ngaykhongmua167
New Member
Download miễn phí Nghiên cứu về OFDM và vấn đề đồng bộ trong hệ thống OFDM và mô phỏng hệ thống OFDM
Chương1:
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ OFDM
1.1 Giới thiệu chương
Chương này sẽ giới thiệu về các khái niệm, nguyên lý cũng như thuật toán
của OFDM. Các nguyên lý cơ bản của OFDM, mô tả toán học, kỹ thuật đơn sóng
mang, đa sóng mang và các kỹ thuật điều chế trong OFDM. Bên cạnh đó các ứng
dụng và ưu nhược điểm của hệ thống OFDM cũng được đưa ra ở đây.
1.2 Các nguyên lý cơ bản của OFDM
Nguyên lý cơ bản của OFDM là chia một luồng dữ liệu tốc độ cao thành các
luồng dữ liệu tốc độ thấp hơn và phát đồng thời trên một số các sóng mang con trực
giao. Vì khoảng thời gian symbol tăng lên cho các sóng mang con song song tốc độ
thấp hơn, cho nên lượng nhiễu gây ra do độ trải trễ đa đường được giảm xuống.
Nhiễu xuyên ký tự ISI được hạn chế hầu như hoàn toàn do việc đưa vào một khoảng
thời gian bảo vệ trong mỗi symbol OFDM. Trong khoảng thời gian bảo vệ, mỗi
symbol OFDM được bảo vệ theo chu kỳ để tránh nhiễu giữa các sóng mang ICI.
Giữa kỹ thuật điều chế đa sóng mang không chồng phổ và kỹ thuật điều chế
đa sóng mang chồng phổ có sự khác nhau. Trong kỹ thuật đa sóng mang chồng phổ,
ta có thể tiết kiệm được khoảng 50% băng thông. Tuy nhiên, trong kỹ thuật đa sóng
mang chồng phổ, ta cần triệt xuyên nhiễu giữa các sóng mang, nghĩa là các sóng này
cần trực giao với nhau.
Trong OFDM, dữ liệu trên mỗi sóng mang chồng lên dữ liệu trên các sóng
mang lân cận. Sự chồng chập này là nguyên nhân làm tăng hiệu quả sử dụng phổ
trong OFDM. Ta thấy trong một số điều kiện cụ thể, có thể tăng dung lượng đáng kể
cho hệ thống OFDM bằng cách làm thích nghi tốc độ dữ liệu trên mỗi sóng mang
tùy theo tỷ số tín hiệu trên tạp âm SNR của sóng mang đó.
Về bản chất, OFDM là một trường hợp đặc biệt của cách 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.
OFDM khác với FDM ở nhiều điểm. Trong phát thanh thông thường mỗi đài
phát thanh truyền trên một tần số khác nhau, sử dụng hiệu quả FDM để duy trì sự
ngăn cách giữa những đài. Tuy nhiên không có sự kết hợp đồng bộ giữa mỗi trạm
với các trạm khác. Với cách truyền OFDM, những tín hiệu thông tin từ nhiều trạm
được kết hợp trong một dòng dữ liệu ghép kênh đơn. Sau đó dữ liệu này được
truyền khi sử dụng khối OFDM được tạo ra từ gói dày đặc nhiều sóng mang. Tất cả
các sóng mang thứ cấp trong tín hiệu OFDM được đồng bộ thời gian và tần số với
nhau, cho phép kiểm soát can nhiễu giữa những sóng mang. Các sóng mang này
chồng lấp nhau trong miền tần số, nhưng không gây can nhiễu giữa các sóng mang
(ICI) do bản chất trực giao của điều chế. Với FDM những tín hiệu truyền cần có
(b)
Hình 1.1: So sánh kỹ thuật sóng mang không chồng xung (a) và
kỹ thuậtsóng mang chồng xung (b).
