
6. Các ưu và nhược điểm của ADSL .
6.1. Các ưu điểm của ADSL.
6.2. Các nhược điểm của ADSL .
II – Các phương pháp điều chế.
1. Điều chế đa tần rời rạc.
1.1. Điều chế đa sóng mang.
1.2. Điều chếQAM.
2. Điều chế đa tần rời rạc (DMT) .
2.1. Nguyên lí của điều chế đa tần rời rạc .
2.2. DMT và DFT .
2.3. Hệthống DMT và các tham sốcủa nó .
2.3.1. Kênh truyền và ảnh hưởng của kênh truyền.
2.3.2. Hệthống đơn sóng mang.
2.3.3. Xấp xỉQAM vuông .
2.3.4. Phân tích đa sóng mang .
2.3.4.1. Các giảthiết .
2.3.4.2. Tính tốc độhay độdựphòng .
2.3.4.3. Tổng kết các bước tính toán hoạt động của một hệthống
DMT
2.3.5. DMT với khối chiều dài hữu hạn .
2.3.6. Phân chia tải bit (Bit Loading) .
2.3.6.1. Các thuật toán tải bit.
2.3.6.2. Thuật toán tối ưu “rót nước” .
2.3.7. Cân bằng cho DMT .
2.4. Sơ đồtổng thểmột hệthống DMT.
2.4.1. Máy phát DMT .
2.4.2. Máy thu DMT .
3. Mã sửa lỗi Reed – Solomon .
3.1. Giới thiệu vềmã Reed – Solomon.
3.2. Các đặc điểm của mã RS .
3.2.1. Cấu tạo mã RS .
3.2.1.1. Đa thức trường.
3.2.1.2. Đa thức sinh.
3.2.2. Khảnăng sửa sai của mã RS .
3.2.3. Tăng ích điều chế(coding gain) của mã RS.
3.3. Mã hóa và giải mã các mã RS .
3.3.1.Mã hóa RS và kiến trúc bộmã hóa RS.
3.3.2. Giải mã RS và kiến trúc bộmã RS.
Chương IV: Kiến trúc ADSL ứng dụng kĩthuật điều chế đa tần rời rạc DMT
1. Mô hình tham chiếu của hệthống ADSL .
2. Sơ đồmáy thu phát ADSL.
3. Cấu trúc kênh thông tin trong ADSL .
4. Mào đầu ADSL.
4.1. Kênh EOC.
4.2. Kênh AOC và Bit swapping .
4.3. Các bit chỉthị(indicator bits) .
5. Vấn đê chuẩn định thời mạng (NTR) .
5.1. Sựcần thiết của chuẩn định thời mạng.
5.2. Việc truyền NTR .
5.3. Khôi phục định thời .
6. Chi tiết các khối .
6.1. Máy phát .
6.1.1. Tạo khung .
6.1.2. Tạo mã kiểm tra CRC.
6.1.3. Ngẫu nhiên hóa (Scrambler).
6.1.4. Mã sữa lỗi tiến FEC (mã hoá Reed-Solomon) .
6.1.5. Cài xen (Interleaving).
6.1.6. Âm chuẩn (Pilot Tone) .
6.1.7. Sắp xếp tone (tone ordering) và mã hoá chòm sao.
6.1.7.1. Tone ordering .
6.1.7.2. Mã hoá chòm sao .
6.1.8. Điều chếDMT (IFFT) .
6.1.9. Thêm Cyclic Prefix .
6.1.10. Biến đổi số- tương tựvà xửlí tín hiệu tương tự.
6.2. Máy thu.
6.2.1. Biến đổi tương tự- số.
6.2.2. Cân bằng miền thời gian (TEQ) .
6.2.3. Giải điều chếDMT và cân bằng miền tần số(FEQ) .
6.2.4. Giải mã chòm sao và tách bit .
6.2.5. Giải cài xen .
6.2.6. Giải mã sửa lỗi tiến và giải ngẫu nhiên hoá .
6.2.7. Giải mã CRC và phân khung (deframe) .
7. Khởi tạo kết nối truyền thông .
7.1. Kích hoạt và xác nhận .
7.2. Huấn luyện bộthu phát.
7.3. Phân tích kênh truyền .
7.4. Trao đổi.
Phụlục A: Các thuật ngữvà từviết tắt
Phụlục B: Các tổchức, các khuyến nghịvà các chuẩn vềxDSL
Phụlục C: Tài liệu tham khảo
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
n truyền). Nếu nó được sử dụng cho truyền dẫn thông qua DSL, nơimà SNR thay đổi rất nhiều trong dải băng thì hay là việc phân chia tải bit (bit
loading, sẽ trình bày ở phần sau) phải rất ổn định để có thể bảo vệ các tải tin con
với mức SNR thấp nhất, hay là tỷ lệ lỗi trên các tải tin con đó sẽ rất cao và làm
giảm chất lượng rất nhiều.
