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

Bài giảng Phổ tín hiệu dịch phổ tần tín hiệu (OFDM) - Nguyễn Viết Đảm

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:61

Thêm vào BST
Báo xấu
4
lượt xem 1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Phổ tín hiệu dịch phổ tần tín hiệu (OFDM) được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Tín hiệu và phổ tần tín hiệu; điều chế và dịch phổ tần tín hiệu; kỹ thuật OFDM. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Phổ tín hiệu dịch phổ tần tín hiệu (OFDM) - Nguyễn Viết Đảm

  1. OFDM: TÀI LIỆU THAM KHẢO Concept_Basic_Solution In Wirless Communication KHOA VIỄN THÔNG 1 CHUYÊN NGHÀNH VÔ TUYẾN PHỔ TÍN HIỆU DỊCH PHỔ TẦN TÍN HIỆU_OFDM Summarized by 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 Nguyễn Viết Đảm 1
  2. OFDM: Concept_Basic_Solution In Wirless Communication NỘI DUNG TÍN HIỆU VÀ PHỔ TẦN TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ VÀ DỊCH PHỔ TẦN TÍN HIỆU KỸ THUẬT OFDM KẾT LUẬN VÀ THẢO LUẬN Nguyễn Viết Đảm 2
  3. OFDM: Concept_Basic_Solution In Wirless Communication 1 TÍN HIỆU VÀ PHỔ TÍN HIỆU 1.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu 1.2. Điều chế tín hiệu và dịch phổ tần 1.3. Xử lý tín hiệu trong miền thời gian Time Processing 1.4. Xử lý tín hiệu trong miền tần số Frequency Processing Nguyễn Viết Đảm 3
  4. OFDM: Concept_Basic_Solution In Wirless Communication 1.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu Tín hiệu và phân loại:  Tín hiệu có các giá trị thay đổi theo thời gian => Tín hiệu tương tự, tín hiệu số  Mức độ có thể mô tả hoặc dự đoán tính cách của hàm => Tín hiệu tất định và tín hiệu ngẫu nhiên.  Thời gian tồn tại tín hiệu (hàm) => hàm quá độ, hàm vô tận (tuần hoàn)  Tín hiệu kiểu năng lượng, tín hiệu kiểu công suất • Tín hiệu tất định: Xác định được giá trị tại mọi thời điểm và được mô hình hóa bởi các biểu thức toán rõ ràng, VD x(t)=5cos(10t) • Tín hiệu ngẫu nhiên: Tồn tại mức độ bất định trước khi nó thực sự xảy ra, không thể biểu diễn bằng một biểu thức toán rõ ràng, nhưng khi xét trong khoảng thời gian đủ dài dạng sóng ngẫu nhiên được coi là một quá trình ngẫu nhiên có thể: (i) biểu lộ một qui tắc nào đó; (ii) được mô tả ở dạng xác suất và trung bình thống kê. Cách mô tả ở dạng xác suất của quá trình ngẫu nhiên thường rất hữu hiệu để đặc tính hóa tín hiệu, tạp âm, nhiễu,.... trong hệ thống truyền thông. Nguyễn Viết Đảm 4
  5. OFDM: Concept_Basic_Solution In Wirless Communication 1.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu Tín hiệu ngẫu nhiên  Khái niệm: Một tín hiệu ngẫu nhiên (quá trình ngẫu nhiên) X(t) là tập hợp các biến ngẫu nhiên được đánh chỉ số theo t. Nếu cố định t = ti, thì X(ti) là một biến ngẫu nhiên. Sự thể hiện thống kê của các biến ngẫu nhiên có thể được trình bầy bằng hàm mật độ xác suất (pdf: Probability density function) liên hợp của chúng. Sự thể hiện của một quá trình ngẫu nhiên có thể được trình bầy bằng các hàm mật độ xác suất (pdf) liên hợp tại các thời điểm khác nhau. Tuy nhiên, trong thực tế ta không cần biết pdf liên hợp mà chỉ cần biết thống kê bậc 1 (trung bình) và thống kê bậc 2 (hàm tự tương quan là đủ). Nguyễn Viết Đảm 5
  6. OFDM: Concept_Basic_Solution In Wirless Communication 1.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu Tín hiệu ngẫu nhiên Trung bình của một quá trình ngẫu nhiên X(t) là kỳ vọng (trung bình tập hợp) của X(t):   X (t )  E  X (t )   X (t ) p X (t ) ( x) dx     pdf of X(t) at time t ACF của quá trình ngẫu nhiên  X (t , t   )  E[X(t)X(t+ )]    p   X ( t ) X ( t  ) ( x1 , x2 )dx1dx2 Nguyễn Viết Đảm 6
