tìm hiểu và mô phỏng các phương pháp tách sóng trong mc – cdma


GIỚI THIỆU
Đồ án tốt nghiệp Trang 2

Trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, nhóm sinh viên thực hiện đã trải
qua không ít khó khăn, nhưng nhờ sự giúp đỡ tận tình của cô Dương Thị Cẩm Tú,
cùng với thầy cô và các bạn trong bộ môn Điện Tử Viễn Thông trường đại học Sư
Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh, nhóm sinh viên thực hiện đã hoàn thành
đề tài này.
Nhóm sinh viên thực hiện xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
 ThS. Dương Thị Cẩm Túđã hết lòng hướng dẫn nhóm trong thời gian
thực hiện đề tài
 Quý thầy cô trong bộ môn Điện Tử - Viễn Thông đã truyền đạt cho nhóm
những kiến thức chuyên ngành quý giá.
 Xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến những người thân trong gia đình đã luôn
luôn bên cạnh ủng hộ, động viên cả về vật chất lẫn tinh thần giúp nhóm
thực hiện có được điều kiện tốt nhất để hoàn thành được đồ án này.
 Xin chân thành cảm ơn tất cả các bạn sinh viên đã nhiệt tình giúp đỡ
nhóm trong suốt quá trình thực hiện.
Trong quá trình hoàn thành bài báo cáo, nhóm thực hiện sẽ không tránh khỏi
những sai sót nhất định, rất mong được sự góp ý của quý thấy cô và các bạn để đồ
án này được hoàn thiện hơn.
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2011
Nhóm sinh viên thực hiện
Phùng Thị Thanh Thủy
Huỳnh Thị Phương Yến
Chương 1: Kênh Truyền Vô Tuyến
Đồ án tốt nghiệp Trang 3


Họ và tên sinh viên: MSSV:

MSSV:
Ngành: Công Nghệ ……………….
Tên đề tài:
1) Cơ sở ban đầu:





2) Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:





3) Các bản vẽ:



4) Giáo viên hướng dẫn:
5) Ngày giao nhiệm vụ:
6) Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
 !"#$
Chương 1: Kênh Truyền Vô Tuyến
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
Giáo viên hướng dẫn

Ngày tháng năm 20…
Chủ nhiệm bộ môn
Đồ án tốt nghiệp Trang 4






















Tp. Hồ Chí Minh, tháng năm
Giáo viên hướng dẫn
 %&


Chương 1: Kênh Truyền Vô Tuyến
Đồ án tốt nghiệp Trang 5















Tp. Hồ Chí Minh, tháng năm
Giáo viên phản biện
LỜI CÁM ƠN
LỜI CÁM ƠN
'()*(+,-
Công nghệ thông tin di động trong những năm qua đã phát triển rất mạnh mẽ cung
cấp các loại hình dịch vụ đa dạng đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử
dụng. Kể từ khi ra đời vào cuối năm 1940 cho đến nay thông tin di động đã phát

