Giảm PAPR và MAI trong hệ thống MC-CDMA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ



HOÀNG VĂN TÙNG






GIẢM PAPR VÀ MAI TRONG HỆ THỐNG MC-
CDMA






LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội – 2009
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ



HOÀNG VĂN TÙNG






GIẢM PAPR VÀ MAI TRONG HỆ THỐNG MC-
CDMA






LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội – 2009

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ




Hoàng Văn Tùng





GIẢM PAPR VÀ MAI TRONG
HỆ THỐNG MC-CDMA



Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử
Mã số: 60.52.70



LUẬN VĂN THẠC SĨ


NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS-TS Nguyễn Viết Kính





Hà Nội - 2009

2

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN
DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
MỞ ĐẦU 9
Chƣơng 1: MỘT SỐ NÉT CHÍNH VỀ OFDM VÀ PHƢƠNG PHÁP
GIẢM PAPR 11
1.1. Mô hình hệ thống OFDM 11
1.1.1. Nguyên lý xây dựng mô hình hệ thống OFDM sử dụng FFT/IFFT [1] 11
1.1.2. Mô hình cơ bản của hệ thống OFDM sử dụng FFT/IFFT 13

1.2. Các đặc điểm chính của OFDM 15
1.2.1. Ưu điểm so với điều chế đơn sóng mang 15
1.2.2. Nhược điểm 16
1.3. PAPR trong hệ thống OFDM 17
1.3.1. Khái niệm về PAPR 17
1.3.2. Thuộc tính thống kê của PAPR 17
1.4. Các giải pháp giải quyết PAPR cao 19
1.4.1. Kỹ thuật xử lý méo tín hiệu trước: 19
1.4.2. Mã hóa để giảm PAPR: 22
1.4.3. Xáo trộn kí hiệu: 26
1.4.4. Truyền thông tin hỗ trợ 30
1.5. Kết luận 30
Chƣơng 2 - TRẢI PHỔ ĐA SÓNG MANG MC-SS VÀ CÁC PHƢƠNG
PHÁP GIẢM NHIỄU 31
2.1. Giới thiệu hệ thống trải phổ đa sóng mang MC-CDMA. 31
2.2. Các mô hình trải phổ đa sóng mang 31
2.2.1. Nhóm I (Multicarrier CDMA) 32
2.2.2. Nhóm II (MC-DS-CDMA và MT-CDMA) 35
2.2.2.1. MC-DS-CDMA 35
2.2.2.2. MT-CDMA 37
2.3. Ƣu điểm và hạn chế của trải phổ đa sóng mang 39
2.4. Các chuỗi giả ngẫu nhiên PN dùng trong hệ MC-CDMA. 40

3
2.4.1. Chuỗi ghi dịch có độ dài cực đại (chuỗi m) 41
2.4.2. Chuỗi Gold 48
2.4.3. Các dãy Kasami 50
2.5. Bài toán tách tín hiệu trong hệ thống MC-CDMA 51
2.6. Các kỹ thuật tách tín hiệu của hệ thống MC-CDMA trong kênh
đƣờng xuống. 53

2.6.1. Tách tín hiệu đơn người dùng SUD 55
2.6.2. Tách tín hiệu đa người dùng MUD. 59
2.7. Kết luận 63
Chƣơng 3: GIẢM PAPR VÀ MUI Ở ĐƢỜNG LÊN VÀ XUỐNG
TRONG HỆ THỐNG MC-CDMA 65
3.1. Đặt vấn đề: 65
3.2. Mô tả hệ thống 65
3.3. Chuỗi trải phổ và tiêu chuẩn lựa chọn 67
3.3.1. Chuỗi trực giao 67
3.3.1.1. Các chuỗi trực giao 67
3.3.1.2. Các chuỗi không trực giao 69
3.3.2. Tỉ số công suất đỉnh trên trung bình và hệ số đỉnh 70
3.3.3. Nhiễu đa truy nhập MAI 70
3.4. Kết quả phân tích hệ số đỉnh 72
3.4.1. Ngữ cảnh đường lên 72
3.4.2. Ngữ cảnh đường xuống 75
3.5. Các kết quả mô phỏng 76
3.5.1. Mô phỏng hệ số đỉnh 76
3.5.2. Tối thiểu hóa hệ số đỉnh tổng thể 78
3.5.3. Tối thiểu hóa MAI 79
3.5.4. Tối thiểu hóa GCF và MAI liên kết 81
3.6. Nhận xét kết quả. 81
3.7. Kết luận. 82
KẾT LUẬN 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO 84
MỘT SỐ CHƢƠNG TRÌNH TẠO MÃ GIẢ NGẪU NHIÊN 85


4

DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

A/D

Analog/Digital
Bộ biến đổi tƣơng tự sang số
AWGN

Additive White Gaussian Noise
Nhiễu Gauss trắng cộng tính
BER

Bit Error Rate
Tỉ lệ lỗi bit
BS

Base Station
Trạm cơ sở
CDMA

Code Division Multiple Access
Đa truy nhập phân chia theo mã
CF

Crest Factor
Hệ số đỉnh
CP

Cyclic Prefix
Tiền tố vòng

CCDF

Complementary Cumulative
Distribution Function
Hàm phân bố tích lũy bù
CR

Clipping ratio
Tỉ số ghim
D/A

Digital/Analog
Bộ biến đổi số sang tƣơng tự
DFT

Discrete Fourier Transform
Biến đổi Fourrier rời rạc
DS

Direct Sequence
Chuỗi trực tiếp
DS/FH

Direct Sequence/Frequency
Hoping
Hệ thống chuỗi trực tiếp nhẩy tần
DS/TH

Direct Sequence/Time Hopping
Hệ thống chuỗi trực tiếp nhẩy

thời gian
DS/FH/TH

Direct Sequence/Frequency
Hoping/Time Hopping
Hệ thống chuỗi trực tiếp nhẩy tần
nhẩy thời gian
DS-SS

Direct Sequence - Spread
Spectrum
Hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp
DS-
CDMA

Direct Sequence-CDMA
Hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp
CDMA
EGC

