tìm hiểu hệ thống thông tin di động mc-cdma và giải pháp cải thiện dung lượng mạng

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
TÌM HIỂU HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG MC-CDMA VÀ GIẢI
PHÁP CẢI THIỆN DUNG LƯỢNG MẠNG
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
KHOA KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ
SVTH :
Lớp :
GVHD :
Nội dung đồ án
Công nghệ CDMA
Tổng quan về OFDM
Hệ thống MC-CDMA
Giải pháp cải thiện dung lượng mạng MC-CDMA
2
Nội
dung
Công nghệ CDMA

CDMA là công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã.
Hình: Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã
3
Các phương thức trải phổ
Kỹ thuật trải phổ, kỹ thuật cơ bản được dùng trong hệ thống thông tin di động 3G.
4
Trải phổ chuỗi
trực tiếp (DSSS)
1
Trải phổ nhảy
tần (FSSS)

2
Trải phổ nhảy
thời gian
(THSS)
3
TRẢI PHỔ
Chuyển giao trong CDMA

Mục đích của việc chuyển giao (HO- HandOver).

Các loại chuyển giao:
5
HO
HO
Cứng
Cứng
Mềm
Mềm
Mềm
Mềm
Mềm hơn
Mềm hơn
Mềm và mềm hơn
Mềm và mềm hơn
Kỹ thuật OFDM

Kỹ thuật OFDM là kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao.

Nguyên tắc: chia dòng dữ liệu tốc độ cao thành nhiều dòng dữ liệu song song tốc độ thấp hơn,
mỗi dòng dữ liệu song song được điều chế bởi các sóng mang trực giao nhau.

6
Đa sóng mang ( Multi-Carrier)

Lợi ích chủ yếu của truyền dẫn đa sóng mang: sức chịu đựng tốt đối với kênh fading lựa chọn
tần số; giảm sự phức tạp trong xử lý tín hiệu thông qua sự cân bằng trong miền tần số.

Nguyên tắc cơ bản của điều chế đa sóng mang: phân chia dòng dữ liệu tốc độ cao thành các
dòng dữ liệu có tốc độ thấp hơn gọi là các luồng con ( sub-stream).
7
Tính trực giao
(a)
Kỹ thuật đa sóng mang không chồng phổ.
(b)
Kỹ thuật đa sóng mang chồng phổ.
8
(a)
Tần số
Tần số
Tiết kiệm băng thông
(b)
Ch.1 Ch.10
ƯU ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM
9
Ưu, nhược điểm của OFDM
Ưu, nhược điểm của OFDM

Tăng hiệu quả sử dụng phổ.

Chịu đựng tốt fading lựa chọn tần số.


Chịu đựng tốt nhiễu xung và nhiễu xuyên kênh
kết hợp.

Dùng kỹ thuật DFT bổ sung vào chức năng điều
chế và giải điều chế => giảm sự phức tạp của hệ
thống OFDM.

Symbol OFDM bị nhiễu biên độ với một
khoảng động lớn.

Nhạy với tần số offset và trượt của sóng
mang hơn hệ thống đơn sóng mang.
Hệ thống MC-CDMA

MC-CDMA (MultiCarrier CDMA) là một hệ thống đa truy nhập dựa trên sự kết hợp giữa CDMA và
OFDM.

Khác với CDMA trải phổ trong miền thời gian thì MC-CDMA trải phổ trong miền tần số.

