Đồ án tốt nghiệp: Kỹ thuật điều chế OFDM

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1
CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
1.1 Thế hệ thứ nhất (1G)
Đặc điểm:
Hệ thống mạng di động tế bào thế hệ thứ nhất được phát triển vào những
năm cuối thập kỷ 70 đầu 80, sử dụng kỹ thuật tương tự (Analog).Tất cả các hệ
thống thuộc thế hệ này đều sử dụng kiểu đa truy nhập phân chia theo tần số
FDMA ( Frequency Division Multiple Access).
Chất lượng hệ thống vào thời điểm này còn rất thấp do thường xuyên xảy
ra tình trạng nghẽn mạch và nhiễu.
Các hệ thống mạng:


NMT (Nordic Mobile Telephone): Nga và Đông Âu.



AMPS (Advanced Mobile Phone System): Mỹ.



TACS (Total Access Communications System): Anh.



ETACS (Enhanced Total Access Communications System): Châu Âu.

1.2 Thế hệ thứ hai (2G)
Đặc điểm:

Các hệ thống mạng thuộc thế hệ 2G được triển khai từ năm 1990, ngày nay
vẫn còn tồn tại và ứng dụng phổ biến. Là một mạng thông tin số băng hẹp sử
dụng phương pháp chuyển mạch - mạch là chủ yếu. Đa truy cập theo thời gian
TDMA kết hợp tần số FDMA hoặc đa truy nhập kiểu mã CDMA kết hợp tần số
FDMA.
Các hệ thống mạng:
 GSM (Global System Mobile).
Ra đời năm 1988 GSM là chuẩn phổ biến nhất cho thông tin di động Tế
bào, trên 2 tỉ người trên thế giới sử dụng các loại hình dịch vụ của chuẩn này, và
nó phủ sóng ở trên 200 quốc gia trên toàn thế giới. Chuẩn này cho phép roaming
toàn cầu với các mạng cùng chuẩn mang lại tiện ích rất lớn cho người sử dụng,

Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

họ có thể mang máy tới bất kỳ nơi đâu chỉ cần các nhà điều hành mạng kết nối
mạng lưới sử dụng của họ với nhau.
Sử dụng kết hợp hai phương pháp đa truy cập theo thời gian TDMA và
theo tần số FDMA nhờ đó tại một thời điểm có thể có 8 thuê bao cùng sử dụng
chung một kênh toàn tốc (Full Rate) 13Kbps và 16 thuê bao cùng dùng chung
một kênh bán tốc (Haft Rate) 6Kbps.
Điện thoại GSM sử dụng SIM - CARD do nhà điều hành cấp, SIM như
một máy tính nhỏ lưu trữ danh bạ và các thông tin từ nhà điều hành mạng, thuê
bao có thể liên kết với mạng nhờ thẻ SIM này.
GSM khai thác băng tần 900MHz và 1800MHz, một số ít nơi khai thác
băng tần 850MHz và 1900MHz như Mỹ và Canada do băng 900MHz và

1800MHz đã bị khai thác hết. Công suất của MS tối đa với GSM900 là 2.5W,
đối với GSM1800 là 1W.
Bán kính phủ sóng của GSM phụ thuộc vào độ cao, tăng ích của ăng-ten
và điều kiện truyền sóng. Bán kính tối đa cho vùng phủ sóng của nó là 35Km.
Ở Việt Nam hiện có 3 nhà điều hành mạng khai thác băng tần GSM900:
Viettel, Vinaphone, MobiPhone. Riêng có MobiPhone, Viettel đang triển khai và
khai thác băng tần GSM1800.
 IS95 (CDMA ONE):
IS95 là mạng tế bào số đầu tiên sử dụng phương pháp đa truy nhập kiểu
CDMA nên còn được gọi là CDMA ONE do Qualcom đề suất và được triển khai
đầu tiên ở Mỹ.
Dung lượng kênh của CDMA là lớn gấp khoảng 6 lần so với dung lượng
kênh của GSM dó đó một số lượng lớn thuê bao có thể được phục vụ bởi số tế
bào ít hơn, nhờ đó mà đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn so với GSM. Đặc biệt
với hạ tầng và công nghệ của nó dễ dàng để nâng cấp lên chuẩn cao hơn với tốc
độ truyền dữ liệu cao hơn.
Sử dụng đa truy nhập thep phương pháp CDMA (Code Division Multi
Access), trong đó mỗi thuê bao sử dụng mạng sẽ được cung cấp một mã trải phổ
PN (Pseudo Noise). Khác với GSM các thuê bao sử dụng phương pháp đa truy
Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

nhập kiểu CDMA có thể truy nhập mạng cùng một lúc và các thuê bao có thể sử
dụng chung tần số sóng mang trong cùng một tế bào. Các thuê bao chỉ phân biệt
nhau ở mã trải phổ mà nó được cấp.

1.3 Thế hệ 2.5G
Đặc điểm:
Hệ thống mạng 2.5G là một sự chuyển tiếp giữa thế hệ 2G và 3G và thực sự
nó là sản phẩm cải tiến trên nền của hệ thống 2G phát triển lên. Hệ thống hoạt
động dựa trên hình thức chuyển mạch gói nhờ đó nó có ưu điểm là tiết kiệm
không gian truyền dẫn và tăng tốc độ truyền dẫn.
Nâng cấp từ 2G lên 2.5G nhanh và dễ hơn so với chuyển trực tiếp lên 3G từ
2G, nó như là một sự chuyển tiếp mềm dẻo không gây ra sự thay đổi một cách
đột biến.
 GPRS (General Packet Radio Service):
GPRS là một hệ thống được nâng cấp lên từ hệ thống GSM. Nó sử dụng
phương thức chuyển mạch gói, người dùng sẽ nhận thông tin dưới dạng gói dữ
liệu, cũng chính vì thế mà giá cước cũng tính theo dung lượng mà người dùng
nhận và gửi, khác với GSM là tính cước dựa trên thời gian đàm thoại của người
sử dụng. Cũng nhờ phương pháp này mà tốc độ truyền dẫn tăng lên và giá thành
sử dụng lại kinh tế hơn. GPRS cho phép cung cấp các dịch vụ kết nối ảo, truyền
số liệu lên đến 171.2Kbps cho mỗi người sử dụng nhờ có thể sử dụng cùng một
lúc nhiều khe thời gian để truyền dẫn. Bên cạnh mục đích nâng cao dung lượng
và chất lượng phục vụ, GPRS còn được xem là bước đệm để tiến lên 3G.
Với việc xây dựng hệ thống GPRS, các nhà khai thác đã xây dựng một cấu
trúc mạng lõi dựa trên IP (Internet Protocol) để hỗ trợ cho các ứng dụng về số
liệu, cũng như tạo ra môi trường để thử nghiệm và khai thác các dịch vụ tích hợp
giữa thoại và số liệu của thế hệ 3G sau này.
Trong hệ thống tập trung hỗ trợ cho dịch vụ thoại là chủ yếu như GSM thì
mục đích chính của GPRS là cung cấp các tiện ích truy nhập mạng sử dụng
chuẩn TCP/IP.

Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021

Đồ án tốt nghiệp

 EDGE (Data rates for GSM Evolution):
EDGE hay còn gọi là E-GPRS, có thể coi là một sản phẩm cải tiến của
GPRS .Cũng giống như GPRS, EDGE là một sản phẩm được nghiên cứu và
triển khai trên nền GSM để tiến lên 3G. Sử dụng dịch vụ chuyển mạch gói với
tốc độ cao gấp 3 lần so với GPRS nhờ đó mà EDGE có thể cung cấp các dịch vụ
truyền số liệu tốc độ cao, ngòai truyền thoại còn có thể truyền Video với chất
lượng tương đối tốt, ngoài ra còn có thể kết nối Internet.
EDGE sử dụng phương thức điều chế, phương thức mã hóa và cơ chế thích
ứng đuờng truyền mới để đạt được tốc độ truyền dữ liệu tối đa (với MCS-9) gấp
3 lần tốc độ tối đa của GPRS (với CS4). Trong khi GSM, GPRS sử dụng điều
chế GMSK, thì EDGE sử dụng thêm điều chế 8-PSK cho mã hóa tốc độ cao
MCS5-MCS9, bên cạnh GMSK cho mã hóa tốc độ thấp MCS1-MCS4.
Bảng 1.1 Các phương pháp mã hoá trong thông tin di động.

Phương pháp Mã hóa &
Điều chế
MCS-1
MCS-2
MCS-3
MCS-4
MCS-5
MCS-6
MCS-7
MCS-8
MCS-9

Tốc độ
(Kbps)
8.8
11.2
14.8
17.6
22.4
29.6
44.8
54.4
59.2

Kiểu Điều Chế
GMSK
GMSK
GMSK
GMSK
8-PSK
8-PSK
8-PSK
8-PSK
8-PSK

1.4 Thế hệ 3G
Đặc điểm:
Là thế hệ di động số cho phép chuyển mạng bất kỳ cho phép truyền thông
đa phương tiện chất lượng cao. Các hệ thống 3G được xây dựng trên nền chuẩn
CDMA hoặc là CDMA kết hợp với TDMA, có khả năng cung cấp một băng tần
theo yêu cầu do đó có thể hỗ trợ các dịch vụ có những tốc độ khác nhau.

Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

Ở thế hệ thứ 3, các hệ thống có xu hướng tiến đến một chuẩn chung duy
nhất, cung cấp dich vụ truyền với tốc độ 2Mbps. Mặc dù được tính toàn là một
chuẩn chung cho toàn cầu nhưng chi phí để triển khai nó là rất lớn.
Các hệ thống:
 WCDMA (Wideband-CDMA):
Được nghiên cứu và phát triển bởi tập đoàn viễn thông NTT DOCOMO và
sau đó đã được đề xuất lên tổ chức viễn thông quốc tế ITU làm chuẩn cho thế hệ
thứ 3 và được biết đến với một tên khác là IMT-2000.
Phát triển lên trên nền chuẩn CDMA, độ phân cách sóng mang cho các
kênh truyền là 5MHz trong khi của CDMA2000 là 1.25MHz qua đó có thể thấy
dung lượng của WCDMA là rất lớn, do đó nó cho phép hỗ trợ truyền dữ liệu tốc
độ cao, hỗ trợ truyền thoại, hình ảnh và Video chất lượng cao.
UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)
UMTS là một trong những mạng di động thuộc thế hệ 3G. Nó là sự kết hợp
các công nghệ của thế hệ 3G kết hợp với chuẩn GSM vì thế mà đôi khi người ta
còn gọi UMTS là 3GSM. Hỗ trợ truyền dữ liệu với tốc độ lên đến 2Mbps cho
phép truyền hình ảnh và đa phương tiện chất lượng cao.

1.5 Thế hệ 4G
Đặc điểm:
 Cho phép truyền tải các dữ liệu, âm thanh và hình ảnh với chất lượng cao.
 Yêu cầu về tốc độ là từ 100Mbps đến 1Gbps.
 Có thể roaming từ mạng di động này sang mạng di động khác và từ các

công nghệ không dây khác nhau.
 Mạng lõi hòan toàn ứng dụng trên nền IP, khác với các thế hệ trước là sử
dụng phương thức chuyển mạch gói.
Các công nghệ ứng dụng cho thế hệ 4G:
 OFDM
Một trong những công nghệ chính của mạng 4G là ghép kênh phân chia tần
số trực giao OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). OFDM là
Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

một dạng của điều chế đa sóng mang, làm việc theo nguyên tắc phân chia dòng
bit truyền tại dải thông B thành nhiều dòng bit song song N với khoảng cách
B/N. Các sóng mang con trực giao N điều chế dòng bit song song, sau đó được
tổng hợp lại trước khi truyền dẫn. Một bộ phát OFDM chấp nhận dữ liệu từ
mạng IP, biến đổi và mã hoá dữ liệu trước khi điều chế. Một bộ IFFT (biến đổi
ngược Fourier nhanh) biến đổi tín hiệu OFDM thành tín hiệu tương tự IF và
được gửi tới bộ thu RF. Mạch thu khôi phục lại dữ liệu bằng cách đảo chiều chu
trình này. Với các sóng mang con trực giao, bộ thu có thể tách biệt và xử lý mỗi
sóng mang con mà không có nhiễu từ các sóng mang con khác. Không bị phađinh và trễ đa đường như các công nghệ truyền dẫn khác, OFDM cung cấp liên
kết và chất lượng thông tốt hơn.
 Công nghệ MIMO:
Hệ thống MIMO (Multi Input Multi Output) sử dụng hệ thống ăng-ten dàn
ở cả phần phát và phần thu. Tín hiệu cần gửi được tách ra thành N luồng nhỏ và
được phát đi trên N ăng-ten qua các môi trường có đặc tính pha-đinh khác nhau.
Về lý thuyết thì có nghĩa ta đã tăng hiệu suất sử dụng phổ tần lên gấp N lần và tỉ
lệ lỗi bit cho ảnh hưởng của pha-đinh và điều kiện kênh truyền sẽ giảm đi. Khi