Equal Gain Combining
Tổ hợp độ lợi cân bằng
FEC

Forward error coding
Mã hóa sửa sai hƣớng thuận
FFT

Fast Fourier Transform
Biến đổi Fourier nhanh

FDM

Frequency-Division Multiplex
Kỹ thuật ghép kênh phân chia
theo tần số
FDMA

Frequency Division Multiple
Access
Đa truy nhập phân chia theo tần
số
FH

Frequency Hopping
Hệ thống nhảy tần
HPA

High Power Amplifier
Bộ khuếch đại công suất lớn
FEC

Forward Error coding
Mã hóa sửa sai hƣớng thuận
GI

Guard Interval
Khoảng bảo vệ

5
IC

Interference Cancellation
Triệt nhiễu
ICI

Inter-Carrier Interference
Nhiễu xuyên âm giữa các sóng
mang
IFFT

Inverse Fast Fourier Transform
Biến đổi ngƣợc FFT
ISI

Inter-Symbol Interference
Nhiễu xuyên ký hiệu
JD

Joint Dectection
Tách tín hiệu kết hợp
LMS

Least Mean Square
Bình phƣơng trung bình tối thiểu
MAI

Multiple Access Interference
Nhiễu đa ngƣời dùng
MIMO

Multiple-In Multiple-Out
Đa lối vào đa lối ra
MC-SS

Multi-carrier Spread Spectrum
Hệ thống trải phổ đa sóng mang
MCM

Multi-Carrier Modulation
Điều chế đa sóng mang
MC-DS-
CDMA

Multi-Carrier Direct Sequence
CDMA
Đa truy nhập phân chia theo mã
dãy trực tiếp đa sóng mang
MC-
CDMA


Multi-Carrier – CDMA
Đa truy nhập phân chia theo mã
đa sóng mang
MF

Matched Filter
Bộ lọc hòa hợp
ML

Maximum Likehood
Luật hợp lý cực đại
MMSE

Minimum Mean Squared Error
Lỗi bình phƣơng trung bình cực
tiểu
MMSE

Minimum Mean Squared Error
Combining
Tổ hợp lỗi bình phƣơng trung
bình cực tiểu
MMSE
MUD

Minimum Mean Squared Error –
MultiUser Detection
Tách sóng đa ngƣời dùng theo
phƣơng pháp lỗi bình phƣơng
trung bình cực tiểu
MRC

Maximum Ratio Combining
Tổ hợp tỷ số cực đại
MS

Mobile Station
Trạm di động
MT-

CDMA

Multi-Tone CDMA
Đa truy nhập phân chia theo mã
đa âm
MUI

Multiple User Interference
Nhiễu đa ngƣời dùng
MUD

MultiUser Detection
Tách tín hiệu đa ngƣời dùng
M-QAM

M-Quadrature Amplitude
Modulation
Bộ điều chế biên độ vuông góc
M mức
GCF

Global Crest Factor
Hệ số đỉnh tổng thể
OFDM

Orthogonal Frequency Division
Multiplexing
Kỹ thuật ghép kênh phân chia
tần số trực giao
ORC

Orthogonal Restoring Combining
Tổ hợp khôi phục trực giao

6
P/S

Parallel to Serial
Biến đổi song song sang nối tiếp
PAPR

Peak to Average Power Ratio
Tỉ số công suất cực đại trên
công suất trung bình
PTS

Patial Transmission sequence
Dãy truyền từng phần
PG

Processing Gain
Độ lợi xử lý
PIC

Parallel Interference
Cancellation
Triệt nhiễu song song
PN

Pseudo Noise

Giả ngẫu nhiên
QAM

Quadrature Amplitude
Modulation
Bộ điều chế biên độ vuông góc
QPSK

Quaternary Phase-Shift Keying
Khóa dịch pha 90
0
RF

Radio Frequency
Dao động cao tần
RLS

Recursive Least Square
Bình phƣơng tối thiểu đệ quy
SLM

Selective Mapping
Ánh xạ lọc lựa
S/P

Serial to Parallel
Biến đổi nối tiếp sang song song
SIC

Successive Interference

Cancellation
Triệt nhiễu liên tiếp
SISO

Single Input Single Output
Hệ thống một anten phát một
anten thu
SNR

Signal Noise Ratio
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu
SSMA

Spread Spectrum Multiple Access
Đa truy nhập trải phổ
SUD

SingleUser Detection
Tách đơn ngƣời dùng
TDMA

Time Division Multiple Access
Đa truy nhập phân chia theo thời
gian
TI

Tone Injection
Chèn tần
TH

Time Hopping
Hệ thống nhảy thời gian
TDM

Time-Division Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo thời
gian
TR

Tone Reservation
Dành riêng tần
ZF

Zeros Forcing
Cƣỡng ép không



7

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Trang

Hình 1.1: Mô hình hệ thống OFDM tƣơng tự 11
Hình 1.2: Mô hình hệ thống OFDM số 13
Hình 1.3: Kĩ thuật chèn tiền tố lặp 14
Hình 1.4: Bộ phát OFDM sử dụng phƣơng pháp khử đỉnh 19
Hình 1.5: Sơ đồ khối của kỹ thuật cân chỉnh khối (BS) 20
Hình 1.6: Sơ đồ khối của kỹ thuật ghim phi tuyến 21
Hình 1.7: Sở đồ khối của kỹ thuật ghim phi tuyến thực hiện chu trình ghim và lọc . 22

Hình 1.8: Sơ đồ khối của phƣơng pháp dành riêng tần 23
Hình 1.9a. PSD của tín hiệu lỗi trên sóng mang dữ liệu sau 4 lần lặp với mức
giảm PAPR 6dB 24
Hình 1.9b. PSD cuả tín hiệu lỗi trên sóng mang dữ liệu sau 4 lần lặp với mức
giảm PAPR 7dB 25
Hình 1.10: Minh họa phƣơng pháp chèn tần 26
Hình 1.11: Sơ đồ khối của phƣơng pháp ánh xạ lọc lựa 27
Hình 1.12: Đồ thị CCDF của tín hiệu OFDM sử dụng giải pháp SLM 28
Hình 1.13: Sơ đồ khối của phƣơng pháp dãy truyền từng phần 29
Hình 1.14: Đồ thị CCDF của tín hiệu OFDM sử dụng PTS so với dùng SLM 29
Hình 2.1: Mô hình hệ thống trải phổ đa sóng mang MC-SS 31
Hình 2.2: Nguyên lý trải phổ theo MC-CDMA và DS-CDMA 32
Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống MC-CDMA 33
Hình 2.4: Sơ đồ hệ thống MC-CDMA với N
c
≠ G
p
34
Hình 2.5: Nguyên lý điều chế MC-SS nhóm II 35
Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống MC-DS-CDMA 36
Hình 2.7: Sơ đồ hệ thống MT-CDMA 38
Hình 2.8: Mạch thanh ghi dịch để tạo chuỗi PN 41
Hình 2.9: Mạch thanh ghi dịch với g(x)=x
5
+x
4
+x
2
+x
1

