intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Đa truy nhập vô tuyến: Chương 7 - Nguyễn Viết Đảm

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:207

Thêm vào BST
Báo xấu
1
lượt xem 0
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Đa truy nhập vô tuyến" Chương 7: Đa truy nhập OFDMA/SC-FDMA, cung cấp cho người học những kiến thức như mở đầu; Nguyên lý OFDM; Sơ đồ hệ thống truyền dẫn OFDM; Xử lý tín hiệu OFDM băng gốc phát; Xử lý tín hiệu tương tự trong hệ thống truyền dẫn OFDM; Lựa chọn các thông số OFDM cơ sở;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Đa truy nhập vô tuyến: Chương 7 - Nguyễn Viết Đảm

  1. Đa truy nhập vô tuyến BỘ MÔN VÔ TUYẾN KHOA VIỄN THÔNG 1 ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN ĐA TRUY NHẬP PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO Nguyen Viet Dam Faculty of Telecommunications I Posts and Telecommunications Institute of Technologies Address: PTIT- Km10-Nguyen Trai Street, HaDong, HaNoi Office : (0)84-(0)4-8549352, (0)84-(0)34- 515484 Mob: 0912699394 HàNguyễn 04-2016 nội Viết Đảm 1
  2. Đa truy nhập vô tuyến Nội dung học phần: Chương 1: Tổng quan đa truy nhập vô tuyến và kỹ thuật trải phổ Chương 2: Các giao thức đa truy nhập Chương 3: Tạo mã Chương 4: Các hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp Chương 5: Mô hình kênh đa CDMA và hiệu năng Chương 6: Mô hình đa truy nhập vô tuyến trong môi trường pha đinh di động và phân tập Chương 7: Đa truy nhập OFDMA/SC-FDMA Chương 8: Quản lý tài nguyên vô tuyến 4G-LTE Chương 9: Định cỡ ô cho các hệ thống thông tin di động Nguyễn Viết Đảm 2
  3. Đa truy nhập vô tuyến Nội dung chương 7 (1/2) 7.1. Giới thiệu chung 7.2. Mở đầu 7.3. Nguyên lý OFDM 7.4. Sơ đồ hệ thống truyền dẫn OFDM 7.5. Xử lý tín hiệu OFDM băng gốc phát 7.5.1. Xử lý tín hiệu OFDM băng gốc phía phát 7.5.2. Xử lý tín hiệu OFDM băng gốc phía thu 7.5.3. Ứớc tính kênh và cân bằng miền tần số (FDE) 7.6. Xử lý tín hiệu tương tự trong hệ thống truyền dẫn OFDM 7.7. Lựa chọn các thông số OFDM cơ sở 7.7.1. Khoảng cách giữa các sóng mang con của OFDM 7.7.2. Số lượng các sóng mang con 7.7.3. Độ dài CP 7.7.4. Ảnh hưởng của lựa chọn các thông số cơ sở lên thông lượng hệ thống truyền dẫn OFDM 7.8. Ảnh hưởng của thay đổi mức công suất tức thời 7.8.1. Vấn đề PAPR 7.8.2. Các giải pháp giảm papr: triệt đỉnh; sắp xếp tín hiệu; xáo trộn chọn lọc 7.9. Sử dụng OFDM cho ghép kênh và đa truy nhập 7.10. Phát quảng bá và đa phương trong nhiều ô và OFDM 7.11. So sánh dung lượng hệ thống OFDMA và CDMA 7.11.1. Dung lượng CDMA băng rộng 7.11.2. Dung lượng OFDMA 7.11.3. So sánh các kết quả dung lượng Nguyễn Viết Đảm 3
  4. Đa truy nhập vô tuyến Nội dung chương 7 (2/2) 7.12. Ảnh hưởng của phân tập tần số và vai trò của mã hóa kênh trong hệ thống OFDM 7.12.1. Tính toán SNR 7.12.2. Tính toán dung lượng OFDM trong trường hợp kênh phân tập tần số 7.13. Truyền dẫn DFTS-OFDM 7.12.1. Sơ đồ khối hệ thống DFTS-OFDM 7.12.2. Máy phát DFTS OFDM 7.12.3. DFTS-OFDM với tạo dạng phổ 7.12.3. Máy thu DFTS-OFDM 7.14. Sử dụng DFTS-OFDM cho đa truy nhập đường lên, SC-FDMA 7.14.1. sắp xếp các ký hiệu thông tin lên các sóng mang con 7.14.2. xử lý tín hiệu số các ký hiệu truyền dẫn của SC-FDMA: các ký hiệu IFDMA trong miền thời gian; các ký hiệu LFDMA trong miền thời gian 7.15. So sánh dung lượng đường lên 7.15.1. Dung lượng WCDMA 7.15.2 Dung lượng TDMA 7.15.3. Dung lượng OFDMA 7.15.4. Dung lượng SC-FDMA 7.15.5. So sánh các kết quả dung lượng 7.16. Các vấn đề về đồng bộ thời gian và tần số trong OFDMA 7.16.1. Đồng bộ thời gian: 7.16.2. Đồng bộ tần số 7.17. Ứng dụng OFDMA và SC-FDMA trong hê thống thông tin di động sau 3G 7.18. Tổng kết, câu hỏi và bài tập Nguyễn Viết Đảm 4
  5. Đa truy nhập vô tuyến 7.1 GIỚI THIỆU CHUNG  Mục đích chương  Sáng tỏ nguyên lý OFDM, DFTS-OFDM  Sáng tỏ nguyên lý làm việc máy phát và máy thu OFDM, DFTS-OFDM  Tính toán tham số OFDM theo tham số kênh  Hiểu phương pháp đa truy nhập OFDMA/SC- FDMA và ưu điểm so với các phương pháp đa truy nhập khác Nguyễn Viết Đảm 5
  6. Đa truy nhập vô tuyến  Nội dung chủ đạo  Nguyên lý chung của OFDM  Sơ đồ và tín hiệu hệ thống truyền dẫn OFDM  Sử dụng OFDM cho OFDMA  Các thông số kênh ảnh hưởng lên hiệu năng của hệ thống truyền dẫn OFDM  Sơ đồ và tín hiệu hệ thống truyền dẫn DTFS-OFDM  Sử dụng DTFS-OFDM cho SC-FDMA  So sánh dung lượng của đa truy nhập OFDMA, SC-FDMA với các phương thức đa truy nhập khác như WCDMA và TDMA  Các ảnh hưởng của mất đồng bộ tần số và thời gian  Thí dụ về thông số lớp vật lý của hệ thống LTE xây dựng trên cơ sở OFDMA/SC-FDMA  Hướng dẫn  Học kỹ các tư liệu được trình bầy trong chương này  Tham khảo thêm [2]  Trả lời các câu hỏi và bài tậpViết Đảm chương cuối 6 Nguyễn
  7. Đa truy nhập vô tuyến 7.2 MỞ ĐẦU  Khái niệm cơ bản  Kênh vô tuyến-Tài nguyên vô tuyến và sử dụng hiệu quả tài nguyên vô tuyến  OFDM/OFDMA: Đặc trưng và hướng ứng dụng Nguyễn Viết Đảm 7
  8. 7.1. Khái quát truyền dẫn OFDM tuyến Đa truy nhập vô Tài nguyên và sử dụng hiệu quả TỪ LỚP VẬT LÝ Tµi nguyªn = f  tÇn sè, thêi gian, m·, kh«ng gian  Sö dông ®­îc, sö dông hÕt, sö dông hiÖu qu¶ tµi nguyªn DiÒu chÕ, gh Ðp kªnh, ®a truy nhËp, c¸c c¬ chÕ thÝch øng, ®iÒu khiÓn luång.v.v.. Có thể nói rằng: Ghép kênh làm cho tài nguyên (tần số, thời gian, mã, không gian) có tính duy nhất và khai thác triệt để tính duy nhất vào mục đích truyền thông XU HƯỚNG Xu hướng tất yếu của NGN: Sử dụng hết, sử dụng hiệu quả tài nguyên và đảm bảo chất lượng => phân chia tài nguyên khả dụng, gán, cấp phát, phân bổ, định tuyến một cách hiệu quả => cơ chế động & thích ứng => tăng tính phức tạp trong quản lý tài nguyên (định tuyến, điều khiển luồng, tài nguyên địa chỉ)
  9. 7.1. Khái quát truyền dẫn OFDM tuyến Đa truy nhập vô Tài nguyên vô tuyến và đa truy nhập Khái niệm: Tài nguyên vô tuyến và sử dụng hiệu quả tài nguyên vô tuyến: Điều chế, ghép kênh. Đa truy nhập, quy hoạch tần số, điều chế mã hóa thích ứng AMC, MIMO, quy hoạch mạng, mã hóa nguồn tin hiệu quả, nén tín hiệu, phân bổ tài nguyên thích ứng, lập lịch động, điều khiển truy nhập môi trường MAC… Kênh truyền dẫn (sóng mang), kênh đường lên UL và kênh đường xuống DL, phân bổ tài nguyên cho kênh. (Băng tần, độ rộng băng tần, băng thông, phổ tần, dung lượng, tốc độ bit) của kênh, tần số trung tâm. Tín hiệu băng tần cơ sở, tín hiệu thông băng (thông dải). Can nhiễu, lọc nhiễu, băng tần bảo vệ, mã hóa sửa lỗi. Nguyễn Viết Đảm 9