truyền qua các kênh không tương quan giữa hệ thống phát và thu, tín hiệu từ mỗi
ăng-ten phát tại vị trí thu có sự khác nhau về tham số không gian. Hệ thống máy
thu có thể sử dụng sự khác biệt này để tách các tín hiệu có cùng tần số được phát
đồng thời từ các ăng-ten khác nhau.
 Công nghệ Wimax:
WiMax di động là một giải pháp vô tuyến băng rộng cho phép hội tụ các
mạng băng rộng cố định và di động thông qua một công nghệ truy nhập vô tuyến
băng rộng diện rộng và kiến trúc mạng mềm dẻo. Giao diện không gian WiMax
di động thông qua công nghệ đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao
(OFDMA) để cải thiện hiệu suất đa đường trong môi trường tầm nhìn không
thẳng NLOS. OFDMA theo tỷ lệ (SOFDMA) được giới thiệu trong bổ sung
IEEE 802.16e để hỗ trợ các băng tần kênh truyền theo tỷ lệ từ 1.25 đến 20MHz.
Nhóm kỹ thuật di dộng (Mobile Technical Group) trong diễn đàn WiMax đang
Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

phát triển các tham số hệ thống cho WiMax di động qua đó xác định các đặc tính
bắt buộc và tùy chọn của chuẩn IEEE mà cần thiết để xây dựng giao diện không
gian tuân theo WiMax di động có thể được chứng nhận bởi diễn đàn WiMax.
Các tham số hệ thống WiMax di động cho phép các hệ thống di động được cấu
hình dựa trên một tập hợp đặc tính cơ bản phổ biến do đó đảm bảo các chức
năng cơ bản nhất cho các thiết bị đầu cuối và các trạm gốc có thể tương tác hoàn
toàn. Một số các phần tử của tham số trạm gốc được đưa ra như một tùy chọn để
cung cấp thêm tính linh hoạt cho việc triển khai, dựa trên các điều kiện triển
khai cụ thể mà có thể yêu cầu các cấu hình khác nhau là dung lượng tối ưu hay
độ bao phủ tối ưu. Các tham số WiMax di động phiên bản 1 sẽ bao phủ các băng

tần kênh là 5, 7, 8.75 và 10MHz cho các ấn định phổ cấp phép toàn cầu trong
các băng tần 2.3, 3.3 và 3.5 GHz.
Nhóm làm việc diễn đàn WiMax đang phát triển các đặc điểm kỹ thuật
mạng mức cao hơn cho các hệ thống WiMax di động dựa trên những gì được
định nghĩa trong chuẩn IEEE 802.16 mà chỉ đơn giản gọi tên các đặc điểm kỹ
thuật giao diện vô tuyến. Sự cố gắng kết hợp của IEEE 802.16 và diễn đàn
WiMax giúp định nghĩa giải pháp hệ thống đầu cuối-đầu cuối (end-to-end) cho
một mạng WiMax di động.
Các hệ thống WiMax di động đề xuất khả năng thay đổi được cho cả công
nghệ truy nhập vô tuyến và kiến trúc mạng, vì vậy nó cung cấp tính linh hoạt
lớn cho các lựa chọn triển khai mạng và các đề xuất dịch vụ.

Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

1.6 Kết luận
Thông tin vô tuyến di động đã và đang phát triển với tốc độ hết sức nhanh
chóng trên phạm vi toàn cầu. Kết quả thống kê cho thấy ở một số quốc gia, số
lượng thuê bao di động đã vượt hẳn số lượng thuê bao cố định. Trong tương lai,
số lượng thuê bao cả di động và cố định sẽ tiếp tục tăng lên và cùng với nó là sự
gia tăng về nhu cầu sử dụng các dịch vụ thông tin của người sử dụng. Điều này
đòi hỏi các nhà khai thác cũng như các tổ chức viễn thông trên toàn cầu không
ngừng nghiên cứu, cải tiến và đưa ra các phương pháp kỹ thuật, các công nghệ
mới để cải tiến và nâng cấp các hệ thống thông tin. Cho đến nay hệ thống thông
tin đã trải qua 3 thế hệ và đang nghiên cứu công nghệ 4G để phát triển hệ thống
thông tin di động không dây trong tương lai.

Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 2
KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ OFDM
2.1 Khái niệm
Kỹ thuật OFDM là kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao
(Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Đó là sự kết hợp giữa mã hóa và
ghép kênh. Thường thường nói tới ghép kênh người ta thường nói tới những tín
hiệu độc lập từ những nguồn độc lập được tổ hợp lại. Trong OFDM, những tín
hiệu độc lập này là các sóng mang con. Đầu tiên tín hiệu sẽ chia thành các
nguồn độc lập, mã hóa và sau đó ghép kênh lại để tao nên sóng mang OFDM.
OFDM là trường hợp đặc biệt của FDM (Frequency Divison Multiplex),
đây là phương thức phát đa sóng mang theo nguyên lý chia dòng dữ liệu tốc độ
cao thành tốc độ thấp hơn và phát đồng thời trên một số sóng mang được phân
bổ một cách trực giao. Nhờ thực hiện biến đổi chuỗi dữ liệu từ nối tiếp sang
song song nên thời gian symbol tăng lên. Do đó, sự phân tán theo thời gian gây
bởi trải rộng trễ do truyền dẫn đa đường (multipath) giảm xuống.
2.1.1 Điều chế đơn sóng mang
Hệ thống đơn sóng mang là một hệ thống có dữ liệu được điều chế và
truyền đi chỉ trên một sóng mang.