+1 42
Hình 2.10: Mạch ghi dịch tốc độ cao 44
Hình 2.11: Mạch ghi dịch tốc độ cao đối với g(x) = x
5
+x
4
+x
2
+x+1 44
Hình 2.12: Mạch ghi dịch đối với đa thức sinh không nguyên thủy 46

8
Hình 2.13: Mạch ghi dịch đối với đa thức sinh g(x) = x
3
+x+1 47
Hình 2.14: Hàm tự tƣơng quan tuần hoàn có hình đinh ghim của dãy m 48
Hình 2.15: Bộ tạo dãy Gold đối với cặp ƣa dùng 49
Hình 2.16: Tƣơng quan chéo tuần hoàn đối với dãy Gold 50
Hình 2.17: Tƣơng quan chéo của các dãy Kasami 51
Hình 3.1: Bộ phát MC-CDMA cho ngƣời dùng j 66
Hình 3.2: Hệ số đỉnh của các chuỗi trải phổ trực giao (L=32) 77
Hình 3.3: Hệ số đỉnh của chuỗi trải phổ không trực giao (L=31) 77
Hình 3.4: Hệ số đỉnh toàn cục của mã Golay (L=16) 78
Hình 3.5: Hệ số đỉnh toàn cục của mã Wash-Hadamard (L=16) 78
Hình 3.6: Tỉ lệ lỗi BER theo N
u
số thuê bao đang hoạt động khi E
b
/N
0

= 6dB,
N
c
=64,L=16, tách sóng kiểu MMSEC 80
Hình 3.7: Tối thiểu hóa điểm liên kết: Hệ số đỉnh tổng thể của tập con Walsh-
Hadamard mà tối thiểu hóa đầu tiên là MAI và GCF. 80
Hình 3.8: Tối thiểu hóa điểm liên kết: BER theo N
u
số thuê bao đang hoạt động
khi Eb/N0=6dB, Nc = 64, L=16, tách sóng kiểu MMSEC. 81




9
MỞ ĐẦU

Công nghệ ra đời là nhằm đáp ứng nhu cầu của con ngƣời. Xã hội ngày
càng phát triển thì nhu cầu đó ngày càng tăng cao, để đáp ứng cho những yêu
cầu cao đó, đòi hỏi khoa học công nghệ cũng phải cách mạng hóa và cải tiến kỹ
thuật để phát triển không ngừng nhằm tạo ra những tiện ích hơn nữa cho con
ngƣời. Thế giới đa truyền thông kỹ thuật số (Multimedia) kỳ diệu đã và đang
đáp ứng ngày càng tốt những nhu cầu này. Truyền thông di động cũng không
nằm ngoài vòng kết nối đó, với hàng loạt công nghệ tiên tiến tham gia phục vụ
con ngƣời.
Hiện nay Việt Nam đang sử dụng hệ thống thông tin di động toàn cầu
GSM dựa trên công nghệ TDMA. Theo dòng lịch sử phát triển của công nghệ,
với tính năng ƣu việt của công nghệ CDMA có tính bảo mật tín hiệu cao hơn
TDMA, nhờ sử dụng tín hiệu trải phổ. Ngoài ra, với tốc độ truyền nhanh hơn các
công nghệ hiện có, nhà cung cấp dịch vụ có thể triển khai nhiều tùy chọn dịch

vụ nhƣ thoại, thoại và dữ liệu, fax, Internet, Hiện nay Việt Nam đang triển
khai mạng di động thông tin di động thứ ba (3G), và trong tƣơng lai với những
giải pháp mới mạng di động thế hệ thứ tƣ (4G) đã đƣợc đề xuất.
Yêu cầu của truyền tin là nhanh, ổn định và tin cậy nhƣng tốc độ phải cao
những vấn đề của truyền thông di động hết sức khắc nghiệt là, suy hao đƣờng
truyền tăng theo khoảng cách, theo tần số, ảnh hƣởng phading, ảnh hƣởng của
hiện tƣợng di tần Doppler. Để giải quyết những yêu cầu mâu thuẫn trên đòi hỏi
phải có những công nghệ và giải pháp mới. Các hệ thống thông tin di động phải
thiết kế để chống lại mất mát do đa đƣờng, do phading chọn lọc tần số và độ tán
sắc đa đƣờng dẫn tới nhiễu xuyên kí hiệu ISI. Kỹ thuật trải phổ đa sóng mang
MC-CDMA là một phƣơng pháp hấp dẫn để chống lại trải trễ của kênh thông qua
truyền thông tin qua nhiều sóng mang con có tốc độ bit thấp. Cơ sở của công nghệ
này là sự kết hợp giữa điều chế đa sóng mang MCM mà một trƣờng hợp đặc biệt
của nó là điều chế phân chia theo tần số trực giao OFDM và đa truy nhập phân
chia theo mã CDMA. Nhƣng MC-CDMA có băng thông rộng và có thể là đối
tƣợng chịu ảnh hƣởng của phading đa đƣờng chọn lọc tần số. Hơn nữa số lƣợng
ngƣời dùng trong hệ thống ngày càng gia tăng với các tốc độ dữ liệu cao thấp
khác nhau thì mức độ dàn trải tần số càng trở nên rộng hơn và cần phải dùng
những máy thu phức tạp hơn. Do đó vấn đề kênh truyền và nhiễu đa truy nhập