Phổ công suất phát của một sóng đa tải tin được thể hiện trên hình 3.7. Tín
hiệu đa tải tin phát đi là tổng của N tín hiệu con (hay kênh con) độc lập, mỗi tín
hiệu con có băng thông bằng nhau với tần số trung tâm là fi (i=1,.., N ). Trong điều
chế đa tải tin, khác với ghép kênh phân chia theo tần số thông thường, số bit của dữ
liệu vào gán cho các kênh con khác nhau có thể khác nhau. Việc phân chia các bit
tới các kênh con được đảm nhiệm bởi bộ điều chế đa tải tin sao cho đạt được hiệu
suất cao nhất. Trong khi tối ưu hóa hiệu suất như vậy thì những kênh con nào gặp
phải ít suy hao kênh và/hay ít tạp âm hơn sẽ mang nhiều bit hơn.
Hình 3.7: Phổ công suất của một tín hiệu đa sóng mang
Trong mọi trường hợp, N là một lũy thừa của 2 để có thể sử dụng các phiên
bản của thuật toán biến đổi Fourier nhanh (FFT) trong tính toán. Giá trị của N để
có hiệu suất xấp xỉ tối ưu phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ biến đổi của hàm truyền
đạt kênh truyền theo tần số. Ở đây chúng ta sẽ luôn luôn giả thiết rằng N được
chọn đủ lớn để có thể xấp xỉ hiệu suất tối ưu. Đối với mạch vòng thuê bao, người ta
đã chứng minh được N = 256 là đủ lớn để đạt được mức hiệu suất tối ưu.
1.2. Điều chế QAM.
Điều chế QAM sử dụng kết hợp cả biên độ và pha của tải tin để điều chế luồng
số tín hiệu. Nó sử dụng một cặp sóng mang Sine và Cosine với cùng một thành
phần tần số để truyền tải thông tin về một tổ hợp bit. Tại một thời điểm chỉ có một
tín hiệu mang thông tin về một tổ hợp bit được truyền qua. Tín hiệu ứng với cụm 4
bit đó lần lượt được gửi đi trên đường truyền. Tại phía thu, tín hiệu thu được là sự
tổng hợp tín hiệu phát với tác động của can nhiễu trên đường truyền, khi đó pha và
biên độ của tín hiệu đã bị thay đổi và được biểu diễn trực quan khi toạ độ của điểm
SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A 38
Thực hiện kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số
bất đối xứng ADSL.
øng víi tÝn hiÖu thu ®−îc trªn chßm sao sÏ lÖch khái ®iÓm t−¬ng øng ë phÝa ph¸t
mét l−îng nhÊt ®Þnh. M¸y thu sÏ lùa chän mét ®iÓm trªn chßm sao cã kho¶ng c¸ch
®Õn ®iÓm thu ®−îc trªn thùc tÕ lµ nhá nhÊt b»ng mét bé quyÕt ®Þnh. Sù quyÕt ®Þnh
nµy ®«i khi sai lçi nÕu nh− nhiÔu trªn ®−êng truyÒn lín. Nh− vËy chÊt l−îng cña tÝn
hiÖu QAM kh«ng chØ phô thuéc vµo t¸c ®éng cña can nhiÔu trªn ®−êng truyÒn mµ
cßn phô thuéc vµo chÊt l−îng hay ®é chÝnh x¸c cña m¸y thu.
Sau đây là sơ đồ khối và cơ sở toán học của phương pháp điều chế QAM
Sãng
®Çu ra
Tæ hîp
c¸c bit
®Çu vào
T×m to¹ ®é
(x,y) cña
®iÓm t−¬ng
øng trªn
chßm sao
Bé t¹o
sãng Sin
Bé t¹o
sãng
Cosin
Hình 3.8: S¬ ®å bé ®iÒu chÕ QAM
Sự trực giao của 2 hàm sine và cosine cho phép chúng truyền đồng thời trên cùng
một kênh. Xét trong khoảng thời gian của một tín hiệu, sự trực giao được thể hiện
qua biểu thức (3.1)
(3.1) 0)/2sin()./2cos(
0
=τπτπ∫τ dt
Trong biểu thức (3.1) T là khoảng thời gian tồn tại của các sóng sine và cosine.
Do tính chất trực giao nên các hàm sine và cosine được gọi là các hàm cơ bản.
Khi đó tín hiệu tại đầu ra của bộ điều chế sẽ có dạng sau:
(3.2) )sin()cos()( wtYwtXtV iia +=
2. Điều chế đa tần rời rạc (DMT)
DMT là một dạng thông dụng của điều chế đa tải tin. Nó được giới thiệu bởi
Peled và Ruiz của hãng IBM vào năm 1980 để tận dụng khả năng của các bộ xử lý
tín hiệu số và FFT. Sau đó, nó đã được Ruiz, Cioffi và Kasturia sửa đổi chút ít để
đạt được hiệu suất cao hơn. Dạng sửa đổi này gần đây đã được sử dụng trong các
modem băng thoại, trong một số đề nghị cho phát thanh quảng bá và DMT cũng đã
được sử dụng cho HDSL và ADSL.
SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A 39
Thực hiện kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số
bất đối xứng ADSL.
2.1. Nguyên lý của điều chế đa tần rời rạc
DMT được xây dựng dựa trên những ý tưởng của QAM. Hãy hình dung có
một số bộ mã hóa. Mỗi bộ mã hóa nhận một nhóm bit đã được mã hóa bởi một bộ
mã hóa chòm sao tín hiệu QAM thông thường. Các giá trị đầu ra từ các bộ mã hóa
chòm sao sau lại là các biên độ của các sóng hình sine và cosine. Tuy nhiên mỗi bộ
mã hóa sử dụng một tần số khác nhau của sóng hình sine và cosine. Sau đó, tất cả
các tải tin hình sine và cosine được cộng lại và gửi qua kênh truyền. Dạng sóng này
là một symbol DMT đơn giản, thể hiện bởi sơ đồ hình 3.9 dưới đây.
• •
• •
• •
• •
• •
• •
• •
• •
T¹o sãng h×nh sine
vµ cosine ë tÇn sè f1
Bin1
Bé m· hãa 1
C¸c bit vµo
••
••
T¹o sãng h×nh sine
vµ cosine ë tÇn sè f2
Bin2
Bé m· hãa 2
C¸c bit vµo
••
T¹o sãng h×nh sine
vµ cosine ë tÇn sè fn
Bin n
Bé m· hãa n
C¸c bit vµo
••
•
•
•
Sãng ®Çu ra
Hình 3.9
MT từ QAM Nếu giả thiết rằng có thể phân tách các sóng hình sine và cosine ở các tần số
khác nhau với nhau thì mỗi tập dạng sóng có thể được giải mã một cách độc lập,
tương tự như giải mã tín hiệu QAM. Ý tưởng sử dụng các tần số khác nhau để
truyền thông tin không phải chỉ có ở DMT, truyền hình và phát thanh cũng đã sử
dụng kỹ thuật này. Một số tên gọi cho các kênh tần số trong DMT là frequency bins
(hay bins), tones hay DMT tones và kênh con. Điều quan trọng là dạng sóng trong
mỗi bins phải hoàn toàn độc lập với sóng từ các bins khác. Nếu không, việc giải mã
mỗi bins sẽ khó khăn bởi vì các sóng hình sine và cosine ở mỗi bin có thể bị triệt
tiêu bởi tín hiệu từ các bins khác. Nguyên tắc của DMT là các tần số của các sóng
hình sine và cosine sử dụng ở mỗi bin phải là nguyên lần một tần số chung và chu
kỳ symbol, τ , là nghịch đảo của tần số chung đó (cũng có thể là một số nguyên lần
của nghịch đảo của tần số đó). Tần số chung này thường được gọi là tần số cơ bản.
Từ việc phân tích tín hiệu QAM có thể nói các sóng hình sine và cosine ở tần số cơ
bản đã tạo thành các hàm cơ sở. Để đảm bảo không tồn tại giao thoa giữa các bins,
phải đảm bảo là sóng hình sine và cosine của một bin bất kỳ phải trực giao với sóng
SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A 40
Thực hiện kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số
bất đối xứng ADSL.
hình sine và cosine của tất cả các bins khác. Về mặt toán học, sự trực giao này có
thể được biểu diễn như sau:
0
cos( )cos( ) 0f fn t m t dt
τ
ω ω =∫ (3.3)
0
cos( )sin( ) 0f fn t m t dt
τ
ω ω =∫ (3.4)
0
sin( )sin( ) 0f fn t m t dt
τ
ω ω =∫ (3.5)
Ở đây m và n là các số nguyên khác nhau và fω là tần số góc cơ bản. Thực hiện
việc tích phân (3.3) sẽ thu được (3.6). Các quan hệ gi