triển qua nhiều thế hệ và đã tiến một bước dài trên con đường công nghệ.
Trao đổi thông tin là nhu cầu thiết yếu trong xã hội hiện tại. Các hệ thống
thông tin di động ra đời tạo cho con người khả năng thông tin mọi lúc, mọi nơi.
Phát triển từ hệ thống thông tin di động tương tự (1G), các hệ thống thông tin di
động số thế hệ 2 (2G) ra đời với mục tiêu chủ yếu là hổ trợ dịch vụ thoại và truyền
số liệu tốc độ thấp. Hệ thống thông tin di động động 2G đánh dấu sự thành công của
công nghệ GSM với hơn 70% thị phần thông ti di động trên toàn cầu hiện nay.
Trong tương lai, nhu cầu các dịch vụ số liệu sẽ ngày càng tăng và có khả năng vượt
Chương 1: Kênh Truyền Vô Tuyến
Đồ án tốt nghiệp Trang 6
quá nhu cầu thông tin thoại. Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 (3G) ra đời nhằm
đáp ứng các nhu cầu các dịch vụ số liệu tốc độ cao như: điện thoại thấy hình, video
streamming, hội nghị truyền hình, nhắn tin đa phương tiện (MMS)…Và chuẩn
tương lai của các thiết bị không dây là hệ thống thông tin di động thế hệ 4 (4G), cho
phép truyền tải dữ liệu tốc độ tối đa trong điều kiện lý tưởng, từ ứng dụng cho phép
tải và truyền hình ảnh động chất lượng cao đến ứng dụng trên các dịch vụ cao cấp:
video trực tiếp trên mạng, hội nghị truyền hình….
./0123)+456(
Hiện nay, Kỹ thuật MC – CDMA là một kỹ thuật rất mới đang được nghiên cứu
mạnh mẽ trên toàn thế giới với khả năng truyền tốc độ cao, tính bền vững với
fading chọn lọc tần số, sử dụng băng thông hiệu quả, tính bảo mật cao và giảm độ
phức tạp của hệ thống do thừa hưởng tất cả những ưu điểm của CDMA và OFDM.
MC-CDMA là một cho hệ thống thông tin di động trong tương lai. Chính vì vậy,
việc tìm hiểu về các phương pháp tách sóng trong hệ thống MC – CDMAlà cần
thiết và có ý nghĩa thực tế.
Xuất phát từ những suy nghĩ trên, nhóm thực hiện đã quyết định chọn đề tài: “Tìm
hiểu và mô phỏng các phương pháp tách sóng trong MC – CDMA”
715(8-19:+456(
Trong đồ án này đề cập một cách tổng quan về kỹ thuật CDMA, OFDM và
kết hợp hai kỹ thuật CDMA với OFDM thành kỹ thuật mới gọi là MC-CDMA và

nêu lên được những ưu điểm, khuyết điểm của kỹ thuật MC-CDMA. Từ những ưu
điểm của MC-CDMA đem lại khắc phục những khuyết điểm của công nghệ CDMA
và kỹ thuật OFDM.
Trình bày và phân tích ưu nhược điểm của từng phương pháp tách sóng. Sau
cùng đưa ra phương pháp tối ưu nhất.
;(5<=)>1,)5?@2(A-
- Lý thuyết về kỹ thuật CDMA, OFDM, MC – CDMA, kênh truyền , các loại
nhiễu, các phương pháp tách sóng trong MC – CDMA.
- Chương trình mô phỏng MATLAB
(B(2C)+456(
Chương 1: Kênh Truyền Vô Tuyến
Đồ án tốt nghiệp Trang 7
Về lý thuyết:
- Tìm hiểu một cách khái quát về kênh truyền và nhiễu, công nghệ CDMA,
OFDM và hệ thống thông tin di động MC-CDMA (4G).\
- Trình bày và phân tích ưu nhược điểm của từng phương pháp tách sóng và
so sách chúng nhằm tìm kiếm phương pháp tách sóng tối ưu nhất cho hệ thống MC
– CDMA.
Về mô phỏng:
Nội dung mô phỏng nhóm thực hiện bao gồm:
1. D12E*)>+F)G6+:-EHIJ
1.1 Tách sóng đơn user trong MC-CDMA.
Phần này mô phỏng các phương pháp: SUD-MRC, SUD – EGC, SUD
– ZF, SUD – MMSE, SUP-MRC, SUP – EGC, SUP – ZF, SUP –
MMSE
1.2 Tách sóng đa user trong MC-CDMA.
Phần này mô phỏng các phương pháp:MUP – ZF, MUP – MMSE,
MUD – ZF, MUD – MMSE.
Phương pháp tách sóng đơn user và đa user đều mô phỏng đặc tính BER theo
số user và E

b
/N
o
trong tuyến xuống và tuyến lên trong mô hình kênh truyền Jakes,
Xiao.
2. K52;)>L#J/C)>E*)>19:@DM52-G6@DMN2D5
Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày 11 tháng 01 năm 2010
Sinh viên thực hiện
Phùng Thị Thanh Thủy
Huỳnh Thị Phương yến
Chương 1: Kênh Truyền Vô Tuyến
Đồ án tốt nghiệp Trang 8
OO
Trang
Phần A
Lời Cảm ơn ii
Quyết định giao đề tài iii
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn iv
Nhận xét của giáo viên phản biện v
Lời mở đầu vi
I. Lời nói đầu vi
II. Lý do chọn đề tài vi
III. Mục tiêu vii
IV. Đối tượng tìm hiểu vii
V. Giới hạn đề tài vii
Mục lục ix
Chương 1: Kênh Truyền Vô Tuyến
Đồ án tốt nghiệp Trang 9
Danh mục hình vẽ xv
Danh mục bảng biểu xix

