Luận văn: Hệ thống OFDM

Việc nghiên cứu kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) được biết đến từ những năm 70 của thế kỷ trước, với những ưu điểm chính như: cho phép truyền dữ liệu tốc độ cao được truyền song song với tốc độ thấp trên các băng hẹp, khả năng cho hiệu suất phổ cao, khả năng chống lại fading chọn lọc tần số, đơn giản và hiệu quả trong điều chế và giải điều chế tín hiệu nhờ sử dụng thuật toán IFFT, FFT. Chính vì thế, OFDM ngày càng được phát triển trong các...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn: Hệ thống OFDMLời nói đầu Luận văn Hệ thống OFDM 1Lời nói đầu LỜI NÓI ĐẦU &&& Việc nghiên cứu kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM)được biết đến từ những năm 70 của thế kỷ trước, với những ưu điểm chính như: chophép truyền dữ liệu tốc độ cao được truyền song song với tốc độ thấp trên các bănghẹp, khả năng cho hiệu suất phổ cao, khả năng chống lại fading chọn lọc tần số, đơngiản và hiệu quả trong điều chế và giải điều chế tín hiệu nhờ sử dụng thuật toánIFFT, FFT. Chính vì thế, OFDM ngày càng được phát triển trong các dịch vụ viễnthông tốc độ cao như Internet không dây, thông tin di động 4G, mạng LAN khôngdây, được chọn làm chuẩn cho hệ thống phát thanh số. Do đó OFDM đang trở thànhcông nghệ được chấp nhận một cách rộng rãi và các chuẩn truyền thông không dâydi động sẽ được sử dụng nhiều hơn trong tương lai. Nhưng thuận lợi của việc sửdụng OFDM là khả năng vươn xa hơn cũng như tính phổ biến của các hệ thốngOFDM. Hiện nay, OFDM và OFDMA đang được nghiên cứu và ứng dụng rất triểnvọng trong công nghệ truy cập băng rộng không dây (Wimax). Tuy nhiên, để có thểáp dụng kỹ thuật này cũng cần phải giải quyết những vấn đề tồn tại của hệ thốngnày. Nội dung của đồ án bao gồm 4 chương: Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ OFDM. Giới thiệu tổng quan về hệ thống OFDM và đề cập đến những ưu điểm và nhược điểm của kỹ thuật OFDM. Chương 2: CÁC ĐẶC TÍNH VỀ KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN. Giới thiệu đặc điểm của kênh truyền như đa đường, fading lựa chọn tần số, dịch Doppler, nhiễu AWGN...Các đặc tính này ảnh hưởng lên tín hiệu gây nhiễu ISI và ICI trong hệ thống OFDM. Chương 3: VẤN ĐỀ ĐỒNG BỘ TRONG HỆ THỐNG OFDM. 2Lời nói đầu Tìm hiểu về các lỗi gây nên sự mất đồng bộ và một số phương pháp đồng bộ trong hệ thống OFDM. Chương 4: CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG TÍN HIỆU OFDM. Giới thiệu các thuật toán và mô phỏng tín hiệu OFDM bằng MATLAB. Tuy đã có nhiều cố gắng nhưng vẫn còn nhiều thiếu sót cần bổ sung và pháttriển mong quý thầy cô và bạn đọc chỉ bảo thêm. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong Khoa ĐIỆN TỬ-VIỄNTHÔNG, đặc biệt là thầy Nguyễn Duy Nhật Viễn đã hướng dẫn em hoàn thành đồán này. Đà Nẵng, tháng 06 năm 2008 Sinh viên thực hiện TRẦN VĂN SÁU 3Lời nói đầuChương1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ OFDM1.1 Giới thiệu chương Chương này sẽ giới thiệu về các khái niệm, nguyên lý cũng như thuật toáncủa OFDM. Các nguyên lý cơ bản của OFDM, mô tả toán học, kỹ thuật đơn sóngmang, đa sóng mang và các kỹ thuật điều chế trong OFDM. Bên cạnh đó các ứngdụng và ưu nhược điểm của hệ thống OFDM cũng được đưa ra ở đây.1.2 Các nguyên lý cơ bản của OFDM Nguyên lý cơ bản của OFDM là chia một luồng dữ liệu tốc độ cao thành cácluồng dữ liệu tốc độ thấp hơn và phát đồng thời trên một số các sóng mang con trựcgiao. Vì khoảng thời gian symbol tăng lên cho các sóng mang con song song tốc độthấp hơn, cho nên lượng nhiễu gây ra do độ trải trễ đa đường được giảm xuống.Nhiễu xuyên ký tự ISI được hạn chế hầu như hoàn toàn do việc đưa vào một khoảngthời gian bảo vệ trong mỗi symbol OFDM. Trong khoảng thời gian bảo vệ, mỗisymbol OFDM được bảo vệ theo chu kỳ để tránh nhiễu giữa các sóng mang ICI. Giữa kỹ thuật điều chế đa sóng mang không chồng phổ và kỹ thuật điều chếđa sóng mang chồng phổ có sự khác nhau. Trong kỹ thuật đa sóng mang chồng phổ,ta có thể tiết kiệm được khoảng 50% băng thông. Tuy nhiên, trong kỹ thuật đa sóngmang chồng phổ, ta cần triệt xuyên nhiễu giữa các sóng mang, nghĩa là các sóngnày cần trực giao với nhau. Trong OFDM, dữ liệu trên mỗi sóng mang chồng lên dữ liệu trên các sóngmang lân cận. Sự chồng chập này là nguyên nhân làm tăng hiệu quả sử dụng phổtrong OFDM. Ta thấy trong một số điều kiện cụ thể, có thể tăng dung lượng đáng 4Lời nói đầukể cho hệ thống OFDM bằng cách làm thích nghi tốc độ dữ liệu trên mỗi sóng mangtùy theo tỷ số tín hiệu trên tạp âm SNR của sóng mang đó. Ch.1 Ch.10 Tần số (a) Tiết kiệm băng thông ...