Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỬ VIẾT TẮT . . vi
DANH MỤC HÌNH VẼ . . ix
LỜI MỞ ĐẦU . . 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN . . 3
1.1. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 3
1.2. KỸ THUẬT GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO
OFDM . . 6
1.3. Ý TƯỞNG ĐỀ TÀI . . 7
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ QAM . . 8
2.1. Định nghĩa QAM: . . 8
2.2. Điều chế QAM . 9
2.3. Giải điều chế và tách tín hiệu QAM . 10
2.4. Đặc điểm của tín hiệu QAM . . 12
2.5. Xác suất xác định sai tín hiệu QAM . 12
2.6. Thiết kế 16-QAM 4R . . 15
CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG CO-OFDM . 20
3.1. Giới thiệu hệ thống CO- OFDM . 20
3.2. Kỹ thuật OFDM . 21
3.2.1. Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật OFDM . 21
3.2.2. Tính trực giao OFDM . 22
3.2.3. Mô hình hệ thống sử dụng kỹ thuật OFDM . 23
3.2.4. Ưu và nhược điểm của kỹ thuật OFDM . 25
3.3. Bộ phát quang . 26
3.3.1. Nguồn phát quang . 27
3.3.2. Bộ điều chế quang . 29
3.4. Bộ thu quang . 32
3.4.1. Photo- detector . 33
3.4.2. Bộ giải điều chế . 35
3.5. Kênh truyền quang . 35
3.5.1. Giới thiệu sợi quang . 35
3.5.2. Suy hao sợi quang . 37
3.5.3. Tán sắc trong sợi quang đơn mode . 38
3.5.4. Các hiệu ứng phi tuyến . 40
CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ . 41
4.1. MÔ HÌNH HỆ THỐNG CO-OFDM . . 42
4.1.1. Bộ phát . 42
4.1.2. Mô phỏng kênh truyền sợi quang . 47
4.1.3. Bộ thu quang coherrent . 49
4.2. Kết quả mô phỏng . . 52
4.2.1. Hệ thống CO-OFDM sử dụng phương pháp điều chế 16QAM 4R tốc độ
100Gb/s . . 52
4.2.2. Khảo sát tỷ lệ lỗi BER của hệ thống theo công suất đầu vào ở tốc độ
100Gb/s sử dụng bộ điều chế 16QAM . . 54
4.2.3. Kết quả khảo sát tỷ lệ lỗi BER của hệ thống ở tốc độ 100Gb/s theo
khoảng cách truyền dẫn . . 55
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN . 57
5.1. Kết luận . 57
5.2. Hướng phát triển . . 57
LỜI MỞ ĐẦU
Trong kỷ nguyên công nghệ thông tin và truyền thông hiện nay sự đòi hỏi ngày
càng cao về hệ thống truyền tải thông tin đã thúc đẩy sự phát triển không ngừng về tốc
độ và dung lượng của hệ thống. Vì vậy, hệ thống thông tin quang từ khi ra đời đến nay
đã không ngừng phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu về một hệ thống mạng viễn thông có
dung lượng lớn, tốc độ cao và đã thay thế dần mạng lưới thông tin hiện tại.
Hiện nay, nhiều kỹ thuật tiên tiến đang được tiếp tục nghiên cứu nhằm khai thác
triệt để khả năng truyền tải thông tin gần như vô tận mà hệ thống thông tin quang
mang lại. Một trong những hệ thống thông tin quang thế hệ mới được nghiên cứu và
phát triển hiện nay là hệ thống Coherent Optical OFDM (CO-OFDM). Hệ thống này
sử dụng kỹ thuật OFDM để xử lý tín hiệu trong miền điện nhằm nâng hiệu suất sử
dụng phổ và có thể giải quyết vấn đề tán sắc do kênh truyền sợi quang gây ra. Tán sắc
không những làm giới hạn khoảng cách truyền dẫn mà còn làm giảm tốc độ của hệ
thống. Ngoài việc sử dụng kỹ thuật OFDM, chúng ta có thể nâng cao hiệu quả băng
tần và giảm sự ảnh hưởng của tán sắc bằng cách sử dụng các bộ điều chế nhiều mức.
Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM với cách bố
trí giản đồ chòm sao hợp lý sao cho giảm được ảnh hưởng tán sắc đến hệ thống thông
tin quang. Ngoài ra, đề tài còn tập trung khảo sát việc sử dụng bộ điều chế đa mức vào
hệ thống CO-OFDM nhằm giảm băng thông, nâng cao tốc độ truyền và khoảng cách
truyền dẫn của hệ thống.
Nội dung chính của đề tài bao gồm 5 chương và được tóm tắt như sau:
Chương 1 trình bày tổng quan về lịch sử và những điểm nổi bật của hệ thống
thông tin quang và kỹ thuật OFDM. Bên cạnh đó, trong chương này của đề tài
cũng nêu lên ý tưởng chính của đề tài.
Chương 2 trình bày các vấn đề về lý thuyết cơ bản phương pháp điều chế QAM
cũng như việc thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM.
Chương 3 trình bày chi tiết về các kỹ thuật và nguyên lý được sử dụng trong hệ
thống CO-OFDM. Ngoài ra, trong chương này còn phân tích các hiệu ứng ảnh
hưởng đến chất lượng hệ thống thông tin quang.
Chương 4 trình bày phần mô phỏng và kết quả của việc ứng dụng bộ điều chế
và giải điều chế 16QAM và hệ thống CO-OFDM. Ngoài ra, trong chương này
còn trình bày một số kết quả khảo sát việc sử dụng các bộ điều chế khác nhau
vào hệ thống trên.
Chương 5 là phần kết luận của đề tài. Trên cơ sở các kết quả đạt được, đề tài
đưa ra các hướng có thể tiếp tục nghiên cứu.
Bộ điều chế 16QAM 4R là cách thiết kế tín hiệu có 4 mức biên độ và tại mỗi
mức biên độ có 4 pha khác nhau. Hình 2.6 biểu diễn cách bố trí điểm sao trên giản đồ
của 16 – QAM 4R và 16 - QAM Rectangular.
Hình 2.6 Giản đồ của 16-QAM Rectangular và 16–QAM 4R.
Vấn đề đặt ra khi thiết kế bán kính của các vòng tròn là sao cho khoảng cách
giữa 2 điểm trên giản đồ chòm sao là nhỏ nhất. Sau đó ta phải phân bố các điểm vào
giản đồ theo mã Gray sao cho số bit giống nhau giữa 2 điểm lân cận là nhỏ nhất.
Tính toán bán kính các vòng tròn:
Thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM và ứng dụng vào hệ thống CO-OFDM
SVTN: Nguyễn Vũ Linh Trang 16
Hình 2.7 Khoảng cách giữa các điểm sao
Gọi : Bán kính vòng tròn 1 là r1.
Bán kính vòng tròn 2 là r2
Bán kính vòng tròn 3 là r3
Bán kính vòng tròn 4 là r4.
Khoảng cách giữa 2 điểm sao trong vòng tròn r1 là d1.
Khoảng cách giữa vòng tròn 1 và vòng tròn 3 là d2.
Khoảng cách giữa vòng tròn 2 và vòng tròn 4 là d3.
Khoảng cách giữa vòng tròn 1 và vòng tròn 2 là d4.
Bằng cách sử dụng hàm phân bố xác suất Gauss, người ta đã chứng minh được
rằng tỷ lệ lỗi bit (BER sẽ thấp nhất khi d1 = d2 = d3=d4 = d min
Sau khi khảo nghiệm ta có: R1 = 0,4; R2= 0,7728; R3=0,9657; R4= 1,3375; D
min= 0,5657.
Thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM và ứng dụng vào hệ thống CO-OFDM
SVTN: Nguyễn Vũ Linh Trang 17
Chuyển đổi từ mã bit sang mã Gray:
Mã Bit Mã Gray
0000 0000
0001 0001
0010 0011
0011 0010
0100 0110
0101 0111
0110 0101
0111 0100
1000 1100
1001 1101
1010 1111
1011 1110
1100 1010
1101 1011
1110 1001
1111 1000
Dựa vào bảng trên ta có thể phân bố các điểm sao lên giản đồ hình 2.8:
Thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM và ứng dụng vào hệ thống CO-OFDM
SVTN: Nguyễn Vũ Linh Trang 18
Hình 2.8 Bố trí các điểm vào giản đồ 16-QAM 4R
Từ kết quả trên ta có các mức tín hiệu đưa vào khối điều chế và giải điều chế:
[0.4 + 0i 0 + 0.4i -0 - 0.4i -0.4 + 0i 0.5456 - 0.5456i -0.5456 - 0.5456i
0.5456 + 0.5456i -0.5456 + 0.5456i 0.9465 - 0.9465i -0.9465 - 0.9465i
0.9465 + 0.9465i -0.9465 + 0.9465i 0.9657 + 0i 0 + 0.9657i 0 - 0.9657i -
0.9657 + 0i]
Input Output
0000 0.4+0i
0001 0+0.4i
0010 -0-0.4i
0011 -0.4+0i
Thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM và ứng dụng vào hệ thống CO-OFDM
SVTN: Nguyễn Vũ Linh Trang 19
0100 0.5456 - 0.5456i
0101 -0.5456 -0.5456i
0110 0.5456 +0.5456i
0111 -0.5456 +0.5456i
1000 0.9465 – 0.9465i
1001 -0.9465 – 0.9465i
1010 0.9465 + 0.9465i
1011 -0.9465 + 0.9465i
1100 0.9657 +0i
1101 0 + 0.9657i
1110 0 – 0.9657i
1111 -0.9657 +0i
Thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM và ứng dụng vào hệ thống CO-OFDM
SVTN: Nguyễn Vũ Linh Trang 20
CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG CO-OFDM
Chương này trình bày mô hình hệ thống Coherrent OFDM trên kênh truyền
quang (CO-OFDM). Qua đó phân tích các thành phần và kỹ thuật được sử dụng trong
hệ thống trên như kỹ thuật OFDM, các thiết bị phần thu và phát, sợi quang và các hiệu
ứng ảnh hưởng đến chất lượng của hệ thống trong thông tin quang.
3.1. Giới thiệu hệ thống CO- OFDM
Trong những năm gần đây thì kỹ thuật OFDM được sử dụng ngày càng rộng rãi
và được ứng dụng trong nhiều hệ thống thế hệ mới. Một trong những hệ thống ứng
dụng kỹ thuật OFDM vào để tận dụng những ưu điểm vượt trội của kỹ thuật OFDM
nhằm nâng cao tốc độ truyền dẫn là hệ thống thông tin quang. Với việc sử dụng kỹ
thuật OFDM để điều chế tín hiệu ở miền điện và kỹ thuật tách sóng kết hợp (CO-
Coherrent Detector) hệ thống CO- OFDM đã có thể truyền dẫn tốc độ cao và khoảng
cách lớn.
CO-OFDM là hệ thống sử dụng kỹ thuật điều chế OFDM trước khi chuyển
thành tín hiệu quang để truyền trên sợi quang. Mô hình hệ thống CO-OFDM gồm có 5
khối cơ bản như trong Hình 3.1 [5] tr.264. Khối đầu tiên là khối RF OFDM transmiter,
có nhiệm vụ điều chế tín hiệu OFDM trong miền điện. Khối thứ hai là khối RF-to-
optical up-converter, là khối điều chế tín hiệu quang hay nói cách khác, đây chính là
khối chuyển đổi tín hiệu từ miền điện sang miền quang với thành phần chính của khối
này là bộ điều chế giao thoa Mach-Zehnder (MZM). Tiếp theo là kênh truyền sợi
quang, có chức năng truyền tín hiệu quang từ đầu phát đến đầu thu. Khi tín hiệu truyền
trên sợi quang, tín hiệu sẽ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sợi quang như tán sắc, suy hao,
các hiệu ứng phi tuyến… Khối thứ tư là khối optical-to-RF down converter với nhiệm
vụ chuyển tín hiệu quang nhận được trở lại thành tín hiệu điện. Và cuối cùng là khối
RF OFDM receiver, nhằm giải điều chế tín hiệu OFDM trong miền điện thành dữ liệu
tương ứng với bên truyền.
Thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM và ứng dụng vào hệ thống CO-OFDM
SVTN: Nguyễn Vũ Linh Trang 21
Hình 3.1 Mô hình hệ thống CO- OFDM
3.2. Kỹ thuật OFDM
3.2.1. Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật OFDM
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.
Trong OFDM, dữ liệu trong mỗi sóng mang chồng lên dữ liệu trên các sóng
mang lân cận. Sự chồng phổ này giúp tăng hiệu quả sử dụng phổ trong OFDM.
Thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM và ứng dụng vào hệ thống CO-OFDM
SVTN: Nguyễn Vũ Linh Trang 22
Hình 3.2 So sánh kỹ thuật sóng mang không chồng xung (a) và kỹ thuật sóng mang
chồng xung (b)
3.2.2. Tính trực giao OFDM
Ý tưởng kỹ thuật OFDM là truyền đồng thời nhiều băng con chồng lấn nhau
trên cùng một độ rộng băng tần cấp phát của hệ thống. Tốc độ của hệ thống được chia
ra thành nhiều nhiều luồng dữ liệu có tốc độ thấp do đó giảm ảnh hưởng của fading đã
đường, làm cho mỗi băng con được xem như một kênh fading phẳng. Ngoài ra việc
các băng tần có thể chồng lấn lên nhau trân cùng một băng tần được cấp phát làm cho
hiệu suất sử dụng phổ tần nâng cao.
Định nghĩa: Xét một tập hợp các sóng mang con fn(t),n =0,1,…N-1 t1
Tập các sóng mang con được truyền có thể viết là:
Xét biểu thức (3.1) ta có:
Thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM và ứng dụng vào hệ thống CO-OFDM
SVTN: Nguyễn Vũ Linh Trang 23
Từ (3.3) ta thấy, nếu như các sóng mang con liên tiếp cách nhau một khoảng
bằng 1/T thì chúng sẽ trực giao với nhau trong chu kỳ symbol T.
Trực giao miền tần số:
Theo hình 3.3 ta thấy, phổ của các sóng mang con có dạng sin chồng lên nhau,
khoảng cách giữa hai phổ chính bằng độ rộng của mỗi phổ. Do các tín hiệu này trực
giao với nhau nên khi một phổ đạt cực đại thì tất cả các thành phần còn lại đều ở vị trí
cực tiểu. Đây là đặc điểm giúp cho OFDM sử dụng hiệu quả băng tầng
Hình 3.3 Phổ tần của các sóng mang con trực giao trong miền tần số
3.2.3. M
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:
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỬ VIẾT TẮT . . vi
DANH MỤC HÌNH VẼ . . ix
LỜI MỞ ĐẦU . . 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN . . 3
1.1. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 3
1.2. KỸ THUẬT GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO
OFDM . . 6
1.3. Ý TƯỞNG ĐỀ TÀI . . 7
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ QAM . . 8
2.1. Định nghĩa QAM: . . 8
2.2. Điều chế QAM . 9
2.3. Giải điều chế và tách tín hiệu QAM . 10
2.4. Đặc điểm của tín hiệu QAM . . 12
2.5. Xác suất xác định sai tín hiệu QAM . 12
2.6. Thiết kế 16-QAM 4R . . 15
CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG CO-OFDM . 20
3.1. Giới thiệu hệ thống CO- OFDM . 20
3.2. Kỹ thuật OFDM . 21
3.2.1. Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật OFDM . 21
3.2.2. Tính trực giao OFDM . 22
3.2.3. Mô hình hệ thống sử dụng kỹ thuật OFDM . 23
3.2.4. Ưu và nhược điểm của kỹ thuật OFDM . 25
3.3. Bộ phát quang . 26
3.3.1. Nguồn phát quang . 27
3.3.2. Bộ điều chế quang . 29
3.4. Bộ thu quang . 32
3.4.1. Photo- detector . 33
3.4.2. Bộ giải điều chế . 35
3.5. Kênh truyền quang . 35
3.5.1. Giới thiệu sợi quang . 35
3.5.2. Suy hao sợi quang . 37
3.5.3. Tán sắc trong sợi quang đơn mode . 38
3.5.4. Các hiệu ứng phi tuyến . 40
CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ . 41
4.1. MÔ HÌNH HỆ THỐNG CO-OFDM . . 42
4.1.1. Bộ phát . 42
4.1.2. Mô phỏng kênh truyền sợi quang . 47
4.1.3. Bộ thu quang coherrent . 49
4.2. Kết quả mô phỏng . . 52
4.2.1. Hệ thống CO-OFDM sử dụng phương pháp điều chế 16QAM 4R tốc độ
100Gb/s . . 52
4.2.2. Khảo sát tỷ lệ lỗi BER của hệ thống theo công suất đầu vào ở tốc độ
100Gb/s sử dụng bộ điều chế 16QAM . . 54
4.2.3. Kết quả khảo sát tỷ lệ lỗi BER của hệ thống ở tốc độ 100Gb/s theo
khoảng cách truyền dẫn . . 55
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN . 57
5.1. Kết luận . 57
5.2. Hướng phát triển . . 57
LỜI MỞ ĐẦU
Trong kỷ nguyên công nghệ thông tin và truyền thông hiện nay sự đòi hỏi ngày
càng cao về hệ thống truyền tải thông tin đã thúc đẩy sự phát triển không ngừng về tốc
độ và dung lượng của hệ thống. Vì vậy, hệ thống thông tin quang từ khi ra đời đến nay
đã không ngừng phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu về một hệ thống mạng viễn thông có
dung lượng lớn, tốc độ cao và đã thay thế dần mạng lưới thông tin hiện tại.