Danh mục các từ viết tắt xx
Phần B
Chương 1: Kênh truyền vô tuyến
1.1Giới thiệu 3
1.2 Đặc điểm kênh truyền vô tuyến 3
1.2.1 Các kiểu kênh truyền 3
1.2.2 Truyền dẫn trong không gian tự do 5
1.3 Các hiện tượng ảnh hưởng đến chất lượng kênh truyền 6
1.3.1 Hiện tượng đa đường 6
1.3.2 Hiện tượng Doppler 7
1.3.3 Hiện tượng vật che chắn 7
1.3.4 Suy hao trên đường truyền 7
1.4 Ảnh hưởng của kênh truyền đối với tín hiệu 7
1.4.1 Phản xạ phản chiếu 8
1.4.2 Phản xạ lan truyền 8
1.4.3 Nhiễu xạ 8
1.4.4 Ảnh hưởng của che bóng 9
1.4.5 Trải trễ 9
1.4.5.1 Định nghĩa 9
1.4.5.2 Các tham số tán xạ thời gian 9
1.4.6 Băng thông lien kết 10
1.4.6.1 Định nghĩa 10
1.4.6.2 Công thức xấp xỉ băng thông lien kết 10
1.4.7 Thời gian liên kết 11
1.4.7.1 Định nghĩa 11
1.4.7.2 Công thức tính thời gian liên kết 11
1.5 Các loại phân bố kênh truyền 11
1.5.1 Phân bố Rayleigh 12
1.5.2 Phân bố fading Ricean 14
1.5.3 Fading logarit chuẩn 15

1.6 Mô hình Jakes và Xiao 17
1.7 Kết luận chương 18
Chương 2: Công nghệ CDMA
2.1 Giới thiệu 19
Chương 1: Kênh Truyền Vô Tuyến
Đồ án tốt nghiệp Trang 10
2.2 Tổng quan về CDMA 19
2.3 Mã trải phổ 21
2.3.1 Chuỗi mã giả ngẫu nhiên PN 21
2.3.2 Chuỗi mã trải phổ Walsh-Hardamard 22
2.4 Các kiểu trải phổ cơ bản 22
2.5 Chuyển giao 23
2.5.1 Mục đích của chuyển giao 23
2.5.2 Các loại chuyển giao 24
2.5.2.1 Chuyển giao mềm và mềm hơn 24
2.5.2.2 Chuyển giao cứng 25
2.6 Điều khiển công suất trong CDMA 25
2.6.1 Điều khiển công suất vòng hở (OLPC) 26
2.6.2 Điều khiển công suất vòng kín (CLPC) 27
2.7 Kết luận chương 28
Chương 3: Tổng quan về hệ thống OFDM
3.1 Hệ thống OFDM 31
3.2. Kỹ thuật xử lý tín hiệu OFDM 32
3.2.1 Mã hóa sửa sai trước FEC 32
3.2.2 Phân tán ký tự 33
3.2.3 Sắp xếp 33
3.2.4 Sử dụng IFFT/FFT trong OFDM 33
3.3. Các kỹ thuật điều chế trong OFDM 36
3.3.1 Điều chế BPSK 36
3.3.2 Điều chế QPSK 38