10
MAI là hai nguyên nhân chính dẫn đến làm giảm chất lƣợng hệ thống. Chính vì
vậy phạm vi nghiên cứu của luận văn là giảm PAPR trong OFDM và giảm MAI
trong MC-CDMA để nhằm nâng cao chất lƣợng cho hệ thống MC-CDMA.
Trong phạm vi của Luận văn này, tác giả sẽ trình bày các nội dung chính
gồm 3 chƣơng nhƣ sau:
- Chƣơng 1: Kỹ thuật ghép kênh phân chia tần số trực giao OFDM, trong
đó trình bày về cơ sở để thực hiện mô hình hệ thống OFDM, phân tích mô
hình điều chế và giải điều chế hệ thống OFDM. Từ đó đi sâu vào phân tích
một số ƣu điểm và hạn chế chính của hệ thống này. PAPR là một nhƣợc điểm

lớn trong hệ thống OFDM. Vì vậy, trong chƣơng này tác giả trình bày một số
giải pháp để khắc phục PAPR.
- Chƣơng 2: Các mô hình trải phổ đa sóng mang MC-SS. Tác giả trình bày
tổng quan về nguyên lý, đặc điểm kỹ thuật của các hệ thống đa sóng mang
MC-SS. Từ đó đánh giá sơ bộ ƣu điểm, hạn chế của hệ thống này. Qua đó, tác
giả trình bầy môt số giải pháp khắc phục: dùng các loại mã giả ngẫu nhiên PN
nhƣ (chuỗi m, Gold, kasami) để triệt nhiễu đa ngƣời dùng. Các kỹ thuật tách
sóng đơn ngƣời dùng SUD và tách sóng đa ngƣời dùng MUD.
- Chƣơng 3: Giảm PAPR và MUI ở đƣờng lên và xuống trong hệ thống
MC-CDMA
- Phụ lục: gồm một số chƣơng trình mô phỏng bằng phần mềm Matlab, để
tạo ra các chuỗi giả ngẫu nhiên nhƣ Gold, chuỗi m, chuỗi Walsh, kasami.
Do còn hạn chế về kiến thức, tài liệu tham khảo cũng nhƣ thời gian
nghiên cứu có hạn, nên Luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót và hạn
chế. Rất mong đƣợc sự góp ý và chỉ bảo tận tình của các Thầy cô và bạn đọc.
Tác giả xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Viết
Kính, giáo viên hƣớng dẫn đề tài, đã tận tình giúp đỡ định hƣớng đề tài, tài liệu
tham khảo cho em trong suốt quá trình hoàn thành Luận văn.
Xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô khoa Điện tử - Viễn thông cùng các
Thầy Cô Phòng đào tạo Sau đại học trƣờng Đại học Công nghệ - ĐHQG Hà Nội
đã giúp đỡ, đào tạo trong suốt thời gian em học tập tại trƣờng.

Hà Nội, ngày 05 tháng 5 năm 2009
Học viên thực hiện

Hoàng Văn Tùng

11
Chƣơng 1: MỘT SỐ NÉT CHÍNH VỀ OFDM VÀ PHƢƠNG
PHÁP GIẢM PAPR

1.1. Mô hình hệ thống OFDM[1][3]
1.1.1. Nguyên lý xây dựng mô hình hệ thống OFDM sử dụng FFT/IFFT [1]
Theo lịch sử phát triển, kỹ thuật OFDM đã đƣợc đƣa ra vào cuối thập
niên 1960 nhƣ đƣợc mô tả ở hình 1.1, tuy nhiên, đó chỉ là mô hình điều chế
tƣơng tự, trong đó, đòi hỏi phải có các băng lọc hoàn hảo và nhiều bộ dao động
cao tần với độ ổn định tần số rất cao. Yêu cầu khắt khe này có thể đƣợc thay thế
bằng cách sử dụng bộ biến đổi nhanh Fourier ngƣợc (IFFT).








Hình 1.1: Mô hình hệ thống OFDM tương tự
Thật vậy, trong trƣờng hợp tổng quát, mỗi sóng mang nhánh trong sơ đồ
trên có thể đƣợc biểu diễn dƣới dạng phức nhƣ sau:

 
)(
)()(
ttj
nc
nn
etAtS




(1.1)
Trong đó, A
n
(t) và 
n
(t) là biên độ và pha của sóng mang con trên nhánh thứ n,


 n
n 0

Tín hiệu OFDM thu đƣợc từ phép điều chế là tổng các sóng mang con
trên các nhánh thành phần có dạng

 





1
0
)(
)(
1
)(
N
n
ttj
nOFDM

nn
etA
N
tS

(1.2)
Nơi phát

0
(t)

1
(t)


N-1
(t)

g(;t)
n(t)
x
0,1

x
1,1

x
N-1,1

0
(t)

N-1
(t)

y
0,1
y
N-1,1

1
(t)

Kênh truyền
Nơi thu
y
1,1

12
Khi phân tích tín hiệu nhận đƣợc sau khi thực hiện điều chế OFDM, ta
thƣờng phải quan tâm đến các đặc điểm và chu kỳ T của ký hiệu OFDM. Nếu
xét trong khoảng thời gian T này, các biến A
n
(t) và 
n
(t) - chỉ phụ thuộc vào tần

số của mỗi sóng mang con – là cố định. Do đó, ta có thể viết:

n
(t)  
n
, A
n
(t)  A
n

Thực hiện lấy mẫu tín hiệu trên với tần số 1/T
0
ta có:

 
 





1
0
00
)(
1
)(
N
n
kTnj

nOFDM
n
etA
N
tS

(1.3)
Không mất tính tổng quát, giả sử w
0
= 0 và T
0
=T/N

N
kTn
j
N
n
j
nOFDM
eeA
N
tS
n








1
0
1
)(
(1.4)

N
fTn
j
N
n
j
nOFDM
eeA
N
tS
n






2
1
0
1
)(
(1.5)

So sánh công thức này với kết quả phép IFFT của N điểm rời rạc S
c
(kT)
tại N đầu ra của bộ thu IFFT là :

N
nk
j
N
n
cOFDM
e
NT
n
S
N
tS











2
1

0
1
)(
(1.6)
Với N là kích thƣớc của bộ FFT/IFFT, ta có thể thấy có thế sử dụng IFFT
thay cho các bộ lọc hoàn hảo đắt tiền và nhiều bộ dao động cao tần có độ ổn
định tần số rất cao. Điều quan trọng là đạt đƣợc tính trực giao giữa các sóng
mang trên các nhánh. Điều kiện này thoả mãn khi khoảng cách tần số giữa các
sóng mang con Δf thoả mãn điều kiện:

0
11
2 NTT
f 




(1.7)
Trong đó, T là chu kỳ ký hiệu OFDM
T
0
là chu kỳ lấy mẫu tín hiệu OFDM của mỗi ký tự.
Lý thuyết trên là cơ sở để xây dựng mô hình hệ thống OFDM số dùng
trong thực tế. Cùng với sự phát triển của kỹ thuật số, của công nghệ vi mạch tích
hợp tốc độ xử lý cao, kỹ thuật OFDM sử dụng IFFT/FFT đƣợc thực hiện đơn
giản, hiệu quả hơn và ngày càng đƣợc ứng dụng rộng rãi.