Hiện nay, nhiều kỹ thuật tiên tiến đang được tiếp tục nghiên cứu nhằm khai thác
triệt để khả năng truyền tải thông tin gần như vô tận mà hệ thống thông tin quang
mang lại. Một trong những hệ thống thông tin quang thế hệ mới được nghiên cứu và
phát triển hiện nay là hệ thống Coherent Optical OFDM (CO-OFDM). Hệ thống này
sử dụng kỹ thuật OFDM để xử lý tín hiệu trong miền điện nhằm nâng hiệu suất sử
dụng phổ và có thể giải quyết vấn đề tán sắc do kênh truyền sợi quang gây ra. Tán sắc
không những làm giới hạn khoảng cách truyền dẫn mà còn làm giảm tốc độ của hệ
thống. Ngoài việc sử dụng kỹ thuật OFDM, chúng ta có thể nâng cao hiệu quả băng
tần và giảm sự ảnh hưởng của tán sắc bằng cách sử dụng các bộ điều chế nhiều mức.
Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM với cách bố
trí giản đồ chòm sao hợp lý sao cho giảm được ảnh hưởng tán sắc đến hệ thống thông
tin quang. Ngoài ra, đề tài còn tập trung khảo sát việc sử dụng bộ điều chế đa mức vào
hệ thống CO-OFDM nhằm giảm băng thông, nâng cao tốc độ truyền và khoảng cách
truyền dẫn của hệ thống.
Nội dung chính của đề tài bao gồm 5 chương và được tóm tắt như sau:
Chương 1 trình bày tổng quan về lịch sử và những điểm nổi bật của hệ thống
thông tin quang và kỹ thuật OFDM. Bên cạnh đó, trong chương này của đề tài
cũng nêu lên ý tưởng chính của đề tài.
Chương 2 trình bày các vấn đề về lý thuyết cơ bản phương pháp điều chế QAM
cũng như việc thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM.
Chương 3 trình bày chi tiết về các kỹ thuật và nguyên lý được sử dụng trong hệ
thống CO-OFDM. Ngoài ra, trong chương này còn phân tích các hiệu ứng ảnh
hưởng đến chất lượng hệ thống thông tin quang.
Chương 4 trình bày phần mô phỏng và kết quả của việc ứng dụng bộ điều chế
và giải điều chế 16QAM và hệ thống CO-OFDM. Ngoài ra, trong chương này
còn trình bày một số kết quả khảo sát việc sử dụng các bộ điều chế khác nhau
vào hệ thống trên.
Chương 5 là phần kết luận của đề tài. Trên cơ sở các kết quả đạt được, đề tài
đưa ra các hướng có thể tiếp tục nghiên cứu.
Bộ điều chế 16QAM 4R là cách thiết kế tín hiệu có 4 mức biên độ và tại mỗi
mức biên độ có 4 pha khác nhau. Hình 2.6 biểu diễn cách bố trí điểm sao trên giản đồ
của 16 – QAM 4R và 16 - QAM Rectangular.
Hình 2.6 Giản đồ của 16-QAM Rectangular và 16–QAM 4R.
Vấn đề đặt ra khi thiết kế bán kính của các vòng tròn là sao cho khoảng cách
giữa 2 điểm trên giản đồ chòm sao là nhỏ nhất. Sau đó ta phải phân bố các điểm vào
giản đồ theo mã Gray sao cho số bit giống nhau giữa 2 điểm lân cận là nhỏ nhất.