3.3.3 Điều chế QAM 38
3.4. Các vấn đề kỹ thuật trong OFDM 39
3.4.1 Ước lượng tham số kênh 40
3.4.2 Đồng bộ trong OFDM 41
3.4.2.1 Đồng bộ ký tự 41
3.4.2.2 Đồng bộ tần số sóng mang 42
3.4.2.3 Đồng bộ tần số lấy mẫu 43
3.5 Đặc tính kênh truyền trong kỹ thuật OFDM 43
Chương 1: Kênh Truyền Vô Tuyến
Đồ án tốt nghiệp Trang 11
3.5.1 Sự suy hao 43
3.5.2 Nhiễu trắng Gaussian 43
3.5.3 Nhiễu liên ký tự ISI 43
3.5.4 Nhiễu liên sóng mang ICI 44
3.5.5 Nhiễu đa truy nhập MAI 44
3.5.6 Fading Rayleigh 45
3.5.7 Fading lựa chọn tần số 45
3.5.8 Trải trễ 46
3.5.9 Dịch Doppler 46
3.6 Đặc điểm và ứng dụng của kỹ thuật OFDM 46
3.6.1 Ưu điểm của kỹ thuật OFDM 46
3.6.2 Nhược điểm của kỹ thuật OFDM 47
3.6.3 Ứng dụng 48
3.7 Kết luận chương 48
Chương 4:Hệ thống MC - CDMA
4.1. Hệ thống MC-CDMA 49
4.1.1 Cấu trúc tín hiệu 49
4.1.2 Tín hiệu tuyến xuống(downlink) 50
4.1.3 Tín hiệu tuyến lên ( uplink) 51
4.2. Máy phát 52

4.3 Máy thu MC-CDMA 54
4.4 Kênh truyền 55
4.5 Các kỹ thuật dò tín hiệu ( Detection algorithm) 57
4.5.1 Phương pháp kết hợp khôi phục tính trực giao ORC 57
4.5.2 Phương pháp TORC 57
4.5.3 Phương pháp kết hợp độ lợi bằng nhau (EGC) 58
4.5.4 Phương pháp kết hợp tỷ số cực đại (MRC) 58
4.5.5 Phương pháp MMSE 59
4.6 Các phương pháp triệt nhiễu 59
4.6.1 Phương pháp triệt nhiễu nối tiếp (SIC) 59
4.6.2 Phương pháp triệt nhiễu song song (PIC) 60
4.7. Vấn đề dịch của tần số sóng mang trong hệ thống MC-CDMA 61
Chương 1: Kênh Truyền Vô Tuyến
Đồ án tốt nghiệp Trang 12
4.8 Giới hạn BER của hệ thống MC-CDMA 65
4.9. Phân loại MC-CDMA 66
4.10 Ưu và nhược điểm của kỹ thuật MC-CDMA 69
4.10.1 Ưu điểm của kỹ thuật MC-CDMA 69
4.10.2 Nhược điểm của kỹ thuật MC-CDMA 69
4.11 Kết luận chương 69
Chương 5: Các phương pháp tách sóng trong MC - CDMA
5.1. Sơ lược kỹ thuật tách sóng trong hệ thống MC - CDMA 72
5.2. Các kỹ thuật tách sóng đơn user 72
5.2.1 Trọng số G
k’
(m) trong kỹ thuật tách sóng đơn user 73
5.2.2 Phương pháp MRC 76
5.2.3 Phương pháp EGC 77
5.2.4 Phương pháp cưỡng bức zero (ZF – Zero Forcing) 77
5.2.5 Phương pháp MMSEC 78

5.2.6 Phương pháp ORC 79
5.2.7 Phương pháp TORC 79
5.3 Các kỹ thuật tách sóng đa user 80
5.3.1 Phát hiện theo khả năng cao nhất 80
5.3.1.1 Ước lượng chuỗi khả năng cao nhất (MLSE) 80
5.3.1.2 Phương pháp MLSSE 81
5.3.2 Bộ cân bằng khối tuyến tính 81
5.3.2.1 Phương pháp ZF 81
5.3.2.2 Phương pháp MMSE 82
5.3.3 Triệt nhiễu giao thoa (IC – Interference Cancellation) 82
5.3.3.1 Phương pháp triệt nhiễu giao thoa song song (PIC) 83
5.3.3.2 Phương pháp triệt nhiễu giao thoa nối tiếp (SIC) 83
5.3.3.3 Triệt nhiễu giao thoa mềm 84
5.4 Kết luận chương 87
Chương 6: Mô phỏng
6.1. Giao diện mô phỏng 91
6.2. Nội dung mô phỏng 91
6.3. Đặc tính các chuỗi mã 92
Chương 1: Kênh Truyền Vô Tuyến
Đồ án tốt nghiệp Trang 13
6.3.1 Đặc tính tương quan các chuỗi mã 92
6.3.2 Chuỗi mã giả nhiễu 92
6.3.3 Chuỗi mã Walsh - Hadamard 93
6.3.4 Chuỗi mã Gold 94
6.3.5 Chuỗi mã Kasami 94
6.4 Tách sóng đơn user trong MC - CDMA 95
6.4.1 Mô phỏng BER trong MC-CDMA tuyến xuống theo E
b
/N
0