Sử dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM để phát tín hiệu trên tập sóng
mang phụ trực giao.
10
.
.
.
11
IDFT
d
k
(0)

d
k
(0)
d
k
(1)
d
k
(K
MC
-1)
Luồng dữ liệu
của user thứ k
đã điều chế
a
k
,
P-1
(i)
.
.
.
S/P
S/P
t
a
k0
(i)
S
k

MC
(t)
Cos(2πf
c
t)
∑
∑
Chèn khoảng
dự phòng ∆
Chèn khoảng
dự phòng ∆
Cos(2π0∆ft)
d
k
(0)
d
k
(K
MC
-1)
Cos| 2π(K
MC
– 1)∆ft |
.
.
.
Máy phát MC-CDMA
S/P
S/P
∑

∑
Chèn khoảng
dự phòng ∆
Chèn khoảng
dự phòng ∆
12
Máy thu MC-CDMA
DFT
r'
MC
(t)
q = mP + p
G
k’
(K
MC
-1)
D
k’
(t)
G
k’
(0)
Tín hiệu thu
r
MC
(t)
Cos(2πf
c
t)

Khử khoảng
dự phòng
Khử khoảng
dự phòng
Cos[2π(P(KMC – 1) + p) ∆f’t
Cos(2π(mP + p)∆f’t)
Cos(2πp∆f’t)
LPF
LPF
LPF
LPF
LPF
LPF
Ưu, nhược điểm của kỹ thuật
MC-CDMA
13
ƯU ĐIỂM
NHƯỢC ĐIỂM

Hiệu quả sử dụng băng thông cao.

Khả năng chống lại ảnh hưởng của fading lựa
chọn tần số tốt.

Tính bảo mật cao.

Giải quyết vấn đề nhiễu ISI ở hệ thống có tốc
độ dữ liệu cao trên trên các kênh đa đường.
Tồn tại những khuyết điểm của 2 kỹ thuật
CDMA và OFDM.


Nhạy với độ dịch tần số sóng mang.

Nhạy với nhiễu pha.

Cần quan tâm đến vấn đề nhiễu MAI.
Giải pháp cải thiện dung lượng mạng MC-CDMA

Vì sao cần phải cải thiện dung lượng hệ thống mạng ?

Các giải pháp:
14
GIẢI PHÁP
Điều khiển công suất
Hệ thống MC-CDMA
sử dụng nhiều anten
phát
Hệ thống MC-CDMA
kết hợp với mã hóa
space-time
Điều khiển công suất
Cơ chế điều khiển công suất:

ĐKCS dựa vào người dùng.

ĐKCS dựa vào băng tần.
Các phương pháp ĐKCS:
15
ĐKCS
ĐKCS bước cố

định
ĐKCS thu được kế
tiếp
ĐKCS dự đoán
ĐKCS đa mức
16
Hệ thống MC-CDMA kết hợp với mã
hóa space-time
Hệ thống MC-CDMA kết hợp với mã
hóa space-time
Hệ thống MC-CDMA sử dụng nhiều
anten phát
Hệ thống MC-CDMA sử dụng nhiều
anten phát
Kỹ thuật điều chế mã hóa space-time
cho phép tối ưu hóa cả độ lợi mã hóa lẫn
độ lợi phân tập phía phát, có khả năng
chống hiệu ứng gần xa và fading đa
đường một cách hiệu quả.
Giải pháp sử dụng nhiều anten phát
và nhiều anten thu MIMO có thể tăng dung
lượng hệ thống tùy theo kích thước của
dãy anten.
Kết luận
Kết luận

Nhờ sự kết hợp giữa CDMA và OFDM đã mang đến cho MC-CDMA những ưu điểm nổi bật của 2 kỹ thuật trên,
như khả năng chống nhiễu ISI, ICI rất tốt, hổ trợ nhiều user hơn trên cùng một độ rộng băng tần, làm tăng hiệu
quả sử dụng băng thông, có tính khả thi và hiệu quả trong việc truyền dữ liệu tốc độ cao.


Đồ án đã giới thiệu được tổng quan về CDMA, OFDM, từ đó làm cơ sở cho việc tìm hiểu hệ thống MC-CDMA và
các giải pháp để cải thiện dung lượng mạng MC-CDMA.

Tuy nhiên trong quá trình hoàn thành đồ án không thể tránh khỏi hạn chế và thiếu sót. Em sẽ cố gắng tìm hiểu
thêm.
17
EM XIN CHÂN THÀNH
CẢM ƠN !