Hình 2.1: Truyền dẫn sóng mang đơn.
Hình 1.7 mô tả cấu trúc chung của một hệ thống truyền dẫn đơn sóng mang.
Các ký tự phát đi là các xung được định dạng bằng bộ lọc ở phía phát. Sau khi

truyền trên kênh đa đường. Ở phía thu, một bộ lọc phối hợp với kênh truyền
được sử dụng nhằm cực đại tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) ở thiết bị thu nhận
dữ liệu. Đối với hệ thống đơn sóng mang, việc loại bỏ nhiễu giao thoa bên thu
cực kỳ phức tạp. Đây chính là nguyên nhân để các hệ thống đa sóng mang chiếm
ưu thế hơn các hệ thống đơn sóng mang.
Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

2.1.2 Điều chế đa sóng mang
Nếu truyền tín hiệu không phải bằng một sóng mang mà bằng nhiều sóng
mang, mỗi sóng mang tải một phần dữ liệu có ích và được trải đều trên cả băng
thông thì khi chịu ảnh hưởng xấu của đáp tuyến kênh sẽ chỉ có một phần dữ liệu
có ích bị mất, trên cơ sở dữ liệu mà các sóng mang khác mang tải có thể khôi
phục dữ liệu có ích.

Hình 2.2: Cấu trúc hệ thống truyền dẫn đa sóng mang.
Do vậy, khi sử dụng nhiều sóng mang có tốc độ bit thấp, các dữ liệu gốc sẽ
thu được chính xác. Để khôi phục dữ liệu đã mất, người ta sử dụng phương pháp
sửa lỗi tiến FFC. Ở máy thu, mỗi sóng mang được tách ra khi dùng bộ lọc thông
thường và giải điều chế. Tuy nhiên, để không có can nhiễu giữa các sóng mang
(ICI) phải có khoảng bảo vệ khi hiệu quả phổ kém.
OFDM là một kỹ thuật điều chế đa sóng mang, trong đó dữ liệu được
truyền song song nhờ vô số sóng mang phụ mang các bit thông tin. Bằng cách
này ta có thể tận dụng băng thông tín hiệu, chống lại nhiễu giữa các ký tự,…Để
làm được điều này, một sóng mang phụ cần một máy phát sóng sin, một bộ điều
chế và giải điều chế của riêng nó. Trong trường hợp số sóng mang phụ là khá

lớn, điều này là không thể chấp nhận được. Nhằm giải quyết vấn đề này, khối
thực hiện chức năng biến đổi IDFT/DFT được dùng để thay thế hàng loạt các bộ
dao động tạo sóng sin, bộ điều chế, giải điều chế. Hơn nữa, IFFT/FFT được xem
là một thuật toán giúp cho việc biến đổi IDFT/DFT nhanh và gọn hơn bằng cách
giảm số phép nhân phức khi thực hiện phép biến đổi IDFT/DFT và giúp tiết
Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

kiệm bộ nhớ bằng cách tính tại chỗ. Mỗi sóng mang trong hệ thống OFDM đều
có thể viết dưới dạng :
Với hệ thống đa sóng mang OFDM ta có thể biểu diễn tín hiệu ở dạng sau:
S (t ) 

1
N

N-1

 a
l

l,k e

j 2πk (t  lTs ( N  L ))

(2.1)

k 0

Trong đó al,k : là dữ liệu đầu vào được điều chế trên sóng mang nhánh thứ k
trong symbol OFDM thứ l
N

: số sóng mang nhánh

L: chiều dài tiền tố lặp (CP)

1

1

Khoảng cách sóng mang nhánhTlà  NT

s

Giải pháp khắc phục hiệu quả phổ kém khi có khoảng bảo vệ (Guard
Period) là giảm khoảng cách các sóng mang và cho phép phổ của các sóng mang
cạnh nhau trùng lặp nhau. Sự trùng lặp này được phép nếu khoảng cách giữa các
sóng mang được chọn chính xác. Khoảng cách này được chọn ứng với trường
hợp sóng mang trực giao với nhau. Đó chính là phương pháp ghép kênh theo tần
số trực giao. Từ giữa những năm 1980, người ta đã có những ý tưởng về phương
pháp này nhưng còn hạn chế về mặt công nghệ, vì khó tạo ra các bộ điều chế đa
sóng mang giá thành thấp theo biến đổi nhanh Fuorier IFFT
2.1.3 Nguyên lý cơ bản OFDM
OFDM là một dạng đặc biệt của ghép kênh phân chia theo tần số thông
thường FDM (Frequency Division Multiplexing), trong đó độ rộng băng thông

kênh có sẵn được chia thành các băng con, hay còn gọi là các sóng mang con.
Hơn nữa các sóng mang con trong một hệ thống OFDM chồng lấn lên nhau để
tối đa hoá hiệu quả băng thông. Thông thường, các kênh con kế cận chồng lấn
lên nhau có thể nhiễu lẫn nhau. Tuy nhiên, các sóng mang con trong hệ thống
OFDM được trực giao một cách chính xác với nhau nên chúng có thể chồng lấn
mà không gây nhiễu lẫn nhau. Do đó, các hệ thống OFDM có thể tối đa hoá hiệu
quả độ rộng băng thông mà không gây nhiễu cho các kênh lân cận.

Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

Điều kiện trực giao của hai sóng mang con fk và fl là:

1
Ts

Ts

� ej 2pfk .e-

j 2pfl

0

dt =

1
Ts

1 k=l (2.2)
�
j 2p( fk - l )
�
e
dt
=
�0 k�l
�
0
�
�
Ts

Hình 2.3 (a) minh hoạ phổ dữ liệu riêng biệt của một kênh con và hình 2.3
(b) là phổ tín hiệu OFDM với các kênh con chồng lấn lên nhau.