96
6.4.2 Mô phỏng BER trong MC-CDMA tuyến lên theo E
b
/N
0
98
6.5 Tách sóng đa user trong MC-CDMA 99
6.6 Hệ thống MC-CDMA 103
6.6.1 Máy phát 103
6.6.2 Máy thu 113
Chương 7: Kết luận và hướng phát triển đề tài
7.1 Kết luận 121
7.2 Hướng phát triền đề tài 121
Phần C 123
Phụ lục A 124
Tài liệu tham khảo 126
Chương 1: Kênh Truyền Vô Tuyến
Đồ án tốt nghiệp Trang 14
Chương 1: Kênh Truyền Vô Tuyến
Đồ án tốt nghiệp Trang 15
#OP Q
Hình 1.1 Hiệu ứng đa đường trong kênh truyền vô tuyến
Hình 1.2 Áp dụng định luật Snell
Hình 1.3 Hàm mật độ xác suất Rayleigh (pdf)
Hình 1.4 Hàm mật độ xác suất phân bố Rayleigh và Ricean
Hình 1.5 Biên độ tín hiệu thu có fading Rayleigh
Hình 2.1 Hàm tương quan của chuỗi PN.
Hình 2.2 Các cơ chế điều khiển công suất của CDMA
Hình 2.3 OLPC đường lên
Hình 2.4 Cơ chế điều khiển công suất CLPC

Hình 3.1 Mật độ phổ năng lượng của tín hiệu điều chế đa sóng mang trực giao
OFDM
Hình 3.2 Phổ tín hiệu của một hệ thống có 1 kênh con
Hình 3.3 Phổ tín hiệu của một hệ thống có 4 kênh con
Hình 3.4 Hệ thống OFDM sử dụng IDFT (IFFT) và DFT (FFT)
Hình 3.5 Biểu đồ không gian tín hiệu BPSK
Hình 3.6 Biểu đồ tín hiệu tín hiệu QPSK
Hình 3.7 Chùm tín hiệu M-QAM
Hình 3.8 Đáp ứng tần số của kênh truyền đa đường
Hình 3.9 nhiễu đa truy cập
Hình 3.10 Các tín hiệu đa đường
Hình 3.11 Trải trễ đa đường
Hình 3.12 So sánh việc sử dụng băng tần của FDM và OFDM
Hình 4.1 Nguyên tắc tạo tín hiệu MC-CDMA
Hình 4.2 máy phát MC-CDMA tuyến xuống
Hình 4.3 Máy phát MC –CDMA
Hình 4.4 Máy thu MC-CDMA
Hình 4.5 Ảnh hưởng của kênh truyền fading có tính chọn lọc tần số
Chương 1: Kênh Truyền Vô Tuyến
Đồ án tốt nghiệp Trang 16
lên từng băng tần hẹp
Hình 4.6a Bộ phát MC-DS-CDMA
Hình 4.6b Mã trải phổ trong MC-DS-CDMA
Hình 4.7 Phổ công suất của tín hiệu phát Hình
Hình 4.8 Mã trải phổ cho hệ thống MT-CDMA
Hình 5.1 Bộ phát hiện MC-CDMA đơn user
Hình 5.2 Máy phát MC – CDMA
Hình 5.3 Máy thu MC-CDMA
Hình 5.4 Mô hình triệt giao thoa cứng
Hình 5.5 Mô hình triệt giao thoa mềm