13
1.1.2. Mô hình cơ bản của hệ thống OFDM sử dụng FFT/IFFT

Hình 1.2: Mô hình hệ thống OFDM số
 Chức năng của từng khối ở phần phát của hệ thống đƣợc mô tả nhƣ sau:
 Bộ chuyển đổi từ nối tiếp thành song song (S/P)
Tại nơi phát, luồng dữ liệu phát (nối tiếp) với tốc độ cao sẽ đƣợc chuyển
thành các nhánh dữ liệu con truyền đồng thời cùng nhau, tốc độ bit truyền trên
từng nhánh con nhỏ hơn nhiều so với luồng dữ liệu phát ban đầu. Do đó, chu kỳ
một ký hiệu OFDM tăng, tạo nên hiệu quả chống ISI cho hệ thống.
 Khối điều chế số
Thực chất là quá trình điều chế dữ liệu trên các sóng mang con.
 Khối IFFT
Trên thực tế, số sóng mang con đƣợc sử dụng thƣờng nhỏ hơn kích thƣớc
của bộ IFFT. Đó là do trong số N
IFFT
đầu vào của bộ IFFT có một số đầu vào
đƣợc dùng cho các mục đích khác nhau nhƣ tạo khoảng trống giữa các ký hiệu
OFDM hoặc chèn tiền tố lặp.
Các bộ biến đổi IFFT/FFT dựa trên thuật toán biến đổi Fourier nhanh cho
phép giảm số lƣợng phép nhân phức của các biến đổi Fourier rời rạc (DFT).
Điều này làm tăng tính đơn giản và hiệu quả cho hệ thống.

Chuyển
đổi S/P

Điều
chế số

IFFT

Chuyển
đổi P/S
Chèn CP

D/A
RF
oscilator

Kênh
truyền

A/D
Loại CP

Chuyển
đổi S/P

FFT

Chuyển
đổi P/S

Chuyển
đổi S/P
Dữ liệu phát
Dữ liệu thu
RF
oscilator
HPA
Bộ tạo giao động tần số vô tuyến
Bộ tạo giao động tần số vô tuyến

14
 Khối chuyển đổi từ song song thành nối tiếp (P/S)
Khối này chuyển các ký hiệu sau IFFT thành chuỗi nối tiếp nhau. Nếu chu
kỳ lấy mẫu của tín hiệu ban đầu là T
0
và N là kích thƣớc bộ IFFT/FFT thì sau bộ
biến đổi này ta thu đƣợc ký hiệu OFDM có chu kỳ T=N.T
0
. Trong quá trình
truyền đi, các ký hiệu gồm nhóm N mẫu này thƣờng đƣợc đánh dấu để phân biệt
đƣợc với nhau nhờ phƣơng pháp chèn CP hoặc chèn các ký hiệu đặc biệt vào
giữa các ký hiệu OFDM.
 Chèn tiền tố lặp (CP)

Hình 1.3: Kĩ thuật chèn tiền tố lặp

Việc này nhằm mục đích làm cho khoảng thời gian kéo dài của mỗi ký
hiệu OFDM lớn hơn trải trễ cực đại của kênh đa đƣờng, đồng thời giữ nguyên
tính trực giao giữa các sóng mang con trong ký hiệu OFDM. CP là bản sao chép

đoạn tín hiệu cuối trong mỗi ký hiệu OFDM, đƣợc ghép vào đầu của nó để đảm
bảo các sóng mang con thành phần có tính tuần hoàn. Điều này giúp cho hệ
thống có khả năng chống ISI và ICI rất tốt. Ngoài ra, kỹ thuật này còn có tác
dụng tốt trong việc thực hiện đồng bộ.
Mặc dù việc chèn CP vào chuỗi ký hiệu OFDM truyền đi làm giảm hiệu
suất truyền tin, song, những lợi ích to lớn mà nó đem lại khiến cho việc sử dụng
kỹ thuật này là rất phổ biến trong thực tế.
 Bộ chuyển đổi D/A, bộ dao động cao tần (RF) và bộ khuyếch đại công
suất (HPA)
GI: Guard Interval
(khoảng bảo vệ)

15
Bộ chuyển đổi D/A chuyển đổi các ký tự từ dạng số sang dạng tƣơng tự.
Sau đó, tín hiệu đƣợc điều chế bởi một tín hiệu có tần số cao trong dải tần vô
tuyến RF và tiếp theo là tín hiệu đƣợc đƣa lên kênh truyền để đến nơi thu. Bộ
khuếch đại công suất cao HPA có tác dụng khuếch đại công suất tín hiệu trƣớc
khi tín hiệu đƣợc phát đi.
 Tại nơi thu, bộ giải điều chế OFDM cũng bao gồm các khối tƣơng tự
nhƣ ở nơi phát, với chức năng ngƣợc lại.
 Trong thực tế, sơ đồ khối của hệ thống còn cần thêm các khối khác
nhƣ xử lý tín hiệu khi điều chế để giảm PAPR ở phần điều chế, khối đồng bộ
thời gian và tần số ở phần giải điều chế.
1.2. Các đặc điểm chính của OFDM[4]
1.2.1. Ưu điểm so với điều chế đơn sóng mang
 Truyền dẫn tốc độ cao:
Hệ thống OFDM cung cấp khả năng truyền dẫn tốc độ cao do quá trình
truyền đồng thời các nhánh.
 Hiệu suất sử dụng phổ cao
Đó là nhờ đặc tính chồng lấp lên nhau ở miền tần số của các sóng mang

con. Giả sử N là số sóng mang con thì băng thông tổng cộng của tín hiệu điều
chế OFDM là

S
T
N
W
1

với T
s
là chu kỳ ký hiệu (1.8)
Nếu sử dụng điều chế đơn sóng mang thông thƣờng thì băng thông cần thiết
để truyền dẫn thông tin với tốc độ tƣơng đƣơng nhƣ hệ thống đa sóng mang là

S
T
N
W
2
'
(1.9)
Liên hệ giữa W và W’ qua hai biểu thức trên cho thấy hiệu suất sử dụng
phổ của OFDM so với điều chế đơn sóng mang thông thƣờng tăng khi số sóng
mang N tăng. Trong trƣờng hợp N đủ lớn (N

), băng thông cần thiết để
truyền dẫn OFDM chỉ bằng một nửa so với truyền dẫn đơn sóng mang thông
thƣờng.

