PHÂN TÍCH VÀ KHẮC PHỤC NHIỄU TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN, DI ĐỘNG SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ MIMO VÀ GHÉP KÊNH OFDM

16
1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHƯƠNG ĐÔNG
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
ĐỀ TÀI
PHÂN TÍCH VÀ KHẮC PHỤC NHIỄU TRONG HỆ
THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN, DI ĐỘNG SỬ
DỤNG CÔNG NGHỆ MIMO VÀ GHÉP KÊNH OFDM
1. Trần Thị Chang
Nhóm nghiên cứu: 2. Đặng Ngọc Hưng
3. Hồ Đăng Phú
Lớp: 508102 – ĐTVT
Khoa: Công nghệ thông tin
Người HDKH: PGS.TS PHAN HỮU HUÂN
Hà Nội, 03/2012
16
2
ĐỀ TÀI
Tổng quan về
nhiễu trong
hệ thống
thông tin
vô tuyến
Mô hình kênh vô
tuyến và phân
tích nhiễu ISI, ICI
trong hệ thống
MIMO - OFDM
Ước lượng kênh
và sơ đồ triệt
nhiễu trong

hệ thống
MIMO – OFDM.
mophong1.mdl
16
3
TỔNG QUAN
Nhiễu
đồng
kênh
CCI
Nhiễu
trắng
Nhiễu
kênh
gần kề
ACI
Nhiễu
xuyên
kí tự
ISI
Nhiễu
xuyên
kênh
ICI
N h i ễ u
Tự nhiên Nhân tạo
16
4

Kênh

h(t)
x(t)
Tín hiệu phát
y(t)
Tín hiệu thu
Nhiễu
n(t)
Mô hình kênh thông tin có nhiễu
Tín hiệu thu: y(t) = x(t) * h(t) + n(t)
16
5
2. Tính toán tỷ số công suất C/I
3. Xác định mối quan hệ giữa C/I và S/I
hoặc xác suất lỗi Pc
1. Tính toán hoặc ước lượng mật độ công suất nhiễu
4. Xác định quan hệ giữa S/I hoặc Pc
và hiệu năng hệ thống
5. Xác định quan hệ giữa hiệu năng và mức độ thay đổi
tham số của hệ thống
6. Sử dụng tỷ số C/I như là phép đo để tối ưu
hóa sự cấp phát tài nguyên và chất lượng
7.Khai thác kỹ thuật, các tiêu chuẩn giảm nhiễu và
xác định ảnh hưởng của nhiễu
Phương
pháp
phân

tích
nhiễu
16

6
Tín hiệu
Tượng tự
(analog)
Số
(digital)
Xây dựng
quan hệ
toán học
Tính tỷ số

công suất
sóng mang
C/I
Tính tỷ số C/I và S/I
+ Hệ thống PSK
+ Hệ thống di động
tế bào
16
7
Kênh vô tuyến
Suy hao
đường truyền
Phading
đa đường
Theo
đường bao
Theo
đáp ứng
tần số

Kênh truyền
không
chọn lọc
tần số
(phẳng)
Kênh
truyền
chọn lọc
tần số
Kênh
biến đổi
nhanh
Kênh
biến đổi
chậm
Kênh
Rayleigh
Kênh
Rician
Dịch
doppler
16
8
MÔ HÌNH
MIMO Không
tương quan
MIMO
Tương quan
Monte
Carlo

Mô hình
mô phỏng
ngẫu nhiên
Băng hẹp
Băng rộng
Mô hình
tham chiếu
N
Phần tử
L phân mảnh
N
i
phần tử
phân tán
16
9
PHÂN TÍCH
NHIỄU
I S I
I C I
Do
ảnh hưởng
các ký hiệu
trước và sau
trong cùng
sóng mang
Độ dài
GI
không
đảm bảo

Độ dài GI
không
đảm bảo
Độ dài GI
đảm bảo
T I C
T V C
T I C T V C
16
10
ƯỚC
LƯỢNG
KÊNH
Bán mù
(Semi
Blind)
Mù
(Blind)
+Phía thu biết trước về pha và biên độ
+So sánh tín hiệu nhận được
Và pilot nguyên thủy
=>Tín hiệu chuẩn hay không
để khôi phục
+ Phía thu không biết về
tín hiệu phát và đáp ứng
xung kênh
+ Tín hiệu: ngẫu nhiên
hoặc tiền định
+ Biến đổi theo
gian chậm

+ Cải thiện tốc
độ hội tụ
+ Cập nhật hệ
số, cân bằng
kênh
+ Tách kênh
phụ thuộc
Pilot
(PSAM)
menuk1.m
16
11
PILOT
Miền
Thời gian
Bộ lọc bình phương tối thiểu (LS)
Miền
Tần số
Cân bằng tín hiệu cho hệ thống MIMO - OFDM
16
12
Bộ
cân
bằng
kênh

MIMO-
OFDM
Bộ
phân

kênh
hoặc
mã
hóa

STBC
Tính
toán
phần bù
ICI
Tính
toán
phần bù
ICI
Điều
chế lại
Giải
điều
chế
Điều
chế lại
Giải
điều
chế
Trễ một
mẫu tín
hiệu
OFDM
Tính
toán

thành
phần
nhiễu ISI
Trễ một
mẫu tín
hiệu
OFDM
Tính
toán
thành
phần
nhiễu ISI
Bộ
phân
kênh
hoặc
mã
hóa
STBC
Bộ
cân
bằng
kênh
MIMO-
OFDM
Triệt
ISI
Bù ICI
CSI
CSI

a:(I=1)
b:(I>1)
B
A
SƠ ĐỒ TRIỆT NHIỄU (MIMO – OFDM)
16
13
Chọn pha ban đầu
Cân bằng kênh cho hệ thống MIMO - OFDM
Kỹ thuật điều biến và giải điều biến
Ứng dụng thông tin về trạng thái kênh CSI
Chuẩn bị cho lần lặp tiếp theo
Tính toán phần bù
ICI
Tính toán nhiễu
ISI
Triệt nhiễu ISI
Bù ICI
Thuật toán
16
14
MIMO
&
OFDM
Kim và Stuber
Suyama
Trên miền thời gian
Tính nhiễu ISI và phần bù ICI
Dùng IFFT
Trên miền tần số

Tính nhiễu ISI và nhiễu ICI
Dùng FFT chuyển đổi
Dùng MAP tính nhiễu
hiệu năng cao nhưng
phải ước lượng kênh tốt
và phụ thuộc GI
Kĩ thuật ước lượng kênh
Giải pháp về GI
⇒
Khôi phục chính xác kênh truyền
Sử dụng hiệu quả băng thông.
16
15
Trong hệ thống thông tin
hiện nay, việc xử lý băng thông
rộng với tốc độ cao đang là xu
hướng chung. Đó là những vấn
đề quan trọng liên quan đến việc
định hướng và giải quyết
triệt để nhiễu.
KẾT LUẬN
Bằng việc vận dụng các kiến thức
đã học, tài liệu tham khảo và áp
dụng một số thành tựu khoa học –
kĩ thuật, nhóm chúng em đã
thực hiện nghiên cứu
đề tài “Phân tích và khắc phục
nhiễu trong hệ thống
thông tin vô tuyến, di động sử
dụng công nghệ MIMO

và ghép kênh OFDM”.
16
16