Hình 6.1-Giao diện mô phỏng
Hình 6.2- Giao diện nội dung mô phỏng
Hình 6.3- Đặc tính chuỗi mã giả nhiễu
Hình 6.4- Đặc tính chuỗi Walsh-Hadamard
Hình 6.5 -Đặc tính của chuỗi Gold
Hình 6.6 -Đặc tính chuỗi Kasami.
Hình 6.7 –Đặc tính BER theo E
b
/N
0
trong tuyến xuống.
Hình 6.8 –Đặc tính BER theo user

trong tuyến xuống.
Hình 6.9 - Đặc tính BER theo E
b
/N
0
trong tuyến lên.
Hình 6.10 - Đặc tính BER theo user

trong tuyến lên
Hình 6.11a - Đặc tính BER theo E
b
/N
0
trong tuyến xuống
Hình 6.11b- Đặc tính BER theo E
b
/N

0
trong tuyến lên
Hình 6.12a- Đặc tính BER theo users

trong tuyến xuống
Hình 6.12b - Đặc tính BER theo users

trong tuyến lên
Hình 6.13 - Giao diện mô phỏng
Hình 6.14 - Sơ đồ khối mô phỏng máy phát
Hình 6.15a – Dạng sóng ngõ vào của user 1
Hình 6.15b – Dạng sóng ngõ vào của user 2
Hình 6.16a – Dạng sóng Mã hóa TURBOR cho user 1
Hình 6.16b – Dạng sóng Mã hóa TURBOR cho user 2
Hình 6.17a – Dạng sóng khi chuyển đổi S/P cho user 1
Chương 1: Kênh Truyền Vô Tuyến
Đồ án tốt nghiệp Trang 17
Hình 6.17b – Dạng sóng khi chuyển đổi S/P cho user 2
Hình 6.18a – Chuổi Walsh – Hadamard cho user 1
Hình 6.18b – Chuổi Walsh – Hadamard cho user 2
Hình 6.19a – Dạng sóng sau khi trải phổ của user 1
Hình 6.19b – Dạng sóng sau khi trải phổ của user 2
Hình 2.20 – Dạng sóng sau khi ghép kênh
Hình 6.21 QAM-16
Hình 6.22 Tín hiệu sau khi qua IFFT
Hình 6.23a Phổ và mật độ công suất phổ tín hiệu sau khi qua bộ D/A
Hình 6.23b Pha và biên độ tín hiệu điều chế sau khi qua bộ lọc thông thấp
Hình 6.23c Đáp ứng của bộ lọc thông thấp
Hình 6.24a Phổ của OFDM
Hình 6.24b Mật độ phổ công suất dự đoán

Hình 6.24c Tín hiệu phát đi
Hình 6.25 Sơ đồ khối máy thu MC-CDMA
Hình 6.26a Phần thực và phần ảo của tín hiệu thu
Hình 6.26b Phổ và mật độ phổ công suất của tín hiệu thu
Hình 6.27a Tín hiệu thu sau khi qua bộ lọc
Hình 6.27b Phổ và mật độ phổ của tín hiệu sau khi qua bộ lọc
Hình 6.28a Phần thực và phần ảo của tín hiệu thu sau khi lấy mẫu
Hình 6.28b Phổ và mật độ phổ của tín hiệu công suất sau bộ chuyển đổi A/D
Hình 6.29 Tín hiệu điều chế QAM 16
Chương 1: Kênh Truyền Vô Tuyến
Đồ án tốt nghiệp Trang 18
Hình 6.30 Tín hiệu giải điều chế QAM 16
Hình 6.31 Giải ghép kênh
Hình 6.32a Chuyển đổi S/P cho user 1
Hình 6.32b chuyển đổi S/Pcho user 2
Hình 6.33a Giải trải phổ user 1
Hình 6.33b Giải trải phổ user 2
Hình 6.34a Chuyển đổi P/S cho user 1
Hình 6.34b chuyển đổi P/S cho user 2
Hình 6.35a Dạng sóng nhận được của user 1
Hình 6.35b Dạng sóng nhận được của user 2
Chương 1: Kênh Truyền Vô Tuyến
Đồ án tốt nghiệp Trang 19
#O%%R
Bảng 3.1 Bảng các giá trị a
n
, b
n
theo dạng điều chế
Bảng 3.2 Các kỹ thuật điều chế trong OFDM