Tính toán bán kính các vòng tròn:
Thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM và ứng dụng vào hệ thống CO-OFDM
SVTN: Nguyễn Vũ Linh Trang 16
Hình 2.7 Khoảng cách giữa các điểm sao
Gọi : Bán kính vòng tròn 1 là r1.
Bán kính vòng tròn 2 là r2
Bán kính vòng tròn 3 là r3
Bán kính vòng tròn 4 là r4.
Khoảng cách giữa 2 điểm sao trong vòng tròn r1 là d1.
Khoảng cách giữa vòng tròn 1 và vòng tròn 3 là d2.
Khoảng cách giữa vòng tròn 2 và vòng tròn 4 là d3.
Khoảng cách giữa vòng tròn 1 và vòng tròn 2 là d4.
Bằng cách sử dụng hàm phân bố xác suất Gauss, người ta đã chứng minh được
rằng tỷ lệ lỗi bit (BER sẽ thấp nhất khi d1 = d2 = d3=d4 = d min
Sau khi khảo nghiệm ta có: R1 = 0,4; R2= 0,7728; R3=0,9657; R4= 1,3375; D
min= 0,5657.
Thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM và ứng dụng vào hệ thống CO-OFDM
SVTN: Nguyễn Vũ Linh Trang 17
Chuyển đổi từ mã bit sang mã Gray:
Mã Bit Mã Gray
0000 0000
0001 0001
0010 0011
0011 0010
0100 0110
0101 0111
0110 0101
0111 0100
1000 1100
1001 1101
1010 1111
1011 1110
1100 1010
1101 1011
1110 1001
1111 1000
Dựa vào bảng trên ta có thể phân bố các điểm sao lên giản đồ hình 2.8:
Thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM và ứng dụng vào hệ thống CO-OFDM
SVTN: Nguyễn Vũ Linh Trang 18
Hình 2.8 Bố trí các điểm vào giản đồ 16-QAM 4R
Từ kết quả trên ta có các mức tín hiệu đưa vào khối điều chế và giải điều chế:
[0.4 + 0i 0 + 0.4i -0 - 0.4i -0.4 + 0i 0.5456 - 0.5456i -0.5456 - 0.5456i
0.5456 + 0.5456i -0.5456 + 0.5456i 0.9465 - 0.9465i -0.9465 - 0.9465i
0.9465 + 0.9465i -0.9465 + 0.9465i 0.9657 + 0i 0 + 0.9657i 0 - 0.9657i -
0.9657 + 0i]
Input Output
0000 0.4+0i
0001 0+0.4i
0010 -0-0.4i
0011 -0.4+0i
Thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM và ứng dụng vào hệ thống CO-OFDM
SVTN: Nguyễn Vũ Linh Trang 19
0100 0.5456 - 0.5456i
0101 -0.5456 -0.5456i
0110 0.5456 +0.5456i
0111 -0.5456 +0.5456i
1000 0.9465 – 0.9465i
1001 -0.9465 – 0.9465i
1010 0.9465 + 0.9465i
1011 -0.9465 + 0.9465i
1100 0.9657 +0i
1101 0 + 0.9657i
1110 0 – 0.9657i
1111 -0.9657 +0i
Thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM và ứng dụng vào hệ thống CO-OFDM
SVTN: Nguyễn Vũ Linh Trang 20
CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG CO-OFDM
Chương này trình bày mô hình hệ thống Coherrent OFDM trên kênh truyền
quang (CO-OFDM). Qua đó phân tích các thành phần và kỹ thuật được sử dụng trong
hệ thống trên như kỹ thuật OFDM, các thiết bị phần thu và phát, sợi quang và các hiệu
ứng ảnh hưởng đến chất lượng của hệ thống trong thông tin quang.
3.1. Giới thiệu hệ thống CO- OFDM
Trong những năm gần đây thì kỹ thuật OFDM được sử dụng ngày càng rộng rãi
và được ứng dụng trong nhiều hệ thống thế hệ mới. Một trong những hệ thống ứng
dụng kỹ thuật OFDM vào để tận dụng những ưu điểm vượt trội của kỹ thuật OFDM
nhằm nâng cao tốc độ truyền dẫn là hệ thống thông tin quang. Với việc sử dụng kỹ
thuật OFDM để điều chế tín hiệu ở miền điện và kỹ thuật tách sóng kết hợp (CO-
Coherrent Detector) hệ thống CO- OFDM đã có thể truyền dẫn tốc độ cao và khoảng
cách lớn.
