Báo cáo luận văn cao học: Nghiên cứu kỹ thuật MIMO-OFDM ứng dụng trong hệ thống thông tin không dây

Chia sẻ: Bfgh Bfgh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

Thêm vào BST

Báo xấu

318
lượt xem 83
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Báo cáo luận văn cao học: Nghiên cứu kỹ thuật MIMO-OFDM ứng dụng trong hệ thống thông tin không dây trình bày về tổng quan về hệ thống di động không dây, kỹ thuật ghép kênh đa sóng mang trực giao, hệ thống đa anten phát đa anten thu, kết hợp kỹ thuật OFDM với hệ thống MIMO ứng dụng trong hệ thống thông tin không dây.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo luận văn cao học: Nghiên cứu kỹ thuật MIMO-OFDM ứng dụng trong hệ thống thông tin không dây

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI BÁO CÁO LUẬN VĂN CAO HỌC NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT MIMO-OFDM ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN KHÔNG DÂY CBHD: TS. TRẦN HOÀI TRUNG HVTH: PHẠM MINH TRIẾT LỚP : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ K16 HCM-12/2011 1
Mục tiêu của đề tài Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM). Ưu điểm: Chống được fading chọn lọc tần số, nhiễu liên ký tự (ISI)… Nhược điểm: PAPR lớn, rất nhạy với hiệu ứng Doppler, hiệu suất sử dụng đường truyền giảm. Kỹ thuật sử dụng đa anten phát đa anten thu (MIMO) Ưu điểm: Tăng dung lượng kênh truyền, tăng tốc độ dữ liệu, giảm được xác suất lỗi bit… Nhược điểm: Hạn chế ở hệ thống băng rộng, khi tốc độ dữ liệu tăng dẫn đến nhiễu liên ký tự cũng tăng. Các hệ thống thông tin tương lai đòi hỏi phải có dung lượng lớn, tốc độ cao, hạn chế nhiễu, sử dụng băng thông hiệu quả… 2
Nội dung của đề tài Chương I: Tổng quan về hệ thống di động không dây. Chương II: Kỹ thuật ghép kênh đa sóng mang trực giao. Chương III: Hệ thống đa anten phát đa anten thu. Chương IV: Kết hợp kỹ thuật OFDM với hệ thống MIMO ứng dụng trong hệ thống thông tin không dây. Kết luận hướng phát triển đề tài. 3
Chương I Tổng quan về hệ thống không dây SISO MISO SIMO 4
Chương II Hệ thống OFDM Nối tiếp/ Song s (t ) Khoảng Song Điều chế IFFT song/ D/A bảo vệ song nối tiếp dn Xn xn xT n sn Dữ liệu OFDM TRUYỀN vào Kênh c(t) n (t)  +  ~ ~ ~T dn X n X n xn xn rn r (t ) Song Nối tiếp/ Tách Giải Cân song/ FFT song khoảng A/D điều chế bằng nối tiếp song bảo vệ Dữ liệu ra OFDM NHẬN 5
Chương III Hệ thống MIMO Mã hóa Điều chế S/P Điều chế MIMO Điều chế nhận C = log2 (1+M.N.SNR) bit/s/Hz 6
Chương III Mã khối không gian - thời gian Nguồn Mã khối S/P Bộ thu thông tin KG-TG STBC ( Space Time Block Codes): Khai thác độ lợi phân tập không gian và phân tập thời gian. Mã STBC được đưa ra dưới dạng ma trận. 7
Chương III Sơ đồ Alamouti Tx 1 h1 n1 n2  ~ r c1  c *  Tx 2 c1 c2   2 r * c 2 c1    h2 T1 T 2 T3 T4 T5 T6 Tx1 c 1  c* c3 c* c 5 c* 2 4 6 * * Tx2 c 2 c1 c 4 c 3 c 6 c 5* Rx1 r1 r 2 r 3 r4 r5 r 6 Sơ đồ Alamouti 2 anten phát và 1 anten thu với các symbols phát và thu. 8