16
 Kháng nhiễu tốt trên kênh phading chọn tần
Kênh này có đại lƣợng đặc trƣng là nghịch đảo của thời gian trải trễ, gọi
là dải thông kết hợp hay dải thông tƣơng quan. Khi truyền qua kênh có băng
thông hữu hạn, nhất là khi truyền với tốc độ cao, tín hiệu sẽ gặp phải ISI. Đó là
hiện tƣợng chồng lấn giữa các ký hiệu lân cận khi chu kỳ bit nhỏ và tƣơng
đƣơng với thời gian trải trễ.
Đối với OFDM, do các dòng nhánh có tốc độ thấp nên nó ít nhạy với trải
trễ thời gian của kênh, trải trễ cùng bậc với chu kỳ bit nên nhỏ hơn chu kỳ ký
hiệu và triệt đƣợc ISI. Với việc chèn thêm CP thích hợp, hệ thống có thể chống
đƣợc cả ICI.
 Hiệu quả trong điều chế và giải điều chế
Điều này có đƣợc nhờ việc thực hiện số hoá hoàn toàn bằng IFFT và FFT.
Việc thực hiện điều chế và giải điều chế số còn giúp ta tránh đƣợc việc dùng các
bộ ổn định tần số cao.
 Phân tập tần số
Dữ liệu của ngƣời dùng đƣợc điều chế trên tất cả các sóng mang con nên
ta có đƣợc phân tập tần số giống nhƣ trong CDMA. OFDM có thể kết hợp với
DS - CDMA để tạo thành hệ MC - CDMA.
 Ngoài ra, hệ thống OFDM còn có một số ƣu điểm trên các khía cạnh
cụ thể khác,chẳng hạn giảm độ phức tạp của máy thu.
1.2.2. Nhược điểm
 Tỷ số công suất đỉnh trên công suất trung bình (PAPR) cao
Do tín hiệu OFDM là tổng của nhiều thành phần nên biên độ của nó có
đỉnh cao, dẫn tới PAPR cao. Hiện tƣợng này gây nên sự bão hoà trong bộ
khuếch đại và yêu cầu bộ biến đổi D/A có dải động rộng.
 Đồng bộ nhạy với di tần
Đồng bộ là một khâu rất quan trọng trong các hệ thống thông tin số nói
chung, nó là chìa khóa để xác định chính xác các thông số nhƣ tần số sóng
mang, chu kỳ ký hiệu, … tại nơi thu. Đặc biệt, đối với hệ thống OFDM, do tính

trực giao của các sóng nhánh, hệ thống rất nhạy cảm với nhiều yếu tố nhƣ: tạp

17
âm pha, lỗi đồng bộ ký hiệu, tần số lấy mẫu không hoà hợp do sự khác nhau
giữa đồng bộ nơi phát và nơi thu, sự di tần của sóng mang xảy ra khi bộ dao
động tại nơi phát và thu có tần số khác nhau.
Có khá nhiều thuật toán dùng để đồng bộ cho hệ OFDM, có thể chia thành
hai loại chủ yếu:
- Thuật toán đồng bộ sử dụng tiền tố lặp (CP).
- Thuật toán đồng bộ sử dụng các ký hiệu đặc biệt.
Tùy vào cấu trúc của hệ thống, điều kiện truyền dẫn và đặc điểm xử lý tín
hiệu số mà ngƣời thiết kế hệ thống chọn thuật toán đồng bộ phù hợp, với tiêu chí
là : đảm bảo tính hiệu quả, độ chính xác và giảm đƣợc độ phức tạp trong tính
toán càng nhiều càng tốt.
1.3. PAPR trong hệ thống OFDM
1.3.1. Khái niệm về PAPR
PAPR của một kí hiệu OFDM đƣợc định nghĩa là tỉ số giữa giá trị lớn
nhất của bình phƣơng một mẫu đơn lẻ trong miền thời gian với giá trị trung bình
bình phƣơng của các mẫu này:

 
2
2
1,0
m
m
nm
XE
XMax
PAPR



(1.10)
PAPR biểu diễn dải biên độ của các mẫu tạo ra ở phần phát tín hiệu
OFDM. Nói cách khác, PAPR biểu diễn khoảng cách đến gốc của các kí hiệu
trong không gian tín hiệu.
1.3.2. Thuộc tính thống kê của PAPR
Giả sử các kí tự thông tin là ngẫu nhiên và độc lập với nhau. Với số lƣợng
các sóng mang đủ lớn (N≥64), có thể áp dụng định luật giới hạn trung tâm để
xấp xỉ các mẫu tín hiệu trong miền thời gian của một kí hiệu OFDM có phân bố
Gauss với phần thực và phần ảo có kì vọng số bằng 0, phƣơng sai
2
x

.
Do đó biên độ
nn
xu 
là phân bố Rayleigh có hàm mật độ xác suất:








2
2
2

exp
2
xx
u
uu
f

(1.11)

18
Với phân bố này, có thể thấy khả năng giá trị cực đại của một mẫu lớn
hơn giá trị trung bình nhiều lần khá cao. Để đánh giá khả năng này, ngƣời ta tính
xác suất mà giá trị cực đại của các mẫu trong một kí hiệu OFDM vƣợt quá một
ngƣỡng

xác định nào đó. Theo lý thuyết dựa vào biến đổi toán học, ta có công
thức:

 
 
 
N
PAPRPAPRPAPR
00
exp11Pr 
Với
2
0
X
PAPR




(1.12)
Thật vậy: Ảnh hƣởng không mong muốn của kí hiệu OFDM nằm ở đuôi
của phân bố Rayleigh, tƣơng ứng với phần đỉnh lớn, ta có:

 





0
2
2
0
2
2
0
2
2
Pr
x
xx
x
x
u
xx
ee

u
dufx



(1.13)
Xét trƣờng hợp các mẫu của tín hiệu OFDM là độc lập, ta có:

   


nn
xx maxPr1maxPr
(1.14)

1, 1,0  Nn

Mặt khác:
   
     
2
0
1Pr PrPrPrmaxPr
010
1
0
x
x
N
N

n
nn
exxxxxx







1, 1,0  Nn
(1.15)
Thay biểu thức (1.15) vào biểu thức (1.14) ta có công thức (1.12) cho biết
xác suất mà giá trị cực đại của các mẫu trong một kí hiệu OFDM vƣợt quá một
ngƣỡng

xác định nào đó.
Xác suất này tƣơng ứng với hàm phân bố tích lũy bù (CCDF) của PAPR.
Đây là hàm của số sóng mang nhánh N và công suất trung bình của chòm tín
hiệu
2
x