  7. OFDM: Concept_Basic_Solution In Wirless Communication 1.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu Tín hiệu ngẫu nhiên Nếu trung bình X(t) và hàm tự tương quan X(t,t+) không phụ thuộc thời gian, thì X(t) là được coi là quá trình dừng nghĩa rộng (WSS: Wide sense stationary) => có thể bỏ qua biến ngẫu nhiên t và sử dụng X() cho hàm ngẫu nhiên.  PSD :  X ( f )  F [ X ( )]=   X ( )e -j2 f d -  ACF :  X ( )  F 1[ X ( f )]=   X ( f )e j2 f df   -     P[]=E[X 2 (t )]= (0)=    X ( f )e j2 f df     X ( f )df  -  0 -  Nguyễn Viết Đảm 7
  8. OFDM: Concept_Basic_Solution In Wirless Communication 1.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu Tín hiệu ngẫu nhiên Quá trình ngẫu nhiên x(t )  x(t ,  ) t  t0   0 Biến Hàm ngẫu x (t0 )  x (t0 ,  ) x(t )  x(t ,  0 ) mẫu nhiên Ergodic  SS  WSS   qu¸ tr×nh ngÉu nhiªn   0 t  t0 x(t0 )  x(t0 ,  0 ) All Random Processes: Mọi quá trình ngẫu nhiên Số thực (phức) WSS: Quá trình ngẫu nhiên dừng nghĩa rộng SS: Quá trình ngẫu nhiên dừng chặt Ergodic: Quá trình Ergodic Nguyễn Viết Đảm 8
  9. OFDM: Concept_Basic_Solution In Wirless Communication 1.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu Tín hiệu nhị phân ngẫu nhiên băng gốc  X (t )  A k  K pT  t    kT  Trong ®ã: AK : l¯ biÕn NN ph©n bè ®ång nhÊt ®éc lËp i.d.d, nhËn gi¸ trÞ  A ®ång x¸c xuÊt  : l¯ biÕn NN ph©n bè ®Òu trong kho°ng [0 ®Õn T]  X(t) trë th¯nh WSS  1 nÕu 0  t  T  sin  x  pT (t )   Sinc( x)   x  0 nÕu kh¸c Note :     Sinc( x)dx  Sinc 2 ( x)dx  1 X(t)        A2 A0 A3 A5 A6 A -2T -T 0 T 2T t 3T 4T 5T 6T 7T 8T -A A1 A1 A2 A4 A7 Một thực hiện của tín hiệu nhị phân ngẫu nhiên băng gốc X(t) Nguyễn Viết Đảm 9
  10. OFDM: Concept_Basic_Solution In Wirless Communication 1.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu  Hàm tự tương quan ACF và mật độ phổ công suất PSD của tín hiệu nhị phân ngẫu nhiên băng gốc ACF :  X ( ) A2 x ( )  E  X (t ) X (t   )   2    A 1   ,   T   T   -T 0 +T 0 , nÕu kh¸c a) Hàm tương quan AFC  A2 T ( ) X ( f ) PSD 2 AT  X ( f )  A2T .Sinc 2 ( fT )  t 1  t ; t  1   1  ; t  T t (t )   T (t )     T 0;  t 1  T   fT 0; t T FT  (t )  SinC  f  2 -1 0 1 2 3   FT  T (t )   T .SinC 2 Tf  -3 -2 Tam gi¸c ®¬n vÞ    b) Mật độ phổ công suất PSD   H¯m tam gi¸c ®¬n vÞ ®¸y 2T  TÝnh chÊt tû lÖ cña FT Nguyễn Viết Đảm 10
  11. OFDM: Concept_Basic_Solution In Wirless Communication 1.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu Tín hiệu băng thông (1/2) Y ( ) Y(t )  X(t ).cos  2 f ct    A 2 /2    fc : tÇn sè sãng mang  : gãc pha ngÉu nhiªn ph©n bè ®Òu trong [0,2 ] kh«ng phô thuéc vào X(t)  Y(t) th¯nh WSS -T T  1 ACF : Y ( )   X ( )cos(2 fc ) fc  4 / T 2 -A 2 /2 1 PSD : Y ( f )   X ( f  f c )   X ( f  f c ) Y ( f ) 4  NÕu X(t) l¯ tÝn hiÖu nhÞ ph©n ngÉu nhiªn, th×  A T  /4 2 A2 ACF : Y ( )  T ( )cos(2 fc ) 2 A2T PSD : Y ( f )  4 Sinc 2 [( f  fc )T]  Sinc 2 [( f  fc )T] 3 2 1 f 1 2 3 1 fc f  1 2 3 f fc  fc  fc  c f  fc  fc  3 2 fc  fc  fc  c fc  fc  c T T T T T T T T T T T T Tự tương quan ACF và PSD của tín hiệu nhi phân X(t) được điều chế Nguyễn Viết Đảm 11
  12. OFDM: Concept_Basic_Solution In Wirless Communication 1.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu Ảnh hưởng của hạn chế băng thông và định lý Nyquist a) Hàm truyền đạt của bộ lọc thông thấp lý tưởng  f  y (t )  δ(t )  h(t )  h(t ) 1 H(f) =    x(t )  δ(t )  2f0   2 f 0 Sinc  2 f 0t  X ( f )  FT  (t )  Y( f )  X( f ).H( f ) 1 1 -f0 f0 f  H( f ) 0 f0: tần số cắt -f0 0 f f0 f 1,  f  1 ( f )   2 đầu vào và đáp ứng đầu ra 0, f  1c) Dẫy xung kim δT (t ) đầu vào và đáp ứng đầu ra b) Xung kim δ(t )  2 δ(t ) δT (t ) 0 t 0 T t 2f0 h(t) 1 h(t) h(t-T) T  T0  2f0 2f0   T0 ®­îc gäi l¯ kho°ng c¸ch Nyquist -3T0 -2T0 -T0 0 T0 2T0 3T0 t t -3T -2T -T 0 T 2T 3T Nguyễn Viết Đảm 12