MỤC LỤC
Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀOFDM 1
1.1 Giới thiệu chương: 1
1.2 Các nguyên lý cơbản của OFDM: .1
1.3 Đơn sóng mang: . 6
1.4 Đa sóng mang: 6
1.5 Sựtrực giao: 8
1.5.1 Trực giao miền tần số: . .9
1.5.2 Mô tảtoán học OFDM: .10
1.6 Các kỹthuật điều chếtrong OFDM: .15
1.6.1 Điều chếBPSK: . 16
1.6.2 Điều chếQPSK: . 17
1.6.3 Điều chếQAM: 19
1.6.4 Mã Gray:.20
1.7 Các đặc tính của OFDM:. 23
1.7.1 Ưu điểm: . .23
1.7.2 Nhược điểm:. 23
1.8 Kết luận chương:. 24
Chương 2: CÁC ĐẶC TÍNH CỦA KÊNH TRUYỀN VÔ TUYÊN.25
2.1 Giới thiệu chương:. 25
2.2 Đặt tính kênh truyền vô tuyến trong hệthống OFDM:.25
2.2.1 Sựsuy giảm tín hiệu (Anttenuation):.25
2.2.2 Hiệu ứng đa đường:.26
2.2.3 Dịch Doppler:.29
2.2.4 Nhiễu AWGN:.30
2.2.5 Nhiễu liên ký tựISI:.31
2.2.6 Nhiễu liên sóng mang ICI:.31
2.2.7 Tiền tốlặp CP:.32
2.3 Khoảng bảo vệ:.34
2.4 Giới hạn băng thông của OFDM:.36
2.4.1 Lọc băng thông:.37
2.4.2 Độphức tạp tính lọc băng thông FIR:.38
2.4.3 Ảnh hưởng của lọc băng thông đến chỉtiêu kỹthuật OFDM:.39
2.5 Kết luận chương:.39
Chương 3: MỘT SỐVẤN ĐỀ ĐỒNG BỘTRONG
HỆTHÔNG OFDM . . .40
3.1 Giới thiệu chương: . .40
3.2 Sự đồng bộtrong hệthống OFDM: . 40
3.2.1 Nhận biết khung: . 41
3.2.2 Ước lượng khoảng dịch tần số: . .43
3.2.2.1 Ước lượng phần thập phân: 43
3.2.2.2 Ước lượng phần nguyên: . 45
3.2.3 Bám đuổi lỗi thặng dư: .46
3.3 Đồng bộký tựtrong OFDM: 48
3.3.1 Đồng bộtín hiệu dựa vào tín hiệu pilot: .49
3.3.2 Đồng bộký tựdựa vào CP: 50
3.3.3 Đồng bộký tựdựa trên mã đồng bộkhung (FSC): . .51
3.3.3.1 Nhận biết FSC: . .52
3.3.3.2 Xác định mức ngưỡng Th1: . 53
3.3.3.3 Xác định mức ngưỡng Th2: . 54
3.4 Đồng bộtần sốtrong hệthống OFDM: .55
3.4.1 Đồng bộtần sốlấy mẫu: . 55
3.4.2 Đồng bộtần sốsóng mang: 56
3.4.2.1 Ước lượng khoảng dịch tần sốsóng mang CFO dựa vào pilot:. .56
3.4.2.2 Ước lượng tần sốsóng mang sửdụng CP: 56
3.4.2.3 Ước lượng CFO dựa trên dữliệu: . 57
3.5 Ảnh hưởng của lỗi đồng bộtới hiệu suất hệthống OFDM: . 58
3.5.1 Ảnh hưởng của lỗi đồng bộthời gian: 59
3.5.2 Ảnh hưởng của lỗi đồng bộtần số: .60
3.6 Kết luận chương: . 61
Chương 4: CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG HỆTHỐNG OFDM . 62
4.1 Giới thiệu chương: . 62
4.2 Mô phỏng hệthống OFDM bằng Simulink:. .62
4.3 Một sốlưu đồthuật toán của chương trình:. 65
4.3.1 Lưu đồmô phỏng kênh truyền:.65
4.3.2 Lưu đồmô phỏng thu phát tín hiệu OFDM:.66
4.3.3 Lưu đồmô phỏng thu phát tín hiệu QAM:.67
4.3.4 Lưu đồmô phỏng thuật toán BER:.69
4.4 Kết quảchương trình mô phỏng:.69
4.4.1 So sánh tín hiệu QAM và OFDM:.69
4.4.2 So sánh tín hiệu âm thanh:.71
4.5 Kết luân chương:.71
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀTÀI . .72
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 73
PHỤLỤC .74
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Chương1:
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ OFDM
1.1 Giới thiệu chương
Chương này sẽ giới thiệu về các khái niệm, nguyên lý cũng như thuật toán
của OFDM. Các nguyên lý cơ bản của OFDM, mô tả toán học, kỹ thuật đơn sóng
mang, đa sóng mang và các kỹ thuật điều chế trong OFDM. Bên cạnh đó các ứng
dụng và ưu nhược điểm của hệ thống OFDM cũng được đưa ra ở đây.