Tỉ số công suất đỉnh trên công suất trung bình là một trong những hạn chế
cơ bản nhất khi thực hiện hệ thống OFDM. Hiện tƣợng này làm cho hiệu suất sử
dụng bộ khuếch đại công suất thấp do phải dự trữ công suất để tránh nhiễu phi
tuyến. Trong thực tế nó yêu cầu bộ khuếch đại và cả bộ biến đổi A/D, D/A có
dải động rộng. Những yêu cầu này làm gia tăng giá cả nhƣng lại làm giảm hiệu
quả của hệ thống OFDM. Chính vì thế, trong những năm gần đây, có rất nhiều

19
nghiên cứu về các giải pháp giảm PAPR. Sau đây, sẽ trình bầy một số giải pháp
đã đƣợc đề xuất để giảm PAPR.
1.4. Các giải pháp giải quyết PAPR cao
Mạc dù có nhiều nghiên cứu để xử lý PAPR cao, tuy nhiên, có thể chia
các giải pháp giảm PAPR theo 3 loại [2]. Loại thứ nhất có thể đƣợc gọi là kỹ
thuật làm méo tín hiệu, kỹ thuật này làm giảm biên độ đỉnh bằng cách làm méo
tại đỉnh hoặc xung quanh đỉnh. Loại thứ 2 là kỹ thuật mã, sử dụng việc đƣa thêm
một số thông tin hỗ trợ đƣợc sử dụng kết hợp với mã sửa sai vào kí hiệu OFDM.
Hƣớng thứ 3 dựa trên việc xáo trộn từng kí hiệu OFDM với các chuỗi xáo trộn
khác và chuỗi có PAPR nhỏ nhất. Sau đây sẽ trình bầy những nét chủ yếu và các
đại diện tiêu biểu về các loại kỹ thuật này [3].
1.4.1. Kỹ thuật xử lý méo tín hiệu trước:
Nhƣ đã trình bầy ở phần trên, lớp giải pháp này giảm biên độ đỉnh
bằngcách làm méo tại đỉnh hoặc xung quanh đỉnh. Các giải pháp tiêu biểu của
hƣớng này là ghim, khử đỉnh và cân chỉnh khối.
 Khử đỉnh
Đặc điểm chung của các kỹ thuật làm méo tín hiệu là làm giảm biên độ
của các mẫu có công suất vƣợt quá ngƣỡng mà ngƣời thiết kế hệ thống đặt ra.
Để tránh gây ra một lƣợng phát xạ ngoài dải (Nếu làm méo phi tuyến), có thể
dùng kỹ thuật khử đỉnh tuyến tính. Kỹ thuật này chọn dạng tín hiệu phù hợp có
giải thông sấp xỉ bằng dải thông của tín hiệu phát để tránh phát xạ ngoài dải.
Một ví dụ về dạng tín hiệu phù hợp cho giải pháp này là hàm sin đƣợc lọc bằng
hàm cosin tăng.

Hình 1.4: Bộ phát OFDM sử dụng phương pháp khử đỉnh
Lọc bằng cửa sổ
IFFT
Chuyển
đổi S/P
Mã hóa
P/S,CP
Khử đỉnh
D/A
Bộ phát RF

20
Khử đỉnh có thể đƣợc thực hiện số sau khi tạo các kí tự OFDM. Các thiết
bị cần có gồm: bộ tách công suất (hay biên độ) đỉnh, một bộ so sánh để phát hiện
các tín hiệu vƣợt ngƣỡng, một bộ cân chỉnh tín hiệu xung quanh và đỉnh. Ngoại
trừ việc thêm khối khử đỉnh, không cần thay đổi gì thêm đối với bộ phát OFDM
tiêu chuẩn. Bộ thu OFDM không có sự khác biệt nào so với khi không sử dụng
giải pháp này, do đó, bất cứ bộ thu tiêu chuẩn nào cũng có thể dùng đƣợc.
 Cân chỉnh khối (Block Scaling):
Đối với phƣơng pháp này, ngƣời ta xác định một hay nhiều ngƣỡng
i
x
,i=1,2, P Khi có mẫu trong một kí hiệu OFDM vƣợt quá ngƣỡng, biên độ của
cá ký hiệu đƣợc giảm xuống bằng cách nhân với hệ số
1
i

.

Hình 1.5: Sơ đồ khối của kỹ thuật cân chỉnh khối (BS)

 Ghim
Có thể nói, ghim là một trong những kỹ thuật đƣợc đề suất đầu tiên khi
bắt đầu đặt ra vấn đề PAPR của hệ thông OFDM. Ý tƣởng lúc đó chỉ đơn giản là
chọn một mức hạn biên, và tất cả các đỉnh vƣợt quá mức này bị ghim lại. Ngƣời
ta không quan tâm đến mức độ khác nhau của các đỉnh vƣợt trên ngƣỡng. Giải
pháp này sau đó đƣợc gọi bằng tên: ghim theo mức cố định (hard limiter
cliping). Mặc dù có ƣu điểm là rất đơn giản, nhƣng giải pháp này gây ra nhiễu
ghim (cliping noise) quá lớn.
Trong đó nỗ lực tìm một giải pháp đơn giản nhƣng hiệu quả hơn đối với
hệ thống, một vài kỹ thuật ghim đã đƣợc giới thiệu trong tài liệu [4,2]. Trong đó,
 
k
X
 
nx
 
nx
Thông
tin hỗ
trợ

21
loại kỹ thuật thứ nhất ghim tín hiệu ra của bộ IFFT. Nhƣợc điểm khi thực hiện

phƣơng pháp này là các đỉnh lớn thêm do phép nội suy liên tiếp. Loại kỹ thuật
còn lại ghim tín hiệu sau khi nội suy và dùng bộ lọc để giảm công suất ngoài dải
thu đƣợc. Tuy nhiên theo tính toán, các bộ lọc này đắt, phức tạp và làm cho các
đỉnh lớn lên và dẫn đến một mức méo đáng kể cho tín hiệu mong muốn. Cũng
có thể nén tín hiệu đã nội suy và dùng dạng lọc số miền tần số để lọc công suất
ngoài dải. Dạng lọc này vừa làm cho mức tín hiệu đỉnh ít hơn và phân tín hiệu
mong muốn không bị méo, vừa giảm công suất ngoài dải tới mức tƣơng tự với
tín hiệu gốc chƣa ghim
iN
X
N
,1
.
a
0,i
a
1,i