Bảng 5.1 So sánh các phương pháp tách sóng đơn user
Bảng 5.2 So các phương pháp tách sóng đa user
Bảng 6.1 Các phương pháp tách sóng đơn user dùng trong mô phỏng
Bảng 6.2 Các phương pháp tách sóng đa user dùng trong mô phỏng
#STU
AWGN Additive White Gaussian Noise Nhiễu cộng Gaussian
BER Bit Error Rate Tỷ số sai số lỗi bit
BPSK Binary Phase Shift Keying Dịch pha nhị phân
BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc
BSM Base Station Manager Bộ quản lý trạm gốc
BS Base Station Trạm gốc
BTS Base Transceiver Subsystem Trạm thu phát
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo mã
Chương 1: Kênh Truyền Vô Tuyến
Đồ án tốt nghiệp Trang 20
DS-
CDMA
Direct Spectrum - Code Division
Multiple Access
Đa truy cập phân chia theo mã-
trải phổ trực tiếp
DS-SS Direct Sequence – Spectrum Spread Trải phổ chuỗi trực tiếp
FDMA Frequency Division Multiple Access
Đa truy cập phân chia theo tần
số
FEC Forward Error Correction Mã hóa sửa sai tiền lỗi
FFT/IFF
T
Fast Fourier Transform/Inverse Fast
Fourier Transform

Phép biến đổi Fourier nhanh
(ngược)
ICI Intercarrier Interference Nhiễu liên sóng mang
ISI Intersymbol Interference Nhiễu liên ký tự
LPF Low Pass Filter Bộ lọc thông thấp
MAI Multiple Access Interference Nhiễu đa truy cập
MC-
CDMA
Multicarrier - Code Division
Multiple Access
Đa truy cập phân chia theo mã-
đa sóng mang
EGC Equal Gain Combining Kết hợp độ lợi cân bằng
MRC Maximum Ratio Combining Kết hợp tỷ số cực đại
MMSE Minimum Mean Square Error
Sai số bình phương trung bình
tối thiểu
TORC
Threshold Orthogonality Restore
Combining
Kết hợp phục hồi tính trực giao
theo ngưỡng.
ORC Orthogonality Restore Combining Kết hợp phục hồi tính trực giao
OFDM
Orthogonal Frequency Division
Multiplex
Hợp kênh phân chia tần số trực
giao
PAPR Peak to Average Power Rate
Tỷ số công suất đỉnh trên công

suất trung bình
PDF Power Density Function Hàm mật độ công suất
PN Pseudo Noise Giả ngẫu nhiên
QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều biên vuông pha
RMS Root Mean Square Trị hiệu dụng
SNR Signal To Noise Rate Tỷ số tín hiệu trên nhiễu
TDMA Time Division Multiple Access
Đa truy cập phân chia theo thời
gian
MS Mobile Station
Trạm di động
Chương 1: Kênh Truyền Vô Tuyến
Đồ án tốt nghiệp Trang 21
Chương 1: Kênh Truyền Vô Tuyến
PHẦN B
NỘI DUNG
!V
W XY
VV(B(52(K-12<F)>
Kênh truyền vô tuyến di động giữ vai trò quan trọng ảnh hưởng đến chất
lượng các hệ thống thông tin vô tuyến (Wireless communication systems). Không
như các kênh truyền hữu tuyến (wire channel), kênh truyền vô tuyến không ổn định
và thường tuân theo các qui luật ngẫu nhiên, do đó rất khó để dự đoán hay phân tích
một cách chính xác. Kinh nghiệm cho thấy rằng, mô hình hóa kênh truyền vô tuyến
là một trong những công việc quan trọng nhất va khó khăn nhất trong thiết kế hệ
thống .
Hầu hết các hệ thống vô tuyến tế bào vận hành ở vùng thành thị nên không có
đường truyền trực tiếp (line of sight) giữa máy phát và máy thu, mà ở đây sự hiện
diện của các cấu trúc cao tầng đã sinh ra hiện tượng mất mát do nhiễu xạ. Bởi do
các sóng phản xạ từ nhiều đối tượng khác nhau, sóng đi theo các đường có độ dài