  13. OFDM: Concept_Basic_Solution In Wirless Communication 1.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu Ảnh hưởng của hạn chế băng thông và định lý Nyquist  Nếu độ rộng băng tần của đường truyền dẫn bị hạn chế => xung thu mở rộng ở đáy => ISI (InterSymbol Interference).  Các điểm không xuất hiện tại thời điểm kT0 = k/(2f0) với khác không, T0 được gọi là khoảng cách Nyquist. Nếu phát đi một dẫy xung kim T(t) cách nhau một khoảng Nyquist và tiến hành phân biệt các xung này tại kT0, thì có thể tránh được ISI (hình c). Nếu T
  14. OFDM: Concept_Basic_Solution In Wirless Communication 1.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu Ảnh hưởng của hạn chế băng thông và định lý Nyquist 1,  khi | f | f 0 (1   ) cos  2 f 0t  1     h(t)  2 f 0 Sinc(2 f 0t ) (| f |  f 0 )   , khi f 0 (1   ) | f | f o (1   ) 1   4 f 0t  2 Roll(f)   1  sin  2   2 f 0  0, khi | f | f 0 (1   )  h(t) Roll(f) 2f0 1       f0 (1   ) f0 f0 (1   ) f t -3T0 -2T0 -T0 0 T0 2T0 3T0 a) Đặc tính dốc cosin b) Đáp ứng xung kim Nguyễn Viết Đảm 14
  15. OFDM: Concept_Basic_Solution In Wirless Communication 1.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu Ảnh hưởng của hạn chế băng thông và định lý Nyquist Băng thông tối thiểu cần thiết  Đối với truyền dẫn băng gốc: Băng thông Nyquist, băng thông tối thiểu cần hiết để phân biệt các xung mà không bị ISI: BN = f0(1+) = Rs(1+)/2  Đối với đường truyền dẫn băng thông: Băng thông Nyquist: BN = f0(1+) = Rs(1+) trong đó Rs là tốc độ truyền dẫn hay tốc độ ký hiệu. Quan hệ giữa tốc độ ký hiệu và tốc độ bit Rs=Rb/k trong đó k là số bit trên một ký hiệu. Nguyễn Viết Đảm 15
  16. OFDM: Concept_Basic_Solution In Wirless Communication 1.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu sin(x)  x0  : x sinc(x)    (x) sincT (x)  sinc    1  : x0   T    1 sincT(t) -4T -2T 2T 4T t -3T -T T 3T Hàm sinc(x) & sincT(x) Nguyễn Viết Đảm 16
  17. OFDM: Concept_Basic_Solution In Wirless Communication 1.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu T.sinc1/T(f) rectT(t) T Real part 1 Fourier shown transform Imag part = 0 t -4/T -2/T f 2/T 4/T -T/2 T/2 -3/T -1/T 1/T 3/T sincT(t) T.rect1/T(f) 1 Real pt shown Imag pt = 0 Fourier T transform -4T -2T 4T t f 2T -3T -T T -1/(2T) 1/(2T) 3T Phổ của Nguyễn Viếtrect & sinc xung Đảm 17
  18. OFDM: Concept_Basic_Solution In Wirless Communication 1.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu RC(f) rc(t) T 1 Fourier Real part shown Imag part = 0 transform -4/T -2/T 2/T 4/T f t -T/2 T/2 -3/T -1/T 1/T 3T/4 3/T -3T/4 rc(t) RC(f) 1 Real pt shown Imag pt = 0 Fourier T 3/(4T) transform -3/(4T) -4T -2T 4T t f 2T -3T -1/(2T) 1/(2T) -T T 3T Phổ của xung RC 50% & phổ Nguyễn Viết Đảm 18
  19. OFDM: Concept_Basic_Solution In Wirless Communication 1.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu Fourier transform pair of Square waveform Fourier transform pair of triangular waveform Fourier transform pair of Gaussian waveform Nguyễn Viết Đảm 19
  20. OFDM: Concept_Basic_Solution In Wirless Communication 2 ĐIỀU CHẾ VÀ DỊCH PHỔ TẦN TÍN HIỆU Nguyễn Viết Đảm 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 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