1.2 Các nguyên lý cơ bản của OFDM
Nguyên lý cơ bản của OFDM là chia một luồng dữ liệu tốc độ cao thành các
luồng dữ liệu tốc độ thấp hơn và phát đồng thời trên một số các sóng mang con trực
giao. Vì khoảng thời gian symbol tăng lên cho các sóng mang con song song tốc độ
thấp hơn, cho nên lượng nhiễu gây ra do độ trải trễ đa đường được giảm xuống.
Nhiễu xuyên ký tự ISI được hạn chế hầu như hoàn toàn do việc đưa vào một khoảng
thời gian bảo vệ trong mỗi symbol OFDM. Trong khoảng thời gian bảo vệ, mỗi
symbol OFDM được bảo vệ theo chu kỳ để tránh nhiễu giữa các sóng mang ICI.
Giữa kỹ thuật điều chế đa sóng mang không chồng phổ và kỹ thuật điều chế
đa sóng mang chồng phổ có sự khác nhau. Trong kỹ thuật đa sóng mang chồng phổ,
ta có thể tiết kiệm được khoảng 50% băng thông. Tuy nhiên, trong kỹ thuật đa sóng
mang chồng phổ, ta cần triệt xuyên nhiễu giữa các sóng mang, nghĩa là các sóng này
cần trực giao với nhau.
Trong OFDM, dữ liệu trên mỗi sóng mang chồng lên dữ liệu trên các sóng
mang lân cận. Sự chồng chập này là nguyên nhân làm tăng hiệu quả sử dụng phổ
trong OFDM. Ta thấy trong một số điều kiện cụ thể, có thể tăng dung lượng đáng kể
cho hệ thống OFDM bằng cách làm thích nghi tốc độ dữ liệu trên mỗi sóng mang
tùy theo tỷ số tín hiệu trên tạp âm SNR của sóng mang đó.
Về bản chất, OFDM là một trường hợp đặc biệt của cách 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.
OFDM khác với FDM ở nhiều điểm. Trong phát thanh thông thường mỗi đài
phát thanh truyền trên một tần số khác nhau, sử dụng hiệu quả FDM để duy trì sự
ngăn cách giữa những đài. Tuy nhiên không có sự kết hợp đồng bộ giữa mỗi trạm
với các trạm khác. Với cách truyền OFDM, những tín hiệu thông tin từ nhiều trạm
được kết hợp trong một dòng dữ liệu ghép kênh đơn. Sau đó dữ liệu này được
truyền khi sử dụng khối OFDM được tạo ra từ gói dày đặc nhiều sóng mang. Tất cả
các sóng mang thứ cấp trong tín hiệu OFDM được đồng bộ thời gian và tần số với
nhau, cho phép kiểm soát can nhiễu giữa những sóng mang. Các sóng mang này
chồng lấp nhau trong miền tần số, nhưng không gây can nhiễu giữa các sóng mang
(ICI) do bản chất trực giao của điều chế. Với FDM những tín hiệu truyền cần có
(b)
Hình 1.1: So sánh kỹ thuật sóng mang không chồng xung (a) và
kỹ thuậtsóng mang chồng xung (b).
