www.4tech.com.vn
MỤC LỤC
Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ OFDM…………………… 1
1.1 Giới thiệu chương: ………………………………………………………………… 1
1.2 Các nguyên lý cơ bản của OFDM: ………………………………………………... 1
1.3 Đơn sóng mang: ………………………………………………………………….. 6
1.4 Đa sóng mang: …………………………………………………………………… 6
1.5 Sự trực giao: ………………………………………………………………………8
1.5.1 Trực giao miền tần số: …………………………………………………... .9
1.5.2 Mô tả toán học OFDM: …………………………………………………..10
1.6 Các kỹ thuật điều chế trong OFDM: …………………………………………….15
1.6.1 Điều chế BPSK: …………………………………………………………. 16
1.6.2 Điều chế QPSK: …………………………………………………………. 17
1.6.3 Điều chế QAM: ………………………………………………………… 19
1.6.4 Mã Gray:................................................................................................20
1.7 Các đặc tính của OFDM: .……………………………………………………… 23
1.7.1 Ưu điểm: ……………………………………………………............….23
1.7.2 Nhược điểm:.......……………………………………………………… 23
1.8 Kết luận chương:....……………………………………………………………24
Chương 2: CÁC ĐẶC TÍNH CỦA KÊNH TRUYỀN VÔ TUYÊN..........25
2.1 Giới thiệu chương:............................................................................................. 25
2.2 Đặt tính kênh truyền vô tuyến trong hệ thống OFDM:......................................25
2.2.1 Sự suy giảm tín hiệu (Anttenuation):.......................................................25
2.2.2 Hiệu ứng đa đường:.................................................................................26
www.4tech.com.vn
2.2.3 Dịch Doppler:..........................................................................................29
2.2.4 Nhiễu AWGN:.........................................................................................30
2.2.5 Nhiễu liên ký tự ISI:................................................................................31
2.2.6 Nhiễu liên sóng mang ICI:.......................................................................31
2.2.7 Tiền tố lặp CP:.........................................................................................32
2.3 Khoảng bảo vệ:..................................................................................................34
2.4 Giới hạn băng thông của OFDM:......................................................................36
2.4.1 Lọc băng thông:.......................................................................................37
2.4.2 Độ phức tạp tính lọc băng thông FIR:.....................................................38
2.4.3 Ảnh hưởng của lọc băng thông đến chỉ tiêu kỹ thuật OFDM:................39
2.5 Kết luận chương:................................................................................................39
Chương 3: MỘT SỐ VẤN ĐỀ ĐỒNG BỘ TRONG
HỆ THÔNG OFDM…..………………..……..40
3.1 Giới thiệu chương:………………………………………………………... ….40
3.2 Sự đồng bộ trong hệ thống OFDM:………………………………………...…40
3.2.1 Nhận biết khung:……………………………………………………... 41
3.2.2 Ước lượng khoảng dịch tần số:………………………………………. .43
3.2.2.1 Ước lượng phần thập phân:…………………………………… 43
3.2.2.2 Ước lượng phần nguyên:………………………………………... 45
3.2.3 Bám đuổi lỗi thặng dư:………………………………………………...46
3.3 Đồng bộ ký tự trong OFDM:………………………………………………… 48
3.3.1 Đồng bộ tín hiệu dựa vào tín hiệu pilot:……………………………….49
3.3.2 Đồng bộ ký tự dựa vào CP:…………………………………………… 50
3.3.3 Đồng bộ ký tự dựa trên mã đồng bộ khung (FSC):…………………... .51
3.3.3.1 Nhận biết FSC:…………………………………………………. .52
3.3.3.2 Xác định mức ngưỡng Th1:…………………………………….. 53
3.3.3.3 Xác định mức ngưỡng Th2:…………………………………….. 54
3.4 Đồng bộ tần số trong hệ thống OFDM:……………………………………….55
www.4tech.com.vn
3.4.1 Đồng bộ tần số lấy mẫu:………………………………………………. 55
3.4.2 Đồng bộ tần số sóng mang:……………………………………………56
3.4.2.1 Ước lượng khoảng dịch tần số sóng mang CFO dựa vào pilot:... .56
3.4.2.2 Ước lượng tần số sóng mang sử dụng CP:……………………… 56
3.4.2.3 Ước lượng CFO dựa trên dữ liệu:………………………………. 57
3.5 Ảnh hưởng của lỗi đồng bộ tới hiệu suất hệ thống OFDM:………………….. 58
3.5.1 Ảnh hưởng của lỗi đồng bộ thời gian:…………………………………59
3.5.2 Ảnh hưởng của lỗi đồng bộ tần số:…………………………………….60
3.6 Kết luận chương:……………………………………………………………... 61
Chương 4: CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG OFDM……. 62
4.1 Giới thiệu chương:…………………………………………………………….. 62
4.2 Mô phỏng hệ thống OFDM bằng Simulink:....................................…………..62
4.3 Một số lưu đồ thuật toán của chương trình:...............…………………………65
4.3.1 Lưu đồ mô phỏng kênh truyền:...............................................................65
4.3.2 Lưu đồ mô phỏng thu phát tín hiệu OFDM:............................................66
4.3.3 Lưu đồ mô phỏng thu phát tín hiệu QAM:..............................................67
4.3.4 Lưu đồ mô phỏng thuật toán BER:..........................................................69
4.4 Kết quả chương trình mô phỏng:.......................................................................69
4.4.1 So sánh tín hiệu QAM và OFDM:...........................................................69
4.4.2 So sánh tín hiệu âm thanh:.......................................................................71
4.5 Kết luân chương:................................................................................................71
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ……………............……… ….72
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………….…………73
PHỤ LỤC……………………………………………………………………… ….74
Bảng các từ viết tắt www.4tech.com.vn
BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT
A
AM Amplitude Modulation
AWGN Additive White Gaussian Noise
B
BER Bit Error Rate
BPSK Binary Phase Shift Keying
BS Base Station
C
CDMA Code Division Multiple Access
CP Cyclic Prefix
D
DC Direct Current (0 Hz)
DFT Discrete Fourier Transform
DPLL Digital Phase Look Loop
DS-CDMA Direct Sequence CDMA
DSP Digital Signal Processor
DVB Digital Video Broadcasting
F
FDM Frequency Division Multiplexing
FEC Forward Error Correcting
FFT Fast Fourier Transform
FIR Finite Impulse Response (digital filter)
FM Frequency Modulation
FOE Frequency Offset Estimation
FSC Frame Synchronization Code
FSK Frequency Shift Keying
Bảng các từ viết tắt www.4tech.com.vn
G
GI Guard Interval
I
ICI InterChannel Interference
ICI InterCarrier Interference
ISI InterSymbol Interference
IDFT Inverse Discrete Fourier Transform
IEEE Institute of Electrical and Electronic Engneers
IFFT Inverse FFT
IMD Inter-Modulation Distortion
ISI InterSymbol Interference
O
OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
P
P/S Parallel to Serial
PAPR Peak to Average Power Ratio
PM Phase Modulation
PN Pseudo Noise
PSK Phase-Shift Keying
Q
QAM Quadrature Amplitude Modulation
QPSK Quadrature Phase-Shift Keying
S
S/P Serial to Parallel
SC Single Carrier
SNR Signal to Noise Ratio
W
Wimax Worldwide Interoperability for Microwave Access