NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÁC MÃ CI GIẢM PAPR VÀ NÂNG CAO DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG OFDM

Một trong các nhược điểm chính của hệ thống ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) là tỉ số công suất đỉnh trên công suất trung bình (PAPR) lớn và do đường bao tín hiệu thay đổi theo tin tức, bộ khuếch đại cần độ tuyến tính cao hoặc phải làm việc ở một độ lùi khá lớn, do đó yêu cầu giảm PAPR trong hệ thống OFDM rất cần thiết. Ứng
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÁC MÃ CI GIẢM PAPR VÀ NÂNG CAO DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG OFDMTuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÁC MÃ CI GIẢM PAPR VÀ NÂNG CAO DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG OFDM RESEARCHING THE APPLICATION OF CI CODES FOR REDUCING PAPR AND ENHANCING CAPACITY OF OFDM SYSTEM SVTH: PHẠM THỊ MINH CHÂU Lớp 03ĐT2, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng GVHD: GVC.TS. TĂNG TẤN CHIẾN Khoa ĐT-VT, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng TÓM TẮT Một trong các nhược điểm chính của hệ thống ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) là tỉ số công suất đỉnh trên công suất trung bình (PAPR) lớn và do đường bao tín hiệu thay đổi theo tin tức, bộ khuếch đại cần độ tuyến tính cao hoặc phải làm việc ở một độ lùi khá lớn, do đó yêu cầu giảm PAPR trong hệ thống OFDM rất cần thiết. Ứng dụng mã CI, mã trải phổ xây dựng dựa trên các tín hiệu CI[1] sắp xếp trực gi ao, để giảm PAPR được đề xuất trong [2] là một trong các phương pháp giảm PAPR không gây méo tín hiệu. Mặt khác, trong hệ thống OFDM, giảm PAPR và nâng cao dung lượng hệ thống là hai yêu cầu trái ngược nhau. Mã POCI[3] có thể nâng gấp đôi dung lượng nhưng vẫn đảm bảo giảm PAPR. Bài báo phân tích phương pháp giảm PAPR ứng dụng mã CI, cũng như mã PO-CI bao gồm ưu nhược điểm của chúng trong hệ thống OFDM, đề xuất áp dụng cấu trúc mã mới và giải pháp nâng cao tính thực thi của các mã CI. Các mô phỏng được thực hiện bằng MATLAB 7.0. ABSTRACT High PAPR drawback of OFDM system and the information dependent bandpass signal envelope require expensive high linear power amplifiers, or quite large backoff reducing the amplifier efficiency. Therefore, PAPR reduction is one of important responsibities. In conventinal OFDM system, PAPR increases when increasing system capacity. This paper researches the application of CI codes in OFDM system for reducing PAPR while enhancing system capacity. Key words: PAPR, CI (Carrier Interferometry), POCI(Pseudo Orthogonal CI).1. Đặt vấn đề Các phương pháp giảm PAPR có thể xếp thành hai nhóm: Nhóm gây méo tín hiệu vànhóm không gây méo tín hiệu. Nhóm 1, tiêu biểu là xén đỉnh, gây bức xạ ngoài băng và méotrong băng làm suy giảm chất lượng hệ thống. Nhóm 2 có điểm chung là biến tín hiệu ban đầuthành tín hiệu mang thông tin tương đương nhưng có PAPR thấp. Các phương pháp nhóm 2như: mã hoá làm tăng độ dư thừa, xử lý không gian tín hiệu làm tăng độ phức tạp máy phát vàyêu cầu truyền thông tin bên lề. Áp dụng các mã CI giảm PAPR là m ột trong các phương phápkhông gây méo tín hiệu, không yêu cầu thông tin bên lề và có khả năng tăng gấp đôi dunglượng (mã POCI và mã mới).2. Phân tích và mô phỏng2.1. PAPR trong hệ thống OFDM Tỉ số công suất đỉnh trên công suất trung bình (PAPR) trong hệ thống OFDM: (1) 2 maxt 0, T  s (t )   P AP R  2 E s (t ) t 0 , T  2 Trong đó: s (t ) là đường bao công suất của tín hiệu OFDM. PAPR là thông số xét tạiphía phát và thường được đánh giá thông qua CCDF, xác suất PAPR lớn hơn một giá trịPAPR0. 48Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 20082.2. Giảm PAPR và hiệu suất bộ khuếch đại [5] Hiệu suất bộ khuếch đại:   Pout ,tb / PDC . Để đơn giản, xét bộ khuếch đại có thực hiệntuyến tính hoá. Gọi  max là hiệu suất cực đại của bộ khuếch đại, quan hệ giữa  ,  max vàPAPR có thể viết [5]:    max / PAPR. Khi PAPR = 1 (PAPR tính theo dB thì bằng 0), hiệusuất bộ khuếch đại đạt cực đại. Hiệu suất giảm một nửa mỗi khi PAPR tăng 3dB.2.3. Mã CI (Carrier Interferometry) và POCI (Pseudo Orthogonal CI) Mã CI gồm tập hợp N mã trực giao ki , k = 0,.., N-1[3]:   = e   j 2 / N .0.k ...