tìm hiểu một số thích nghi sự dụng trong ofdm 3

Chương 2: Kỹ thuật OFDM Hình 2.6 Điều chế cao tần tín hiệu OFDM băng tần cơ sở phức sử dụng kỹ thuật tương tự Hình 2.7 Điều chế cao tần tín hiệu OFDM băng tần cơ sở phức sử dụng kỹ thuật số 2.8 Tiền tố lặp CP(Cyclic Prefix) Tiền tố lặp (CP) là một kỹ thuật xử lý tín hiệu trong OFDM nhằm hạn chế đến mức thấp nhất ảnh hưởng của nhiễu xuyên kênh (ICI), nhiễu xuyên ký tự (ISI) đến tín hiệu OFDM, đảm bảo yêu cầu về tính trực giao của các sóng mang phụ. Để thực hiện kỹ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
tìm hiểu một số thích nghi sự dụng trong ofdm 3 Chương 2: Kỹ thuật OFDM Hình 2.6 Điều chế cao tần tín hiệu OFDM băng tần cơ sở phức sử dụng kỹ thuật tương tự Hình 2.7 Điều chế cao tần tín hiệu OFDM băng tần cơ sở phức sử dụng kỹ thuật số 2.8 Tiền tố lặp CP(Cyclic Prefix) Tiền tố lặp (CP) là một kỹ thuật xử lý tín hiệu trong OFDM nhằm hạn chế đến mức thấp nhất ảnh hưởng của nhiễu xuyên kênh (ICI), nhiễu xuyên ký tự (ISI) đến tín hiệu OFDM, đảm bảo yêu cầu về tính trực giao của các sóng mang phụ. Để thực hiện kỹ thuật này, trong quá trình xử lý tín hiệu, tín hiệu OFDM được lặp lại có chu kỳ và phần lặp lại ở phía trước mỗi ký tự OFDM được sử dụng như là một khoảng thời gian bảo vệ giữa các ký tự phát kề nhau.Vậy sau khi chèn thêm khoảng - 19 - Chương 2: Kỹ thuật OFDM bảo vệ, thời gian truyền một ký tự (Ts) lúc này bao gồm thời gian khoảng bảo vệ (Tg) và thời gian truyền thông tin có ích (cũng chính là khoảng thời gian bộ IFFT/FFT phát đi một ký tự) Ta có Ts = Tg + TFFT Ts Ký tự i-1 Ký tự i Ký tự i+1 Ts Hình 2.8 Tiền tố lặp (CP) trong OFDM Ký tự OFDM lúc này có dạng : n   ,  1,... ,1  x( n  N ) xT (n )   (2.9) n  0, 1,... , N  1  x ( n) Chiều dài của dải bảo vệ bị hạn chế nhằm đảm bảo hiệu suất sử dụng dải tần. Tuy nhiên, nó phải bằng hoặc lớn hơn giá trị trải trễ cực đại (the maximum delay spread) nhằm duy trì tính trực giao giữa các sóng mang nhánh và loại bỏ được các xuyên nhiễu ICI, ISI. Ở dây, giá trị trải trễ cực đại là một thông số xuất hiện khi tín - 20 - Chương 2: Kỹ thuật OFDM hiệu truyền trong không gian chịu ảnh hưởng của hiện tượng đa đường (multipath effect)-tức là tín hiệu thu được tại bộ thu không chỉ đến từ đường trực tiếp mà còn đến từ các đường phản xạ khác nhau, và các tín hiệu này đến bộ thu tại các thời điểm khác nhau. Giá trị trải trễ cực đại được xác định là khoảng thời gian chênh lệch lớn nhất giữa thời điểm tín hiệu thu qua đường trực tiếp và thời điểm tín hiệu thu được qua đường phản xạ. Nếu phát một xung RF (xung Dirac) trong môi trường truyền đa đường, tại bộ thu sẽ nhận được các đáp ứng xung có dạng sau Hình 2.9 Đáp ứng xung của kênh truyền trong môi trường truyền đa đường Đáp ứng xung h(t) của một kênh truyền chịu ảnh hưởng của hiện tượng đa đường : m h(t )   Ak  (t  Tk ) (2.10) k 1 Với : Ak là biên độ phức của đáp ứng xung trên đường truyền thứ k Tk là thời gian trễ của đáp ứng trên đường truyền thứ k so với gốc thời gian. m là số đường truyền trong môi trường truyền đa đường. Tiền tố lặp (CP) có khả năng loại bỏ nhiễu ISI, nhiễu ICI vì nó cho phép tăng khả năng đồng bộ (đồng bộ ký tự, đồng bộ tần số sóng mang) trong hệ thống OFDM. 2.9 Các thông số đặc trưng trong hệ thống truyền dẫn OFDM 2.9.1 Cấu trúc tín hiệu OFDM - 21 - Chương 2: Kỹ thuật OFDM Hình 2.10 cho thấy cấu trúc của các ký hiệu OFDM trong miền thời gian. TFFT là thời gian để truyền dữ liệu hiệu quả, TG là thời gian bảo vệ. Cũng thấy các thông số thời gian cửa sổ. hệ giữa các thông số là: khác, là Quan Twin (2.11) Tsym  TFFT  TG  Twin Hình 2.10 Cấu trúc tín hiệu OFDM Cửa sổ được đưa vào nhằm làm mịn biên độ chuyển về không tại ranh giới ký hiệu và để giảm tính nhạy cảm của dịch tần số. Loại cửa sổ được dùng phổ biến là loại cửa sổ cosine tăng. 2.9.2 Các thông số trong miền thời gian - 22 - Chương 2: Kỹ thuật OFDM Từ hình 2.10 có thể tách các thông số OFDM trong miền thời gian: chu kỳ ký hiệu Tsym , thời gian FFT TFFT , thời gian bảo vệ TG , thời gian cửa sổ Twin . Nếu không tính đến thời gian cửa sổ, thì công thức (2.11) trở thành: Tsym  TFFT  TG Ngoài ra, xác định một thông số mới FSR (tỉ số giữa thời gian FFT và thời gian ký hiệu) được định nghĩa bởi. TFFT FSR  Tsym Thông số này đánh giá hiệu quả tài nguyên được dùng trong miền thời gian và có thể được dùng để tính toán thông lượng 2.9.3 Các thông số trong miền tần số Hình 2.11 sắp xếp OFDM trong miền tần số với ba thông số chính là: toàn bộ độ rộng băng tần cho tất cả các sóng mang con B, độ rộng băng tần sóng mang con f và số sóng mang con N sub . Quan hệ giữa chúng là: B  N sub  f - 23 - Chương 2: Kỹ thuật OFDM Hình 2.11 Độ rộng băng tần hệ thống và độ rộng băng tần sóng mang con Thực tế, toàn bộ độ rộng băng tần khả dụng B được cho là hạn chế trước khi thiết kế hệ thống. Vì vậy, đối với người thiết kế, các thông số OFDM trong miền tần số có thể được xác định là độ rộng băng tần sóng mang con f và số sóng mang con N sub . 2.10 Thông lượng kênh Thông lượng của kênh cho ta biết tốc độ tối đa của tín hiệu có thể truyền được qua kênh mà không bị lỗi. Do đó, thông lượng kênh phụ thuộc vào bề rộng băng tần của kênh và tác động của các loại nhiễu. Thông lượng kênh theo Shannon. Thông ...