khác nhau nên sự tác động của các sóng này tại một vị trí nào đó sẽ gây ra hiện
tượng fading nhiều đường tại một vị trí nào đó. Để dự đoán cường độ tín hiệu thu
tại một khoảng cách nào đó so với máy phát, người ta dùng các mô hình truyền dẫn.
Bởi vì không có đường truyền tín hiệu trực tiếp, tín hiệu phát có thể đi bằng
nhiều đường với độ trễ thời gian, độ dịch pha, suy giảm biên độ và góc pha khác
nhau đến máy thu. So sánh với tín hiệu trên đường truyền tự do, tín hiệu đa đường
bị thay đổi rất lớn.
Vì vậy, điều quan trọng trước khi nghiên cứu đến một hệ thống thông tin nào
đó là phải hiểu rõ các đặc trưng của kênh truyền. Chương này sẽ đề cập đến những
khái niệm cơ bản về kênh truyền, phân loại và mô hình kênh truyền.
VZ[1+(A@19:\8)25I-M4)G]5-M^)
VZVD1\(A-\8)25I-M4)
Dựa vào các thông số khác nhau, chúng ta có thể phân biệt một vài kênh
truyền khác nhau. Giả sử tín hiệu truyền qua kênh có thời khoảng là T và băng
thông là W, khi đó ta có quan hệ gần đúng như sau:
W_
T
1
 (1.1)
Gọi B
c
là băng thông của kênh và T
c
là thời gian trì hoãn qua kênh, khi đó ta
có quan hệ gần đúng như sau:
B
c
_
Tc
1

 (1.2)
Sau đây ta xét các trường hợp có thể xảy ra. Trường hợp thứ nhất xảy ra khi
thời khoảng ký tự lớn hơn rất nhiều lần thời gian trì hoãn qua kênh (T>>Tc). Trong
truờng hợp này nhiễu giữa các ký tự (ISI –Inter Symbol Interference) có thể bỏ qua.
Từ trên ta có quan hệ sau W<<Bc, tức là băng thông của tín hiệu truyền qua kênh bị
ảnh hưởng bởi các thông số của kênh là như nhau. Kênh truyền thỏa mãn điều kiện
trên gọi là kênh không chọn tần (frequency non-selective). Do băng thông của tín
hiệu nhỏ hơn băng thông kênh nên các thành phần tín hiệu nhiều đường (multipath)
khác nhau không thể xác định. Do đó, tất cả các thành phần tín hiệu này xuất hiện
tại bộ thu được xem như là tín hiệu fading đơn.
Trường hợp ngược lại với trường hợp trên, tức là W>>Bc hay T<<Tc, khi đó
nhiễu giữa các ký tự xảy ra và tín hiệu bị méo sau khi qua kênh. Kênh truyền trong
trường hợp này gọi là kênh chọn tần (frequency selective). Trong trường hợp này,
tín hiệu nhiều đường có thể xác định trong khoảng trì hoãn kênh nhất định. Thành
phần tín hiệu nhiều đường qua kênh phụ thuộc vào thông số trì hoãn và băng thông
của kênh.
Trường hợp thời khoảng ký tự nhỏ hơn thời gian T
d
(T
d
là thời gian ảnh hưởng
bởi hiện tượng Doppler) tức là T<<T
d
thì kênh truyền có thể xem như hằng số thời
gian có ít nhất là một chu kỳ ký tự. Kênh truyền trong trường hợp này gọi là kênh
fading chậm (slowly fading).
Trường hợp ngược lại với trường hợp trên tức là T>>Td, kênh thay đổi nhiều
trong một thời khoảng kí tự thì được gọi là kênh fading nhanh (fast fading).
Phần tiếp theo giới thiệu các ảnh hưởng của kênh đối với tín hiệu như biên độ,
độ suy giảm, dịch pha, thời gian trì hoãn…đồng thời đưa ra hàm mật độ xác suất

của biên độ và pha của tín hiệu qua kênh fading.