  10. 7.1. Khái quát truyền dẫn OFDM tuyến Đa truy nhập vô Tài nguyên vô tuyến và đa truy nhập Tµi nguyªn v« tuyÕn = f  tÇn sè, thêi gian, m·, kh«ng gian  Sö dông ®­îc, sö dông hÕt, sö dông hiÖu qu¶ tµi nguyªn => ®iÒu chÕ, g h Ðp kªnh, ®a truy nhËp Các phương pháp đa truy nhập được xây dựng trên cơ sở phân chia tài nguyên vô tuyến cho các nguồn sử dụng (kênh truyền) khác nhau FDMA: Frequency Division Multiple A ccess TDMA: Time Division Multiple A ccess CDMA: Code Division Multiple A ccess SDMA: Space Division A ccess KÕt hîp víi nhau t¹o thµnh ph­¬ng ph¸p ®a truy nhËp míi Nguyễn Viết Đảm 10
  11. 7.1. Khái quát truyền dẫn OFDM tuyến Đa truy nhập vô Đặc tính kênh vô tuyến di động Ph©n t¸n trong miÒn thêi gian  max ,  Chän läc trong miÒn tÇn sè (B C ) Ph©n t¸n trong miÒn tÇn sè f d ,  Chän läc trong miÒn thêi gian (TC ) Kh ¸i niÖm t­¬ng quan; nhÊt qu¸n Pha đinh xung quanh Che chắn + Suy hao Công suất thu (dBm) Suy hao Che chắn + Suy hao Khoảng cách phát thu Nguyễn Viết Đảm 11
  12. 7.1. Khái quát truyền dẫn OFDM tuyến Đa truy nhập vô Mô hình kênh vô tuyến thống kê  Kênh trong miền thời gian  Kênh trong miền tần số  Dừng và ergodic  Dừng và ergodic  Gausơ phức và độc lập thống kê  Gausơ phức với các độ lợi kênh chéo qua các nhánh i và các người tương quan chéo qua các sóng dùng m mang con Nguyễn Viết Đảm 12
  13. 7.1. Khái quát truyền dẫn OFDM tuyến Đa truy nhập vô OFDM and Multi-Carrier Transmission: Solution for Frequency Selective Channel Why OFDM? Single Carrier Multicarrier • Uses the entire bandwidth • Splits bandwidth into subchannels • Short symbol times • Sends information in parallel • This causes ISI • OFDM: orthogonal subcarriers 1 0.8 frequency response frequency response 0.6 OFDM is a considerable option when the channel introduces ISI 0.4 0.2 0 Applications: ADSL, DAB, DVB, Hiperlan/2, WLAN, WIMAX, -0.2 4G-LTE,... frequency -0.4 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 frequency 4 4.5 5 Nguyễn Viết Đảm 13
  14. 7.1. Khái quát truyền dẫn OFDM tuyến Đa truy nhập vô OFDM and Multi-Carrier Transmission: Solution for Frequency Selective Channel Kênh Độ lớn Sóng mang con Tần số Bandwidth Phổ băng tần gốc OFDM Tín Tín hiệu hiệu Hàm truyền đạt kênh phẳng trong vào Kênh ra băng tần tín hiệu (kênh phađinh x(t) y(t) phẳng) Trễ rất nhỏ Hàm truyền đạt X(f) của kênh Y(f) Hàm truyền đạt kênh không Trễ rất lớn phẳng trong băng tần tín hiệu Hàm truyền đạt (kênh phađinh chọn lọc tần số) X(f) của kênh Y(f) Nguyễn Viết Đảm 14
  15. 7.1. Khái quát truyền dẫn OFDM tuyến Đa truy nhập vô OFDM and Multi-Carrier Transmission: Solution for Frequency Selective Channel Các bit D/A & vào Sắp xếp điều Chèn tiền bộ lọc biên cầu S/P IFFT tố tuần P/S định phương hoàn (CP) hướng (QAM) phát Đáp ứng biên độ kênh Kênh con Đáp ứng tần số của kênh là chọn lọc tần số (phẳng-băng hẹp) (không phẳng-băng rộng) Kênh Sóng mang con fading vô tần số tuyến Các bit A/D & ra bộ lọc Giải sắp Cân bằng Loại bỏ P/S FFT S/P định xếp QAM miền tần số CP hướng thu Sơ đồ khối máy phát/thu OFDM cơ bản Nguyễn Viết Đảm 15
  16. 7.1. Khái quát truyền dẫn OFDM tuyến Đa truy nhập vô OFDM and Multi-Carrier Transmission: Spectral efficiency  OFDM is a special case of multicarrier transmission that permits subchannels to overlap in frequency without mutual interference  increased spectral efficiency.  OFDM exploits signal processing technology to obtain cost-effective means of implementation.  Mulitple users can be supported by allocating each user a group of subcarriers. Hiệu quả sử dụng phổ tần của OFDM Nguyễn Viết Đảm 16
  17. 7.1. Khái quát truyền dẫn OFDM tuyến Đa truy nhập vô Các hạn chế truyền dẫn vô tuyến tốc độ cao do băng thông và SNR P S C = Blog 2 1+ = Blog 2 1+ [bits/s] N0 B N Kh¶ o s¸ t dung l-îng kªnh S IS O theo ®é réng b¨ ng B & S NR Khi S/N lớn, log2(.) hầu Khi S/N nhỏ, như không 1500 log2(.) rất đổi và dung nhỏ và để Dung l-îng bits/s) lượng C chủ tăng C cần yếu phụ 1000 tăng S/N, Vì thuộc và thế miền S/N băng thông 500 nhỏ được gọi B. Vì thế là miền hạn miền S/N chế công 0 lớn được 40 suất. 10000 gọi là miền 20 8000 6000 hạn chế 0 4000 2000 băng thông P/N (dB) -20 0 0 §é réng b¨ng Hz Nguyễn Viết Đảm 17
  18. 7.1. Khái quát truyền dẫn OFDM tuyến Đa truy nhập vô Giải pháp điển hình để tăng dung lượng truyền dẫn vô tuyến cho miền hạn hế công suất và miền hạn hế băng thông Khi S/N lớn: MS gần trạm gốc (điều kiện truyền sóng tốt), tăng dung lượng bằng cách tăng số đường truyền ở dạng truyền nhiều luồng song song trên nhiều anten (MIMO) hoặc sử dụng sơ đồ điều chế bậc cao Khi S/N nhỏ, tăng tăng dung lượng bằng cách tăng S/N ở dạng sử dụng phân tập hoặc tạo búp sóng anten hẹp (công nghệ tạo búp) Nguyễn Viết Đảm 18
  19. 7.1. Khái quát truyền dẫn OFDM tuyến Đa truy nhập vô Đáp ứng tần số của kênh là chọn lọc tần số Minh họa phân bổ a) (không phẳng-băng rộng) tài nguyên OFDMA Đáp ứng biên độ kênh Kênh con (phẳng-băng hẹp) Sóng mang con cho M người dùng Ưu điểm cơ bản nhất tần số và là bản chất của Người MCM cũng như b) dùng 1 Mỗi người dùng được giả định là có các OFDM là chuyển kênh Người độ lợi kênh dùng 2 độc lập thống pha đinh chọn lọc tần kê, và được Tần số trạm gốc phân số thành kênh pha Trạm gốc: Phân bổ sóng mang con, tốc độ, công suất Người dùng M bổ một tập các sóng mang đinh phẳng khác nhau Khả năng mọi người c) b1 y1 dùng cùng chựu một độ X1 Kênh của người dùng 1 Thu OFDMA của người dùng 1 sâu pha đinh tại một sóng b2 X2 Mỗi người y2 Kênh của người Thu OFDMA của dùng được mang là rất thấp, nên có dùng 2 người dùng 2 Phân bổ sóng mang con và Phát x trạm gốc BS phân bổ một thể dùng cơ chế phân bổ công suất OFDMA tập các sóng mang con thông minh để đảm bảo khác nhau bM XK các sóng mang được gán Kênh của người yM Thu OFDMA của dùng M người dùng M cho các người dùng có trạng thái kênh “tốt”. Nguyễn Thông tin kênh Viết Đảm 19
  20. 7.1. Khái quát truyền dẫn OFDM tuyến Đa truy nhập vô OFDM đa người dùng (MU-OFDM)  Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao (OFDMA)  Được chấp nhận bởi các chuẩn IEEE 802.16a/d/e, LTE  Nhiều người dùng phát trên các sóng mang con khác nhau tại cùng thời điểm  Thừa hưởng các ưu điểm của OFDM  Khai thác triệt để tính phân tập giữa các người dùng thông qua CSI User 1 User 2 Tần số ... Trạm gốc User K (Subcarrier and power allocation) Nguyễn Viết Đảm 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2412 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2