MỤC LỤC
Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀOFDM 1
1.1 Giới thiệu chương: 1
1.2 Các nguyên lý cơbản của OFDM: .1
1.3 Đơn sóng mang: . 6
1.4 Đa sóng mang: 6
1.5 Sựtrực giao: 8
1.5.1 Trực giao miền tần số: . .9
1.5.2 Mô tảtoán học OFDM: .10
1.6 Các kỹthuật điều chếtrong OFDM: .15
1.6.1 Điều chếBPSK: . 16
1.6.2 Điều chếQPSK: . 17
1.6.3 Điều chếQAM: 19
1.6.4 Mã Gray:.20
1.7 Các đặc tính của OFDM:. 23
1.7.1 Ưu điểm: . .23
1.7.2 Nhược điểm:. 23
1.8 Kết luận chương:. 24
Chương 2: CÁC ĐẶC TÍNH CỦA KÊNH TRUYỀN VÔ TUYÊN.25
2.1 Giới thiệu chương:. 25
2.2 Đặt tính kênh truyền vô tuyến trong hệthống OFDM:.25
2.2.1 Sựsuy giảm tín hiệu (Anttenuation):.25
2.2.2 Hiệu ứng đa đường:.26
2.2.3 Dịch Doppler:.29
2.2.4 Nhiễu AWGN:.30
2.2.5 Nhiễu liên ký tựISI:.31
2.2.6 Nhiễu liên sóng mang ICI:.31
2.2.7 Tiền tốlặp CP:.32
2.3 Khoảng bảo vệ:.34
2.4 Giới hạn băng thông của OFDM:.36
2.4.1 Lọc băng thông:.37
2.4.2 Độphức tạp tính lọc băng thông FIR:.38
2.4.3 Ảnh hưởng của lọc băng thông đến chỉtiêu kỹthuật OFDM:.39
2.5 Kết luận chương:.39
Chương 3: MỘT SỐVẤN ĐỀ ĐỒNG BỘTRONG
HỆTHÔNG OFDM . . .40
3.1 Giới thiệu chương: . .40
3.2 Sự đồng bộtrong hệthống OFDM: . 40
3.2.1 Nhận biết khung: . 41
3.2.2 Ước lượng khoảng dịch tần số: . .43
3.2.2.1 Ước lượng phần thập phân: 43
3.2.2.2 Ước lượng phần nguyên: . 45
3.2.3 Bám đuổi lỗi thặng dư: .46
3.3 Đồng bộký tựtrong OFDM: 48
3.3.1 Đồng bộtín hiệu dựa vào tín hiệu pilot: .49
3.3.2 Đồng bộký tựdựa vào CP: 50
3.3.3 Đồng bộký tựdựa trên mã đồng bộkhung (FSC): . .51
3.3.3.1 Nhận biết FSC: . .52
3.3.3.2 Xác định mức ngưỡng Th1: . 53
3.3.3.3 Xác định mức ngưỡng Th2: . 54
3.4 Đồng bộtần sốtrong hệthống OFDM: .55
3.4.1 Đồng bộtần sốlấy mẫu: . 55
3.4.2 Đồng bộtần sốsóng mang: 56
3.4.2.1 Ước lượng khoảng dịch tần sốsóng mang CFO dựa vào pilot:. .56
3.4.2.2 Ước lượng tần sốsóng mang sửdụng CP: 56
3.4.2.3 Ước lượng CFO dựa trên dữliệu: . 57
3.5 Ảnh hưởng của lỗi đồng bộtới hiệu suất hệthống OFDM: . 58
3.5.1 Ảnh hưởng của lỗi đồng bộthời gian: 59
3.5.2 Ảnh hưởng của lỗi đồng bộtần số: .60
3.6 Kết luận chương: . 61
Chương 4: CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG HỆTHỐNG OFDM . 62
4.1 Giới thiệu chương: . 62
4.2 Mô phỏng hệthống OFDM bằng Simulink:. .62
4.3 Một sốlưu đồthuật toán của chương trình:. 65
4.3.1 Lưu đồmô phỏng kênh truyền:.65
4.3.2 Lưu đồmô phỏng thu phát tín hiệu OFDM:.66
4.3.3 Lưu đồmô phỏng thu phát tín hiệu QAM:.67
4.3.4 Lưu đồmô phỏng thuật toán BER:.69
4.4 Kết quảchương trình mô phỏng:.69
4.4.1 So sánh tín hiệu QAM và OFDM:.69
4.4.2 So sánh tín hiệu âm thanh:.71
4.5 Kết luân chương:.71
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀTÀI . .72
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 73
PHỤLỤC .74
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: