Đề tài Phương pháp điều chế OFDM

OFDM là nằm trong một lớp các kỹ thuật điều chế đa sóng mang (MCM) trong thông tin vô tuyến. Còn trong các hệ thống thông tin hữu tuyến chẳng hạn như trong hệ thống ASDL, các kỹ thuật này thường được nhắc đến dưới cái tên: đa tần (DMT). Kỹ thuật OFDM lần đầu tiên được giới thiệu trong bài báo của R. W. Chang năm 1966 về vấn đề tổng hợp các tín hiệu có dải tần hạn chế khi thực hiện truyền tín hiệu qua nhiều kênh con. Tuy nhiên, cho tới gần đây, kỹ thuật OFDM...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề tài Phương pháp điều chế OFDM ĐỀ TÀIPHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ OFDM LỜI MỞ ĐẦU OFDM là nằm trong một lớp các kỹ thuật điều chế đa sóng mang (MCM)trong thông tin vô tuyến. Còn trong các hệ thống thông tin hữu tuyến chẳng hạnnhư trong hệ thống ASDL, các kỹ thuật này thường được nhắc đến dưới cái tên: đatần (DMT). Kỹ thuật OFDM lần đầu tiên được giới thiệu trong bài báo của R. W.Chang năm 1966 về vấn đề tổng hợp các tín hiệu có dải tần hạn chế khi thực hiệ ntruyền tín hiệu qua nhiều kênh con. Tuy nhiên, cho tới gần đây, kỹ thuật OFDM mới được quan tầm nhờ cónhững tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực xử lý tín hiệu và vi điện tử. Hiện nay, kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) đượcdùng làm chuẩn trong các hệ thống phát thanh số ở châu Âu. Kỹ thuật này đangđược đề nghị đưa vào ứng dụng ở Mỹ cũng như nghiên cứu để phát triển trong lĩnhvực truyền hình số. Bản báo cáo này sẽ giới thiệu về nguyên lý, mô hình toán học và những đặcđiể m cơ bản trong kỹ thuật OFDM và cách mô phỏng phương pháp điều chếOFDM sử dụng matlab. MỤC LỤCI. Giới thiệu về OFDM:........................................................................... 4 1. Lịch sử phát triển.............................................................................. 4 2. Tổng quan về OFDM: ...................................................................... 4 2.1 Từ điều chế đơn sóng mang đến điều chế trực giao OFDM: ........ 5 3.Một số ứng dụng của công nghệ OFDM: ........................................ 17II.Mô phỏng quá trình điều chế OFDM: ............................................... 18 1. Sử dụng matlab: ............................................................................. 18 2.1Sử dụng Simulink:......................................................................... 21III. Kết luận:.......................................................................................... 23IV. Tài liệu tham khảo: ......................................................................... 24I. Giới thiệu về OFDM:1. Lịch sử phát triển Trong những năm gần đây, phương thức ghép kênh phân chia theo tần sốtrực giao OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) không ngừngđược nghiên cứu và mở rộng phạm vi ứng dụng bởi những ưu điểm của nó trongtiết kiệm băng tần và khả năng chống lại Fading chọn lọc theo tần số cũng nhưxuyên nhiễu băng hẹp. Kỹ thuật điều chế OFDM là một trường hợp đặc biệt của phuơng pháp điề uchế đa sóng mang trong đó các sóng mang phụ trực giao với nhau, nhờ vậy phổ tínhiệu ở các sóng mang phụ cho phếp chồng lấn lên nhau mà phía thu vẫn có thểkhôi phục lại tín hiệu ban đầu. Sự chồng lẫn phổ tín hiệu làm cho hệ thống OFDMcó hiệu suất sử dụng phổ lớn hơn nhiều so với các kỹ thuật điều chế thông thường.Nhờ đó OFDM là chia dòng dữ liệu tốc độ cao thành các dòng dữ liệu tốc độ thấphơn và phát đồng thời trên một số các sóng mang, ta thấy rằng trong một số điề ukiện cụ thể, có thể tăng dung lượng đáng kể cho hệ thống OFDM bằng cách làmthích nghi tốc độ dữ liệu trên mỗi sóng mang tuỳ theo tỷ số tín trên tạp SNR củasóng mang đó. Kỹ thuật OFDM do R.W Chang phát minh năm 1966 ở Mỹ. Trải qua 40 nămhình thành và phát triển nhiều công trình khoa học về kỹ thuật này đã được thựchiện ở khắp nơi trên thế giới. Đặc biệt là các công trình của Weistein và Ebert,người đã chứng minh rằng phép điều chế OFDM có thể thực hiện bằng phép biếnđổi IDFT và phép giải điều chế bằng phép biến đổi DFT. Phát minh này cùng vớ isự phát triển của kỹ thuật số làm cho kỹ thuật điều chế OFDM được ứng dụng rộngrãi. Thay vì sử dụng IDFT người ta có thể sử dụng phép biến đổi nhanh IFFT chobộ điều chế OFDM, sử dụng FFT cho bộ giải điều chế OFDM.2. Tổng quan về OFDM: OFDM (là viết tắt của Orthogonal Frequency Division Multiplexing) có thểđược tạm dịch là Ghép Kênh Phân Chia Theo Tần Số Trực Giao. Kỹ thuật nàyđược đưa ra vào khoảng giữa những năm 60 chứ không phải là mới mẻ. Tuy nhiên,do độ phức tạp trong tính toán của nó nên mãi đến rất gần đây nó mới được ápdụng trong các ứng dụng dân dụng. Trước đó, chủ yếu được sử dụng trong các ứngdụng quốc phòng của bộ Quốc Phòng Mỹ. Một trong những vấn đề rất phức tạp trong truyền thông tin với tốc độ caoqua một kênh có băng thông rất rộng là vấn đề chọn lọc tần số. Một kênh chọn lọctần số là một trong đó các thành phần tần số khác nhau của tín hiệu khi đượctruyền qua kênh sẽ bị suy giả m và dịch pha với mức độ khác nhau (cả về biên độvà mức độ phi tuyến) cho nên tín hiệu phía thu bị méo rất nặng và dẫn đến việckhôi phục tín hiệu trở nên cực kỳ khó khăn.2.1 Từ điều chế đơn sóng mang đến điều chế trực giao OFDM:a. Phương pháp điều chế đơn sóng mang: Hình 1.2.1 Biểu diễn phổ tín hiệu trong miền thời gian Trong phương pháp điều chế đơn sóng mang, dòng tín hiệu được truyền đ itrên toàn bộ băng tần B, có nghĩa là tần số lấy mẫu của hệ thống bằng độ rộng băngtần và mỗi tín hiệu có độ dài là: T sc= 1/B Trong thông tin vô tuyến băng rộng, kênh vô tuyến thường là kênh phụthuộc tần số (frequency selective channel). Tốc đọ lấy mẫu ở thồn tin băng rộng sẽrất lớn, do đó chu lỳ lấy mẫu Tsc sẽrất nhỏ. Do đó phương pháp điều chế đơn sóngmang có những nhược điểm sau: - Ảnh hưởng của nhiễu liên tín hiệu ISI gây ra bởi hiệu ứng phân tập đa đường đối với tín hiệu thu là rất lớn.Điều này được giải thích do độ dài của một mẫu tín hiệu Tsc là rất nhỏ so với trường hợp điều chế đa sóng mang. Do vậy ảnh hưởng của trễ truyền dẫn có thể gây nhiễu liên tín hiệu ISI ở nhiều mẫu tín hiệu thu. Có 5 loại nhiễu trong thông tin vô tuyến: 1. Gaussian Noise 2. Interchannel Interference 3. Co-channel Interference 4. Inter-symbol Interference 5. Multiple Access Interference - Ảnh hưởng của sự phụ thuộc k ...