Nx(I
1
-1)+1 số 0


a
N-1,i
Hình 1.6: Sơ đồ khối của kỹ thuật ghim phi tuyến
Các vector dữ liệu a
0,i
,a
1,i

, ,a
N-1,i
là lối vào bộ điều chế IFFT lấy mẫu mang
hệ số I
1
(b
0,i,
b
1,i
, ,b
N-1,i
) là kết quả thực hiện nội suy lƣợng giác sau khi chèn N(I
1
-
1) số 0 vào giữa các vector lối vào. Ghim đƣợc sử lý phi tuyến theo hệ thức:

 
 















AbbjA
Abb
b
ikik
ikik
ik
,,
,,
,
,argexp
,
(1.16)
Trong đó, A là mức ghim, đƣợc xác định bởi ti số ghim (CR). Ta có:

X
E
A
CR


với
 
2
nX
xEE 
là công suất trung bình của ký hiệu vào.
Sau khi ghim, tín hiệu đƣợc lọc theo quá trình gồm FFT hƣớng thuận và
IFFT. Bộ lọc FFT là bộ lọc phụ thuộc thời gian có tính chất chỉ cho các thành

phần tín hiệu trong giải và giảm thiểu các thành phần ngoài giải. Do đó, bộ lọc
không ảnh hƣởng đến các thánh phần tần số rời rạc trong dải. Hơn nữa bộ lọc

Nxl1



IFFT(tốc
độ quá
mẫu I1)




Xử lý phi
tuyến
theo CR



P/S

C/P

D/A

22
này không gây ra bất cứ nhiễu ISI nào vì nó hoạt động trên cơ sở kí hiệu-kí hiệu.
Mặt khác, có thể xử lý tín hiệu theo chu trình lặp thực hiện ghim và lọc để giảm
PAPR tốt hơn.

Hình 1.7: Sở đồ khối của kỹ thuật ghim phi tuyến thực hiện chu trình ghim và lọc

1.4.2. Mã hóa để giảm PAPR:
Phƣơng pháp này đƣợc gợi ý từ một đặc tính của hệ thống OFDM, đó là
chỉ có một số lƣợng nhỏ các kí hiệu OFDM có PAPR cao. Mã hóa để giảm
PARP là phƣơng pháp đƣợc sử dụng kết hợp với mã sửa sai hƣớng thuận (FEC).
Phƣơng pháp này chèn thêm các mã vào các mẫu của một kí hiệu OFDM để làm
biến đổi thuộc tính thống kê của mẫu này. Dạng mã hóa thích hợp là dạng mã bù
Golay. Đây là các cặp chuỗi mà tổng các hàm tự tƣơng quan bằng 0 đối với các
mức dịch trễ khác 0. Giải pháp này đã đƣợc nghiên cứu khá nhiều và đƣợc áp
dụng trong thực tế trong modem OFDM 20Mb/s mẫu của dự án Châu Âu. Các
đại diện tiêu biểu cho lớp giải pháp này là: chèn tần, dành riêng tần. Các phƣơng
pháp này dựa theo ý tƣởng dùng tín hiệu c(n) đã đƣợc tối ƣu để hạn chế sự xuất
hiện của các đỉnh công suất cao. Nếu các tín hiệu chống đỉnh này đƣợc xây dụng
hợp lý, tín hiệu kết quả
     
ncnxnx 
sẽ có PAPR thấp hơn. Các phƣơng pháp
trong lớp giải pháp đang đề cập có thể phân biệt dựa theo loại tín hiệu chống
đỉnh và cách mà tín hiệu đó đƣợc tạo ra.
 Phƣơng pháp dành riêng tần (TR):[5]
Trong phƣơng pháp này, một số sóng mang nhánh đƣợc dự trữ (Không
mang thông tin), đƣợc điều chế theo một cách nhất định để hạn chế đỉnh. Nếu

Nxl
1



IFFT(
tốc độ
quá
mẫu
I
1
)




Xử lý phi
tuyến
theo CR



C/P

S/P

D/A
Nxl
1

FFT

Nxl
2



IFFT(
tốc độ
quá
mẫu
I
2
)
a
N-1,i

Nx(I
1
-1)+1số 0
a
1,i

a
0,i

c
N-1,i

Nx(I
2
-1)+1số 0
c
1,i

c
0,i


23


N
IDFT
X0
0
X2
0


N
IDFT
0
C1
0

CN-1
x(t)+c(t)
X(t)
c(t)
kết hợp đƣợc với các tần dành riêng nói trên, tín hiêu c(n) có thể chồng lên kí
hiệu OFDM mang thông tin đúng, do đó tín hiệu chống đỉnh ngƣợc pha với kí
hiệu gốc ở thời gian khi xuất hiện biên độ lớn. Kết quả là giảm đƣợc độ lớn của
đỉnh (xem hình 1.8). Phƣơng pháp này đƣợc nghiên cứu và áp dụng cho cả môi
trƣờng thông tin vô tuyến và hữu tuyến; với trƣờng hợp hữu tuyến, phƣơng pháp
này là chuẩn cho họ đƣờng dây thuê bao số xDSL.









Hình 1.8: Sơ đồ khối của phương pháp dành riêng tần

Về mặt giải tích, có thể giải thích phƣơng pháp này nhƣ sau: gọi y
n
là các
thành phần của vector tới bộ IFFT là X
n
đó là các phần tử của vector gốc trong
miền tần số. Ta cần phải đi tìm các vector N thành phần của A và C sao cho kí
hiệu truyền đi y=IFFT(Y) có xác suất xuất hiện đỉnh nhỏ, với
Y

n
=A
n
X
n
+C
n
, 0≤n≤N-1 (1.17)
Phƣơng pháp này chọn lọc các thành phần của vector A bằng 1 và đi tìm
vector C. Giải thuật đầy đủ của bài toàn (cả lý thuyết lẫn thuật toán dùng trong
thực tế) đã đƣợc đƣa ra nhƣng mức giảm PAPR chƣa đƣợc nhƣ mong muốn nên
các nhà nghiên cứa vẫn tiếp tục đi sâu vào nghiên cứu giải thuật. Gầy đây, một
giải thuật mới đƣợc đánh giá cao do Brain A. Krongold và Doulus L. Jounes đƣa
ra có thể đƣợc tóm tắt nhƣ sau.