3
6. Tng quan ti liu nghiờn cu
Chng 1: TNG QUAN V KấNH TRUYN Vễ TUYN
1.1. GII THIU CHNG
c tớnh chung ca kờnh truyn vụ tuyn di ng l s thay i
v thi gian v tn s ca kờnh. Dn n cỏc hin tng suy hao
ng truyn, shadowing, hiu ng Doppler
1.2. C TNH CHUNG CA KấNH TRUYN TN
HIU OFDM
i vi tớn hiu OFDM, kờnh truyn vụ tuyn l mụi
trng truyn a ng (multipath environment) v chu nh
hng ỏng k ca fading nhiu tia, fading la chn tn s.
Tớn hiu t anten phỏt c truyn n mỏy thu thụng qua
nhiu hng phn x khỏc nhau. Tớn hiu mỏy thu l tng ca tớn
hiu nhn c t cỏc tuyn truyn dn khỏc nhau ú.
1.3. CC HIN TNG NH HNG N CHT LNG
KấNH TRUYN
1.3.1. Hin tng a ng
Tớn hiu qua kờnh truyn vụ tuyn s lan to trong khụng gian,
va chm vo cỏc vt cn trờn ng truyn nh nh ca, cõy ci,
sụng h, nỳi i gõy ra hin tng: phn x, nhiu x, tỏn x
Khi súng va chm vo cỏc vt cn s to ra vụ s tớn hiu bn sao
khỏc nhau vi nhng hng truyn khỏc nhau v mt trong nhng
tớn hiu ny s n c phớa thu.
1.3.2. Suy hao trờn ng truyn
Suy hao ng truyn dn xy ra do: S chuyn ng v mi
hng ca tớn hiu, s hp th tớn hiu bi nc, khụng khớ, b vt
chn, b phn x t mt t
1.3.3. Hiu ng Doppler
4
Hiu ng Doppler l s thay i tn s ca tớn hiu thu so vi tớn
hiu ó c phỏt i do s chuyn ng tng i gia mỏy phỏt v
mỏy thu trong quỏ trỡnh truyn súng. Bn cht ca hin tng ny l
ph ca tớn hiu thu c b xờ dch i so vi tn s trung tõm mt
khong gi l tn s Doppler.
1.3.4. Hiu ng búng rõm
Do nh hng ca cỏc vt cn tr trờn ng truyn (gõy bi s
che khut tm nhỡn thng gia anten trm gc vi anten trm di
ng). Vớ d nh cỏc to nh cao tng, cỏc ngn nỳi, i, lm cho
biờn tớn hiu b suy gim. Tuy nhiờn, hin tng ny ch xy ra
trờn mt khong cỏch ln, nờn tc bin i chm. Vỡ vy, hiu
ng ny c gi l fading chm.
1.3.5. Tri tr
Khi mt tớn hiu c phỏt i trờn kờnh truyn dn a ng,
bờn thu ta s thu c nhiu tớn hiu n t nhiu ng, cú suy
hao v thi gian tr khỏc nhau. tri tr l lng thi gian tr ln
nht trong khi cỏc tớn hiu thu c ti u thu.
1.4. CC DNG KấNH TRUYN
Tựy theo ỏp ng tn s ca kờnh truyn v bng thụng ca
tớn hiu phỏt m ta cú:
- Kờnh truyn fading chn lc tn s v kờnh truyn fading
phng.
- Kờnh truyn chn lc thi gian v kờnh truyn khụng chn
lc thi gian.
1.5. QUAN H GIA TN HIU PHT, TN HIU THU V
Mễ HèNH CA KấNH
y(t) = x(t)* )(
t
h =
ũ
+Ơ
Ơ-
- )()(
tt
htx (1.10)
Trong ú:
5
x(t) l mt hm xỏc nh no ú v l tớn hiu phỏt
y(t) l tớn hiu thu
)(
t
h l ỏp ng xung ca kờnh.
min tn s thay vỡ phộp cng ca tớn hiu phỏt vi kờnh
truyn l phộp nhõn nh phng trỡnh sau
fjHjXjY
pwwww
2);()()( == (1.11)
1.6. KấNH TRUYN DN TRONG MễI TRNG NHIU
TRNG
Nhiu tn ti trong tt c cỏc h thng truyn dn, cỏc ngun
nhiu ch yu nh l do thi tit, do b khuch i mỏy thu, do
nhit , . Nhiu ny lm gim t s tớn hiu trờn nhiu SNR, gim
hiu qu ph ca h thng.