Hình 2.3 Phổ một kênh con OFDM (a) và một tín hiệu OFDM (b)
Các hệ thống thông tin OFDM có thể tận dụng tốt hơn hiệu quả phổ tần số
thông qua việc chồng lấn các sóng mang con. Các sóng mang con này được sắp
xếp trên miền tần số cách nhau một khoảng đều đặn sao cho công suất cực đại
của mỗi sóng mang con tương ứng với công suất cực tiểu của các sóng mang
con lân cận, nên chúng có thể chồng lấn một phần mà không gây nhiễu cho các
symbol bên cạnh. Trong hình 2.3, mỗi sóng mang con được biểu diễn bằng một
đỉnh khác nhau và đỉnh mỗi sóng mang con tương ứng lập tức về không qua tất
cả các kênh của sóng mang con lân cận.
Chú ý rằng các kênh OFDM khác so với các kênh FDM do việc sử dụng bộ

lọc tạo dạng xung. Với hệ thống FDM, một xung hình sinc được sử dụng trong
miền thời gian để tạo dạng mỗi symbol riêng biệt và ngăn chặn ISI. Còn các hệ
thống OFDM lại sử dụng một xung hình sin trong miền tần số nên mỗi sóng
mang con có thể duy trì được tính trực giao với sóng mang con khác.

2.2 Sự trực giao
“Orthogonal” chỉ ra rằng có một mối quan hệ toán học chính xác giữa các
tần số của các sóng mang trong hệ thống OFDM. Trong hệ thống FDM thông
thường, nhiều sóng mang được cách nhau một khoảng phù hợp để tín hiệu thu
Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

có thể nhận lại bằng cách sử dụng các bộ lọc và các bộ giải điều chế thông
thường. Trong các máy như vậy, các khoảng bảo vệ cần được dự liệu trước giữa
các sóng mang khác nhau và việc đưa vào các khoảng bảo vệ này làm giảm hiệu
quả sử dụng phổ của hệ thống.
Tuy nhiên có thể sắp xếp các sóng mang trong OFDM sao cho các dải biên
của chúng che phủ lên nhau mà các tín hiệu vẫn có thể thu được chính xác và
không có sự can nhiễu giữa các sóng mang ICI. Muốn được như vậy các sóng
mang phải trực giao về mặt toán học. Máy thu gồm các bộ giải điều chế, dịch tần
mỗi sóng mang xuống mức DC lấy tích phân tín hiệu nhận được trên một chu kỳ
của symbol để phục hồi dữ liệu gốc. Nếu tất cả các sóng mang khác đều được
dịch xuống tần số tích phân của sóng mang này (trong một chu kỳ symbol τ), thì
kết quả tính tích phân cho các sóng mang khác sẽ là 0. Do đó các sóng mang độc
lập tuyến tính với nhau (trực giao) nếu khoảng cách giữa các sóng là bội số của
1/τ. Bất kỳ sự phi tuyến nào gây ra bởi ICI cũng làm mất đi tính trực giao.

2.2.1 Trực giao miền tần số
Một cách khác để xem tính trực giao của những tín hiệu OFDM là xem phổ
của nó. Trong miền tần số, mỗi sóng mang thứ cấp OFDM có đáp tuyến tần số
sinc (sin (x)/x). Đó là kết quả thời gian symbol tương ứng với nghịch đảo của
sóng mang. Mỗi symbol của OFDM được truyền trong một thời gian cố định
(TFFT). Thời gian symbol tương ứng với nghịch đảo của khoảng cách tải phụ
1/TFFT Hz. Dạng sóng hình chữ nhật này trong miền thời gian dẫn đến đáp tuyến
tần số sinc trong miền tần số. Mỗi tải phụ có một đỉnh tại tần số trung tâm và
một số giá trị không được đặt cân bằng theo các khoảng trống tần số bằng
khoảng cách sóng mang. Bản chất trực giao của việc truyền là kết quả của đỉnh
mỗi tải phụ. Tín hiệu này được phát hiện nhờ biến đổi Fourier rời rạc (DFT).
2.2.2 Mô tả toán học
Về mặt toán học, trực giao có nghĩa là các sóng mang được lấy ra từ nhóm
trực chuẩn (Orthogonal basis ) {{Φi(t)/i = 0,1, …} có tính chất sau :
T2

 (t ) (t ) dt  
�
i

T1

Nguyễn Thị Linh

t

ik

  10�۹ ii kk

(2.3)

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

Việc xử lý (điều chế và giải điều chế ) tín hiệu OFDM được thực hiện trong
miền tần số, bằng cách sử dụng các thuật toán xử lý tín hiệu số DSP (Digital
Signal Processing ). Nguyên tắc của tính trực giao thường được sử dụng trong
phạm vi DSP. Trong toán học, số hạng trực giao có được từ việc nghiên cứu các
vectơ. Theo định nghĩa, hai vectơ được gọi là trực giao với nhau khi chúng
vuông góc với nhau và tích vô hướng của 2 vectơ là bằng 0. Điểm chính ở đây là
ý tưởng nhân hai hàm số với nhau, tổng hợp các tích và nhận được kết quả là 0.
Đầu tiên ta chú ý đến hàm số thông thường có giá trị trung bình bằng không.
(VD giá trị trung bình của hàm sin hình 2.4 và hình 2.5 ). Nếu cộng bán kỳ
dương và bán kỳ âm của dạng sóng sin như dưới đây chúng ta sẽ có kết quả là 0.
Quá trình tích phân có thể được xem xét khi tìm ra diện tích phần dưới đường
cong. Do đó diện tích của 1 sóng sin có thể được viết như sau:
2 n

�sin(t )dt  0

(2.4)

0

Biên độ

Hình 2.4 Giá trị trung bình của sóng sin bằng 0

Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.5 Tích phân của hai sóng sin khác tần số
Nếu chúng ta nhân và cộng (tích phân) hai dạng sóng sin có tần số khác
nhau. Ta nhận thấy kết quả cũng bằng 0. Điều này gọi là tính trực giao của dạng
sóng sin. Nó cho thấy rằng miễn là hai dạng sóng sin không có cùng tần số, thì
tích phân của chúng sẽ bằng 0. thông tin này là điểm mấu chốt của để hiểu quá
trình điều chế OFDM.
Nếu hai tích phân cùng tần số được mô tả hình 2.6

Hình 2.6 Tích phân các sóng hình sin có cùng tần số
Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

Nếu hai sóng sin có cùng tần số như nhau thì dạng sóng hợp thành luôn
dương, giá trị trung bình của nó luôn khác 0 (hình 2.6). Đây là cơ cấu rất quan
trọng cho quá trình giải điều chế OFDM. Các máy thu OFDM biến đổi tín hiệu
thu đuợc từ miền tần số nhờ dùng kỹ thuật xử lý tín hiệu số gọi là biến đổi nhanh
Fourier (FFT). Toàn bộ quá trình nay được lặp lại khá nhanh chóng cho mỗi
sóng mang, đến khi tất cả các sóng mang đã được giải điều chế. Từ phân tích

trên ta có thể rút ra kết luận
- Để khắc phục hiện tượng không bằng phẳng của đáp tuyến kênh cần dùng
nhiều sóng mang, mỗi sóng mang chỉ chiếm một phần nhỏ băng thông, do vậy bị
ảnh hưởng không lớn của đáp tuyến kênh đến dữ liệu nói chung.
- Số sóng mang càng nhiều càng tốt nhưng cần phải có khoảng bảo vệ để
tránh can nhiễu giữa các sóng mang. Tuy nhiên để tận dụng tốt nhất thì dùng các
sóng mang trực giao, khi đó phổ điều chế các sóng mang có thể trùng lắp nhau
mà vẫn không gây can nhiễu.