Chương III Mã hóa V-BLAST Tx 1 Rx 1 Tx 2 Rx 2 Giải Mã hóa Dữ liệu mã Dữ liệu V- V- BLAST Tx 3 Rx 3 BLAST Phía phát: Sẽ sắp xếp các bit thành symbols và chia thành Nt luồng dữ liệu con, và được phát đồng thời trên Nt anten phát. Phía thu: Mỗi anten sẽ thu được từ Nt anten phát và được xử lý bằng giải thuật V_BLAST đó là Zero-Forcing hay MMSE. 9
Chương III Bộ thu V_BLAST Zero-Forcing r  x1 Giải mã Bộ thu ZF 1 luồng 1  x 2 Loại trừ Giải mã Bộ thu ZF 2 luồng 1 luồng 2  x 3 Loại trừ Giải mã Bộ thu ZF 3 luồng 1, 2 luồng 3 . . . . . . . . . Loại trừ  x N t Giải mã luồng 1, Bộ thu ZF Nt luồng Nt 2,3…Nt-1 10
Chương III Bộ thu V_BLAST MMSE r  x1 Bộ thu Giải mã MMSE 1 luồng 1  x 2 Loại trừ Bộ thu Giải mã luồng 1 MMSE 2 luồng 2  x 3 Loại trừ Bộ thu Giải mã luồng 1, 2 MMSE 3 luồng 3 . . . . . . . . . Loại trừ  x N t Bộ thu Giải mã luồng 1, MMSE Nt luồng Nt 2,3…Nt-1 11
Chương IV Hệ thống MIMO-OFDM TX1 T R1 OFDM OFDM Truyền TX2 TR2 Nhận Điều Mã OFDM OFDM Giải Điều chế hóa Truyền Nhận mã chế STC TXn TRn STC OFDM OFDM Truyền Nhận Cấu trúc máy thu và phát của hệ thống MIMO- OFDM bao gồm hệ MIMO N T anten phát và NR anten thu. 12
Chương IV Hệ thống MIMO-OFDM Alamouti X 1 (1) Máy phát IFFT X 1 (2) ... X 1( N ) (.)* IFFT  F 1 X 2 * CP F 1 X 1* CP Điều chế X 2 (1) X 2 (2) -(.)* IFFT F 1 X 1* CP F 1 X 2 CP ... X2 ( N ) IFFT Máy thu y1 (1) Tx 1 y1 (2) FFT [n1 , n2 ] ... y1 ( N ) Bộ kết hợp Giải điều chế Tx 2 + S/P Tách CP y2 (1) y2 (2) Bộ ước lượng FFT ... y2 ( N ) 13
Chương IV Hệ thống MIMO-OFDM V_BLAST Khối mã hóa STC Bộ truyền Tx1 X1 OFDM Bộ truyền Tx2 X2 Điều chế OFDM . . . . . . Bộ truyền TxN XN OFDM Khối mã hóa STC trong trường hợp này chỉ là một bộ S/P chia luồng dữ liệu lớn thành NT luồng dữ liệu nhỏ, sau đó NT luồng này được đưa vào NT bộ phát OFDM. 14
Chương IV Hệ thống MIMO-OFDM V_BLAST Khối giải mã STC Sóng mang phụ RX 1 Bộ thu OFDM RX 2 Bộ thu OFDM Giải điều Dữ liệu chế RX N Giải mã Giải mã Giải mã Giải mã ZF/MM ZF/MM ZF/MM ZF/MM SE SE SE SE Bộ thu OFDM Nt x N Symbol 15
Kết quả mô phỏng Hệ thống MIMO Alamouti với hai anten truyền một anten nhận và hai anten truyền hai anten nhận. 16
Kết quả mô phỏng Hệ thống MIMO V_BLAST ZF và MIMO V_BLAST MMSE. 17
Kết quả mô phỏng Hệ thống MIMO-OFDM Alamouti và MIMO-OFDM V_BLAST. 18
Kết luận MIMO là một phương thức truyền dẫn dữ liệu mới cho phép tăng nhanh dung lượng của kênh truyền vô tuyến. OFDM để chuyển kênh truyền băng rộng fading chọn tần số thành nhiều kênh truyền fading phẳng băng hẹp và triệt nhiễu nhờ chèn thêm khoảng bảo vệ có chiều dài lớn hơn độ trễ của kênh truyền. Với việc kết hợp hệ thống MIMO với kỹ thuật OFDM và đặc biệt là hai mô hình Alamouti và mô hình V_BLAST cho phép tăng dung lượng và chất lượng của hệ thống một cách đáng kể. 19
20