CO-OFDM là hệ thống sử dụng kỹ thuật điều chế OFDM trước khi chuyển
thành tín hiệu quang để truyền trên sợi quang. Mô hình hệ thống CO-OFDM gồm có 5
khối cơ bản như trong Hình 3.1 [5] tr.264. Khối đầu tiên là khối RF OFDM transmiter,
có nhiệm vụ điều chế tín hiệu OFDM trong miền điện. Khối thứ hai là khối RF-to-
optical up-converter, là khối điều chế tín hiệu quang hay nói cách khác, đây chính là
khối chuyển đổi tín hiệu từ miền điện sang miền quang với thành phần chính của khối
này là bộ điều chế giao thoa Mach-Zehnder (MZM). Tiếp theo là kênh truyền sợi
quang, có chức năng truyền tín hiệu quang từ đầu phát đến đầu thu. Khi tín hiệu truyền
trên sợi quang, tín hiệu sẽ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sợi quang như tán sắc, suy hao,
các hiệu ứng phi tuyến… Khối thứ tư là khối optical-to-RF down converter với nhiệm
vụ chuyển tín hiệu quang nhận được trở lại thành tín hiệu điện. Và cuối cùng là khối
RF OFDM receiver, nhằm giải điều chế tín hiệu OFDM trong miền điện thành dữ liệu
tương ứng với bên truyền.
Thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM và ứng dụng vào hệ thống CO-OFDM
SVTN: Nguyễn Vũ Linh Trang 21
Hình 3.1 Mô hình hệ thống CO- OFDM
3.2. Kỹ thuật OFDM
3.2.1. Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật OFDM
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.
Trong OFDM, dữ liệu trong mỗi sóng mang chồng lên dữ liệu trên các sóng
mang lân cận. Sự chồng phổ này giúp tăng hiệu quả sử dụng phổ trong OFDM.
Thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM và ứng dụng vào hệ thống CO-OFDM
SVTN: Nguyễn Vũ Linh Trang 22
Hình 3.2 So sánh kỹ thuật sóng mang không chồng xung (a) và kỹ thuật sóng mang
chồng xung (b)
3.2.2. Tính trực giao OFDM
Ý tưởng kỹ thuật OFDM là truyền đồng thời nhiều băng con chồng lấn nhau
trên cùng một độ rộng băng tần cấp phát của hệ thống. Tốc độ của hệ thống được chia
ra thành nhiều nhiều luồng dữ liệu có tốc độ thấp do đó giảm ảnh hưởng của fading đã
đường, làm cho mỗi băng con được xem như một kênh fading phẳng. Ngoài ra việc
các băng tần có thể chồng lấn lên nhau trân cùng một băng tần được cấp phát làm cho
hiệu suất sử dụng phổ tần nâng cao.
Định nghĩa: Xét một tập hợp các sóng mang con fn(t),n =0,1,…N-1 t1
Tập các sóng mang con được truyền có thể viết là:
Xét biểu thức (3.1) ta có:
Thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM và ứng dụng vào hệ thống CO-OFDM
SVTN: Nguyễn Vũ Linh Trang 23
Từ (3.3) ta thấy, nếu như các sóng mang con liên tiếp cách nhau một khoảng
bằng 1/T thì chúng sẽ trực giao với nhau trong chu kỳ symbol T.
Trực giao miền tần số:
Theo hình 3.3 ta thấy, phổ của các sóng mang con có dạng sin chồng lên nhau,
khoảng cách giữa hai phổ chính bằng độ rộng của mỗi phổ. Do các tín hiệu này trực
giao với nhau nên khi một phổ đạt cực đại thì tất cả các thành phần còn lại đều ở vị trí
cực tiểu. Đây là đặc điểm giúp cho OFDM sử dụng hiệu quả băng tầng
Hình 3.3 Phổ tần của các sóng mang con trực giao trong miền tần số
3.2.3. M
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:
Tags: code tính ber 16qam