2.3 Bộ điều chế và bộ giải điều chế OFDM
2.3.1 Bộ điều chế OFDM
Dựa vào tính trực giao, phổ tín hiệu của các sóng mang phụ cho phép chồng
lấn lên nhau. Sự chồng lấn phổ tín hiệu này làm hiệu suất sử dụng phổ của toàn
bộ băng tần tăng lên một cách đáng kể. Sự trực giao của các sóng mang phụ
được thực hiện như sau: phổ tín hiệu của sóng mang phụ thứ p được dịch vào
một kênh con thứ p thông qua phép nhân với hàm phức e jpst , trong đó

s  2 f s  2

1
là khoảng cách tần số giữa hai sóng mang. Thông qua phép
Ts

nhân với số phức này mà các sóng mang phụ trực giao với nhau. Tính trực giao
của hai sóng mang phụ p và q được kiểm chứng như sau:
( k 1) TS

�e

jpst

(e

jqst *

) dt 

kTS

�e

j ( p  q ) S t

dt

(2.5)

kTS

j ( p  q ) S t
1

e
j ( p  q )S

0,
�
�
TS ,
�

( k 1)TS

t ( k 1) TS
t  kTS

pq
p �q

Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

Ở phương trình trên ta thấy hai sóng mang phụ p và q trực giao với nhau do
tích phân của một sóng mang với liên hợp phức của sóng mang còn lại bằng 0
nếu chúng là hai sóng mang khác biệt. Trong trường hợp tích phân với chính nó
sẽ cho kết quả là một hằng số. Sự trực giao này là nguyên tắc của phép điều chế
OFDM. Hình 2.7. mô tả sơ đồ khối của bộ điều chế OFDM.

Hình 2.7.

Bộ điều chế OFDM

Giả thiết toàn bộ băng tần của hệ thống B được chia thành K kênh con, với
chỉ số của các kênh con là n,
n �  L, _ L  1,..., 1,0,1,...., L  1, L

(2.6)

Do vậy
N FFT  2 L  1

(2.7)

Đầu vào bộ điều chế là dòng dữ liệu {al} được chia thành NFFT dòng dữ liệu
song song với tốc độ dữ liệu giảm đi NFFT lần thông qua bộ phân chia nối tiếp
/song song. Dòng bit trên mỗi luồng song song {ai,n} lại được điều chế thành
mẫu tín hiệu phức đa mức {dk,n}, với chỉ số n là chỉ số của sóng mang phụ, i là
chỉ số của khe thời gian tương ứng với K bit song song sau khi qua bộ biến đổi
nối tiếp/song song, chỉ số k là chỉ số của khe thời gian tương ứng với K mẫu tín
hiệu phức.
Phương pháp điều chế ở băng tần cơ sở thường được sử dụng là M-QAM,
QPSK, vv..vv. Các mẫu tín hiệu phát {dk,n} lại được nhân với xung cơ bản (basic
Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

impulse) g(t) mục đích làm giới hạn phổ tín hiệu mỗi sóng mang. Trường hợp
đơn giản nhất của xung cơ bản là xung vuông. Sau khi nhân với xung cơ sở tín
hiệu lại được dịch tần đến kênh con tương ứng thông qua phép nhân với hàm
phức e jnst . Phép nhân này làm các tín hiệu trên các sóng mang phụ trực giao
với nhau như chứng minh ở trên. Tín hiệu sau khi nhân với xung cơ sở và dịch
tần được cộng lại qua bộ tổng và cuối cùng được biểu diễn như sau:
m 'k (t ) 

L

�d

n  L

k ,n

s '(t  kT )e jnst

(2.8)

Tín hiệu này được gọi là mẫu tín hiệu OFDM thứ k. Sự biểu diễn tín hiệu
OFDM tổng quát sẽ là:
m '(t ) 

�

�

L

�m 'k (t )  ��d k ,n s '(t  kT )e jnst

k �

2.9)

k �n  L

Ở đây tín hiệu m '(t ) là tín hiệu m 'k (t ) với chỉ số k (chỉ số mẫu tín hiệu
OFDM hay cũng là chỉ số thời gian) chạy tới vô hạn.
Ưu điểm của phương pháp điều chế trực giao OFDM không chỉ là sự hiệu
quả về sử dụng băng tần mà còn có khả năng loại trừ nhiễu xuyên tín hiệu ISI
thông qua chuỗi bảo vệ (Guard Interval). Do vậy tín hiệu OFDM trước khi phát
đi được chèn thêm chuỗi bảo vệ để chống nhiễu xuyên tín hiệu ISI.
2.3.2 Bộ giải điều chế OFDM

Hình 2.8. Sơ đồ bộ giải điều chế OFDM

Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

Sơ đồ cấu trúc bộ giải điều chế OFDM được mô tả như ở Hình 2.8. Tín hiệu
đưa vào bộ giải điều chế là u(t). Với tín hiệu phát m(t) ở công thức (2.7), biểu
diễn của u(t) được viết tiếp dưới dạng:
u (t ) 

 max

��
�
��
k �
0 �

L

�

�dk ,n s(t    kT )e jn (t  kT ) �h( , t )d
s

n L

�

(2.10)

Các bước thực hiện ở bộ giải điều chế có chức năng ngược lại so với các
chức năng đã thực hiện ở bộ điều chế. Các bước đó bao gồm:
 Tách khoảng bảo vệ ở mỗi mẫu tín hiệu thu
 Nhân với hàm số phức e jnnt (dịch băng tần của tín hiệu ở mỗi sóng
mang về băng tần gốc như trước khi điều chế).
 Giải điều chế ở các sóng mang phụ.
 Chuyển đổi mẫu tín hiệu phức thành dòng bit.
 Chuyển đổi dòng bit song song thành dòng bit nối tiếp.

