KỸ THUẬT OFDMA & SC-FDMA TRONG 4G-LTE

Chia sẻ: Đinh Trọng Thông | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:110

Thêm vào BST

Báo xấu

378
lượt xem 98
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hiểu được các khái niệm về: kênh vô tuyến di động, các tham số đặc trưng của kênh vô tuyến, nhận thức tài nguyên vô tuyến và các phương pháp phân bổ tài nguyên vô tuyến điển hình. Hiểu các mô hình kênh truyền sóng, các hàm kênh truyền sóng, mô hình hệ thống, mô phỏng kênh vô tuyến. Hiểu dung lượng của các mô hình kênh vô tuyến, phương pháp nâng cao dung lượng kênh vô tuyến điển hình....

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: KỸ THUẬT OFDMA & SC-FDMA TRONG 4G-LTE

Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến CƠ SỞ KỸ THUẬT KHOA VIỄN THÔNG 1 THÔNG TIN VÔ TUYẾN KỸ THUẬT OFDMA & SC-FDMA TRONG KỸ THUẬT OFDMA & SC-FDMA TRONG 4G-LTE 4G-LTE 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 1 Nguyễn Viết Đảm
Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến NỘI DUNG  Đặc tính kênh vô tuyến và Tài nguyên vô tuyến  Truyền dẫn số liệu cao và các thách thức  Nguyên lý OFDM  Một số giảii pháp truyền dẫn số liệu cao và sử dụng Một số giả pháp truyền dẫn số liệu cao và sử dụng hiệu quả tài nguyên vô tuyến điển hình trên cơ sở hiệu quả tài nguyên vô tuyến điển hình trên cơ sở OFDM OFDM Kết luận và hướng nghiên cứu 2 Nguyễn Viết Đảm
Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến 1 Đặc tính kênh vô tuyến và Tài nguyên vô tuyến  Tài nguyên vô tuyến và sử dụng hiệu quả tài nguyên vô tuyến  Kịch bản phân bổ tài nguyên vô tuyến:  Single Link Single Link  Multiple Links Without Co-channel Interference Multiple Links Co-channel Interference  Multiple Cells with Co-channel Interference Multiple Cells with Co-channel Interference  Mô hình hệ thống 3 Nguyễn Viết Đảm
Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến Kênh vô tuyến và các tham số đặc trưng 4 Nguyễn Viết Đảm 4
Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến Các nội dung Các khái niệm cơ bản về kênh vô tuyến, các tham số đặc trưng của kênh vô tuyến. Các mô hình kênh vô tuyến, mô phỏng kênh vô tuyến. Dung lượng kênh Mục đích Hiểu được các khái niệm về: kênh vô tuyến di động, các tham số đặc trưng của kênh vô tuyến, nhận thức tài nguyên vô tuyến và các phương pháp phân bổ tài nguyên vô tuyến điển hình. Hiểu các mô hình kênh truyền sóng, các hàm kênh truyền sóng, mô hình hệ thống, mô phỏng kênh vô tuyến. Hiểu dung lượng của các mô hình kênh vô tuyến, phương pháp nâng cao dung lượng kênh vô tuyến điển hình. 5 Nguyễn Viết Đảm 5
Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến Nội dung 2.1. Khái niệm: Truyến sóng và phađinh, kênh vô tuyến và đặc tính hóa môi trường vô tuyến, phân bố và phân loại kênh vô tuyến.v.v.v… 2.2. Phađinh phạm vi rộng: Mô hình và các tham số đặc trưng 2.3. Phađinh phạm vi hẹp: Mô hình, đặc tính hóa kênh phađinh, các tham số 2.4. Mô hình kênh SISO: Mô hình kênh thống kê (mô hình kênh SISO Rayleigh, mô hình kênh Rician và các tham số đặc trưng); Mô hình kênh trong nhà (mô hình hóa và các tham số đặc trưng); Mô hình kênh ngoài trời (mô hình hóa và các tham số đặc trưng) 2.5. Dung lượng kênh vô tuyến 2.5.1. Kênh AWGN và hiệu năng kênh AWGN 2.5.2. Dung lượng kênh phađinh phẳng 2.5.3. Dung lượng kênh phađinh chọn lọc tần số 2.6. Bài tập, mô hình hóa và chương trình mô phỏng 6 Nguyễn Viết Đảm 6
Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến 2.1. Khái niệm cơ bản  Mô hình truyền tín hiệu qua kênh vô tuyến y(t) = s(t) * h( t , t) + x(t) y(t) = s i (t) * h c (t) + x(t) Mô hình thu tín hiệu trong môi trường Mô hình thu tín hiệu trong kênh vô kênh vô tuyến thay đổi theo thời gian tuyến không thay đổi theo thời gian ￬ A + x(t), khi ph� t�hi � 0 t n u y(t) = Si (t) + x(t) = ￬￬￬ -A + x(t), ￬ khi ph� t�hi � 1 t n u ￬ > u , quy �� " 0 " t � nh Mô hình thu tín hiệu trong t � nh: ￬￬ Qu y �� y(t) ￬ < u , qu y �� " 1" ￬ t � nh kênh AWGN ￬￬ = u , kh� bi � ￬￬ ng t 7 Nguyễn Viết Đảm
Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến 2.1. Khái niệm cơ bản Các nhân tố cơ bản làm hạn chế hiệu năng hệ thống truyền thông vô tuyến: Suy hao: Cường độ trường giảm theo khoảng cách, thường trong hao khoảng từ 50 đến 150 dB tùy theo khoảng cách. Che chắn: Các vật cản giữa trạm gốc và máy di động làm suy giảm thêm tin hiệu. Phađinh đa đường và phân tán thời gian: Phản xạ, nhiễu xạ và tán xạ làm méo tin hiệu thu ở dạng trải rộng chúng theo thời gian. Tùy vào băng thông của hệ thống, yếu tố này dẫn đến làm thay đổi nhanh cường độ tin hiệu và gây ra nhiễu giao thoa giữa các ký hiệu (ISI: Inter Symbol Interference). Nhiễu: Các máy phát khác sử dụng cùng tần số hay các tần số lân cận gây nhiễu cho tin hiệu mong muốn. Đôi khi nhiễu được coi là tạp âm bổ sung. 8 Nguyễn Viết Đảm 8
Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến 2.1. Khái niệm cơ bản Phân loại kênh phađinh 9 Nguyễn Viết Đảm
Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến 2.1. Khái niệm cơ bản Pha đinh xung quanh Che chắn + Suy hao Công suất thu (dBm) (pha đinh phạm vi hẹp) Suy hao Che chắn + Suy hao (pha đinh phạm vi rộng ) Khoảng cách phát thu Pha đinh phạm vi rộng và pha đinh phạm vi hẹp 10 Nguyễn Viết Đảm
Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến 2.1. Khái niệm cơ bản Dự trữ tuyến đối với kênh pha đinh 11 Nguyễn Viết Đảm
Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến 2.1. Khái niệm cơ bản • Mô hình TX/RX tín hiệu: Mô hình băng tần cơ sở phức (phổ và dịch phổ, năng lượng của tín hiệu). • Mô hình suy hao – Suy hao không gian tự do – Mô hình bám tia – Mô hình suy hao đơn giản – Mô hình thực nghiệm • Suy hao ngẫu nhiên do che chắn được mô hình hóa theo phân bố log- normal (các tham số thực nghiệm) • Che chắn không tương quan nhau trên các khoảng cách không tương quan. • Kết hợp giữa suy hao và che chắn dẫn đến các dạng Ô phủ sóng không hoàn chỉnh. • Vùng phủ sóng Ô không hoàn chỉnh (các vị trí trong Ô phủ sóng không đảm bảo) • Các tham số suy hao và che chắn (lấy từ việc đo thực nghiệm). 12 Nguyễn Viết Đảm
Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến 2.1. Khái niệm cơ bản • Suy hao đường truyền (gồm che chắn trung bình) • Che chắn (do vật cản), phân bố theo Log Normal. • Kết hợp suy hao và che chắn • Pha đinh đa đường • Vùng phủ Ô • Các tham số mô hình từ đo thực nghiệm. Slow Fast Pt Pr/Pt Pr Very slow v d=vt d=vt Các đặc trưng truyền sóng vô tuyến cơ bản 13 Nguyễn Viết Đảm
Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến 2.1. Khái niệm cơ bản  Mô hình hóa suy hao truyền sóng vô tuyến • Các phương trình của Maxwell: Phức tạp và không thực tế. • Mô hình suy hao không gian tự do: Quá đơn giản và không phản ánh thực tế của môi trường. • Các mô hình bám tia: Đòi hỏi biết chính xác site (trạm thu/phát). • Các mô hình rơi (falloff) công suất đơn giản: hữu hiệu để phân tích mức cao. • Các mô hình thực nghiệm: Khó đảm bảo tính tổng quát. 14 Nguyễn Viết Đảm
Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến 2.2. Pha đinh phạm vi rộng  Mô hình không gian tự do (LOS) d=vt • Suy hao đối với đường truyền sóng LOS không vật cản. • Suy giảm công suất: – Tỉ lệ với 1/d2 – Tỉ lệ với λ2 (tỉ lệ nghịch với f2) 15 Nguyễn Viết Đảm
Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến 2.2. Pha đinh phạm vi rộng  Mô hình hai đường • Suy hao đối với đường LOS và đường phản xạ • Ground bounce approximately cancels LOS path above critical distance • Power falls off – Proportional to d2 (small d) – Proportional to d4 (d>dc) – Independent of λ(f) 16 Nguyễn Viết Đảm
Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến 2.2. Pha đinh phạm vi rộng  Simplified Path Loss Model γ  d0  Pr = Pt K   , 2≤γ ≤8 d  17 Nguyễn Viết Đảm
Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến 2.2. Pha đinh phạm vi rộng  Shadowing LLN: Lineary Log-Normal ? Log-normal random variable based on LLN applied to many attenuating objects Xc 18 Nguyễn Viết Đảm
Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến 2.2. Pha đinh phạm vi rộng  Che chắn kết hợp với suy hao γ 10logK Slow Pr  d0  = K  ψ Pr/Pt Pt d  (dB) Very slow -10g log d Pr � � ￬ d ￬ + yyms ~ N( (d B) = 10 log 10 K - 10 glog 10 ￬￬￬ d � dB , dB y, ) 2 Pt ￬ y �0 ￬ Pr � � ￬ d ￬ + yys (d B) = 10 log 10 K - 10 glog 10 ￬￬ , ~ N(0, 2 ) Pt ￬￬ d � dB dB y �0 ￬ 19 Nguyễn Viết Đảm
Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến 2.2. Pha đinh phạm vi rộng  Xác suất Outage và vùng phủ sóng Ô • Suy hao: Ô tròn • Suy hao + hce chắn: Ô không hoàn chỉnh – Dung hòa giữa vùng phủ và nhiễu • Xác suất Outage – Xác suất công suất thu dưới giá trị cực tiểu cho trước • Vùng phủ sóng Ô – % các vị trí Ô tại công suất mong muốn (% các vị trí trong Ô đáp ứng tiêu chuẩn SNR tối thiểu) – Tăng khi phương sai che chắn giảm – % gây nhiễu lên các Ô khác Pr 2π R 1 1 C= 2 πR cell ∫areaAdA = πR 2 P ∫ ∫ P rdrdθ 0 0 A 20 Nguyễn Viết Đảm