2.4 Mô hình hệ thống OFDM
OFDM là một trường hợp đặc biệt của truyền dẫn đa sóng mang MCM
(Hình 2.9). Ý tưởng chính trong kỹ thuật OFDM là việc chia luồng dữ liệu tốc
độ cao trước khi phát thành K luồng dữ liệu song song có tốc độ thấp hơn và
phát các luồng dữ liệu đó trên các sóng mang con khác nhau trực giao nhau.

Hình 2.9 Mô hình hệ thống truyền dẫn đa sóng mang cơ bản

Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

Tại máy phát:
Các sóng mang con là các sóng hình sin có dạng:
�
ej 2pf t
" t �[0,T S ]
f (t) = �
�
�
0
" t �[0,T S ]
�
�
Trong đó f k là tần số sóng mang con thứ k .
k

(2.11)

W
K
trong đó W là độ rộng dải tần, K là số sóng mang con. Luồng data ban đầu tốc
Tần số của mỗi sóng mang con hơn kém nhau một khoảng f 

1

trước tiên được chia thành K luồng con, sau đó mỗi luồng con sẽ
T
điều chế 1 sóng mang con f k , với k  0,1,..., K  1 . Các sóng mang con được
độ R 

điều chế sau đó sẽ được cộng lại với nhau và tạo thành tín hiệu OFDM có dạng:
1 K- 1
1 K- 1
)
sn (t) =
sn,kf k(t - nT S ) =
sn,kej 2pf (t- nT(2.12)
�
�
K k=0
K k=0
nT S �t �(n + 1)T S
k

S

với n là chỉ số để biểu diễn symbol thứ n , chỉ số k biểu diễn sóng mang
con thứ k . Sn , k là symbol data phức thứ n điều chế sóng mang con thứ k . Vì ta
sử dụng tiền tố tuần hoàn CP có độ dài Tg (nói rõ trong phần sau) để chống tác
động của truyền dẫn đa đường nên dạng tín hiệu:

sn (t) =

1
K

K- 1

�sn,kej 2pf (t - nT
k

x

S

nTS �t x �(n + 1)TS

)

tx = t +T g

k=0

(2.13)

Như vậy thời gian của mỗi symbol là T S = tx
Tổng của luồng tín hiệu theo thời gian gồm nhiều symbol liên tiếp nhau là:
1 � K- 1
s(t) =
sn,kej 2pf (t - nT )
��
(2.14)
K n=0 k=0
k

x

S

Ta có khoảng cách giữa 2 sóng mang con liên tiếp là:
D f = k+1 - fk
Do phổ của các sóng mang con là chồng lấn nhau nên:
1
1
Df =
=
KT
TS

(2.15)

(2.16)

Thay (2.15) vào (2.16) ta có

Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

1
TS

(2.17)

k
1
=k
KT
TS

(2.18)

fk+1 =

k

+

Để đơn giản ta đặt: f0 = 0
Tần số thứ k: fk =

Trên thực tế tín hiệu đầu vào là chuỗi bít nối tiếp, chuỗi bít này được chia
thành K luồng con, thời gian mỗi luồng là T S . Như vậy ta biểu diễn các mẫu
tín hiệu rời rạc Sn,i với i = 0,1,..., K - 1 trong khoảng thời gian mỗi luồng T S
là i

TS
thì tín hiệu đầu ra bộ IDF có dạng sau:
K
sn,i =

1

K

K- 1

�s
k=0

k Ts
j 2p
i
TS K

e

n,k

=

1
K

K- 1

�s
k=0

j 2p

e

n,k

ik
K

(2.19)

Đây chính là phép biến đổi Fourie ngược IDFT (Inverse Discrete Fourier
Transform).
Một ví dụ về tín hiệu OFDM sử dụng 4 sóng mang con Hình (2.10)

Hình 2.10 Tín hiệu OFDM với 4 sóng mang con.
Data trên mỗi sóng mang con được truyền đi với tốc độ:
Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

ROFDM =

1
1
R
=
=
TS
KT
K

(2.20)

ROFDM nhỏ hơn rất nhiều so với tốc độ truyền R nếu chỉ sử dụng một sóng
mang. Thời gian symbol OFDM T S = K .T dài gấp K lần thời gian symbol T
của luồng data ban đầu.
Tại máy thu:
Tín hiệu OFDM thu được sẽ được tách riêng ra thành các tín hiệu sóng
mang con mang thông tin cần truyền. Các sóng mang con này sẽ được giải điều
chế riêng rẽ, sau đó được biến đổi thành luồng data nối tiếp:
(n+1)TS

Rn,k (t) =

� r (t)e

- j 2pfkt

(2.21)

nTS

Ta coi như tính trực giao của các sóng mang con không bị ảnh hưởng gì bởi
kênh đa đường, tức ta chọn chiều dài của CP Tg lớn hơn trải trễ cực đại  . Bởi
vậy tín hiệu thu Rn ,i có thể được giải điều chế theo biến đồi DFT như sau:

Rn,k =

1
K

K- 1

- j 2p

�Rn,ie

ik
K

(2.22)

i =0

trong đó Rn,i là mẫu thứ i của tín hiệu thu Rn (t) và Rn,k là symbol phức
được thu điều chế sóng mang con thứ k . Nếu khoảng cách giữa các sóng mang
con D f được chọn nhỏ hơn rất nhiều so với dải thông kết hợp và khoảng
symbol T S nhỏ hơn nhiều so với thời gian kết hợp của kênh thì hàm truyền của
kênh vô tuyến H ( f , t ) có thể xem như là không đổi trên dải tần f của mỗi
sóng mang con và khoảng thời gian của các symbol được điều chế Rn,k . Khi đó
ảnh hưởng của kênh vô tuyến chỉ như một phép nhân của mỗi tín hiệu song
mang con  (t ) với một hệ số truyền phức H n,k = H (kD f , nTS ) . Kết quả là
symbol phức thu được Rn , k sau khi biến đổi FFT (Discrete Fourier Transform) sẽ
có dạng:
Rn,k = H n,ksn,k + N n,k

(2.23)

trong đó N n,k là tạp âm cộng tính của kênh.

2.5 Khoảng bảo vệ
Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

Đối với một băng thông hệ thống đã cho tốc độ symbol của tín hiệu OFDM
thì thấp hơn nhiều tốc độ symbol của sơ đồ truyền sóng mang đơn. Ví dụ đối với
điều chế đơn sóng mang BPSK tốc độ symbol tương ứng với tốc độ bit. Tuy
nhiên với OFDM băng thông hệ thống được chia cho NC sóng mang con tạo
thành tốc độ symbol nhỏ hơn NC lần so với truyền sóng mang đơn. Tốc độ
symbol thấp này làm cho OFDM chịu đựng được tốt với can nhiễu giữa can
nhiễu ISI (Inter- Symbol Interference) gây ra bởi truyền lan nhiều đường. Có thể
giảm ảnh hưởng ISI tới tín hiệu OFDM bằng các thêm vào khoảng bảo vệ ở
trước của mỗi symbol. Khoảng bảo vệ này là bản copy tuần hoàn theo chu kỳ,
làm mở rộng chiều dài của dạng sóng symbol. Mỗi tải phụ trong phần dữ liệu
của mỗi symbol, có nghĩa là symbol OFDM chưa có bổ sung khoảng bảo vệ, có
chiều dài bằng kích thước IFFT (được sử dụng để tạo tín hiệu) có một số nguyên
lần các chu kỳ. Do vậy việc đưa vào các bản copy của symbol nối đuôi nhau tạo
thành một tín hiệu liên tục, không có sự gián đoạn ở chỗ nối. Như vậy việc sao
chép đầu cuối của symbol và đặt nó đế đầu vào đã tạo ra một khoảng thời gian
symbol dài hơn.

Hình 2.11 Khoảng bảo vệ của tín hiệu OFDM
2.5.1 Bảo vệ chống lại offset thời gian
Để giải mã tín hiệu OFDM máy thu phải nhận đuợc FFT của mỗi symbol
thu được để tìm ra biên độ và pha của các tải phụ. Đối với hệ thống OFDM dùng
Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

cùng một tần số lấy mẫu cho cả máy phát và máy thu, hệ thống phải dùng cùng
một kích thước FFT cho cả máy thu và tín hiệu phát để duy trì sự trực giao của
tải phụ. Mỗi symbol thu được có các mẫu độ dài TG+TFFT do bổ sung khoảng
bảo vệ. Máy thu chỉ cần các mẫu TFFT của symbol thu được để giải mã tín hiệu.
Các mẫu TG còn lại là thừa, không cần thiết. Đối với kênh lý tưởng không có
mở rộng độ trễ máy thu có thể dò tìm được độ lệch thời gian bất kỳ (lớn nhất là
bằng khoảng bảo vệ TG) và vẫn còn đạt được số các mẫu. Do bản chất tuần
hoàn của sự thay đổi khoảng bảo vệ lệch thời gian (time offset) chỉ dẫn đến sự
quay pha của tất cả các sóng mang con trong tín hiệu. Giá trị quay pha tỉ lệ với
tần số tải phụ. Với sóng mang con ở tần số Nyquist thì sự thay đổi là 1800 cho
mỗi offset thời gian mẫu. Đã chứng minh rằng offset thời gian được duy trì
không đổi từ symbol này tới symbol khác, nên sự quay pha cho offset thời gian
có thể được loại bỏ như một phần của cân bằng kênh trong môi trường đa đường
ISI giảm độ dài của khoảng bảo vệ, dẫn đến lỗi offset thời gian cho phép.
2.5.2 Bảo vệ chống lại ISI và ICI
Trong tín hiệu OFDM biên độ và pha của sóng mang con phải được duy trì
không đổi trong chu kỳ symbol để bảo đảm tính trực giao cho mỗi sóng mang.
Nếu chúng bị thay đổi có nghĩa là dạng phổ của các sóng mang con sin c sẽ
không có dạng sin c đúng và như vậy điểm không (Null ) sẽ không ở tần số
đúng, dẫn đến can nhiễu giữa các sóng mang ICI . Ở biên của symbol biên độ và
pha thay đổi bất thình lình tới giá trị mới cần thiết cho symbol dữ liệu tiếp theo.
Trong môi trường đa đường ISI gây ra sự trải rộng năng lượng giữa các symbol,
dẫn đến sự thay đổi nhanh biên độ và pha của sóng mang con ở điểm đầu
symbol. Độ dài của những ảnh hưởng thay đổi nhanh tương ứng với sự mở rông

độ trễ của kênh vô tuyến. Tín hiệu thay đổi nhanh là kết quả của mỗi thành phần
đa đương ở các thời điểm khác nhau một ít, thay đổi véctơ sóng mang con thu
được. Hình 2.12 và 2.13 chỉ ra ảnh hưởng này. Việc đưa vào các khoảng bảo vệ
cho phép có thời gian để phần tín hiệu thay đổi nhanh này bị suy hao. Trở lại
trạng thái ban đầu, do vậy FFT được lấy từ phần trạng thái đúng của symbol.
Điều này loại bỏ ảnh hưởng của ISI. Để khắc phục ISI thì khoảng bảo vệ phải
Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021


Đồ án tốt nghiệp

dài hơn sự mở rộng độ trễ của kênh vố tuyến. Các ảnh huởng còn lại mà đa
đường gây ra, như thay đổi biên độ và quay pha, thì được sửa bởi san bằng
kênh.

Hình 2.12 Chức năng của khoảng bảo vệ chống lại ISI
Khoảng bảo vệ chống lại các ảnh hưởng thay đổi nhanh do đa đường loại
bỏ các ảnh hưởng của ISI. Tuy nhiên trong thực tế các thành phần đa đường có
khuynh hướng suy giảm chậm theo thời gian, dẫn đến vẫn còn ISI ngay cả khi
khoảng bảo vệ tương đối dài được sử dụng.

Hình 2.13 Chức năng của khoảng bảo vệ chống lại ISI

2.6 Ưu nhược điểm của OFDM
2.6.1 Ưu điểm
- Hiệu quả sử dụng băng thông
Nguyễn Thị Linh

MSSV: 506102021