Tp õm nhiu trng cng Gauss l loi nhiu ph bin nht
trong h thng truyn dn. Loi nhiu ny cú mt ph cụng sut l
ng u trong c bng thụng v biờn tuõn theo phõn b Gauss.
Theo phng thc tỏc ng thỡ nhiu Gaussian l nhiu cng. Vỡ vy
tớn hiu thu c vit li nh sau:
)()(*)()( tnhtxty +=
t
(1.20)
1.7. NHIU LIấN K T ISI
L xuyờn nhiu gia cỏc kớ t trong khong thi gian T ca
cỏc frame FFT liờn tip (trong min thi gian), ngha l cỏc kớ t
cnh nhau s giao thoa vi nhau dn n mộo dng kớ t v mỏy thu
cú th quyt nh sai v kớ t ny. Hin tng a ng lm cho mi
súng mang con tri nng lng i vi nhng kờnh k cn, iu ny lm
cho tớn hiu c gi trc s gõy nhiu lờn tớn hiu ang gi hin hnh.
Bng vic chốn tin t vũng, vn ny s c gii quyt.
1.8. NHIU LIấN SểNG MANG ICI
6
Nhiu giao thoa liờn súng mang, c nh ngha l xuyờn
nhiu (crosstalk) gia cỏc súng mang ph ca cựng mt frame FFT
(trong min tn s). ICI phỏ hy tớnh trc giao ca súng mang. Nhiu
ICI c loi b hon ton nh s dng tp tn s trc giao lm tp
tn s ca cỏc kờnh ph.
1.9. DUNG LNG KấNH Vễ TUYN
1.10. KT LUN CHNG
CHNG 2- K THUT OFDM
2.1. GII THIU CHNG
2.2. KHI NIM
Nguyờn lý c bn ca OFDM l chia mt lung d liu tc
cao thnh cỏc lung d liu tc thp hn v phỏt ng thi trờn
mt s cỏc súng mang con trc giao.
2.3. SO SNH FDM V OFDM
- Trong FDM, tớn hiu truyn cn cú khong bo v tn s
gia cỏc kờnh m bo khụng b chng ph, vỡ vy khụng cú hin
tng giao thoa liờn kớ t ISI (Inter symbol Interference) gia nhng
súng mang. iu ny lm gim hiu qu ph.
- Trong OFDM tt c cỏc súng mang th cp trong tớn hiu
c ng b thi gian v tn s vi nhau, cho phộp kim soỏt tt can
nhiu gia cỏc súng mang vi nhau. Cỏc súng mang ny chng lp trong
min tn s nhng khụng gõy can nhiu gia cỏc súng mang ICI (Inter
Carrier Interference) do bn cht trc giao ca iu ch.
2.4 TNH TRC GIAO
Ti v trớ nh ca súng mang ny s l null (im khụng)
ca cỏc súng mang cũn li, nờn cỏc súng mang ny s khụng gõy
nhiu ln nhau.
7
2.5. CU TRC OFDM
Cu trỳc min tn s OFDM gm 3 loi súng mang con:
- Súng mang con d liu cho truyn d liu.
- Súng mang con dn ng cho mc ớch c lng v ng b.
- Súng mang con vụ dng (null) khụng truyn dn, c
s dng cho cỏc bng bo v v cỏc súng mang DC.
2.6. S KHI CA H THNG OFDM
Hỡnh 2.7 S h thng OFDM
u tiờn, dũng d liu u vo vi tc cao c chia
thnh nhiu dũng d liu song song tc thp hn nh b chuyn
i ni tip-song song. Mi dũng d liu song song sau ú c mó
húa (Conv. Encoder) v c sp xp theo mt trỡnh t hn hp bng
b xen r (Interleaver). Sau khi ó c mó húa v xen r, cỏc dũng
bit trờn cỏc nhỏnh s c iu ch s (ỏnh x vo biờn v pha
ca súng mang ph) bng b MQAM mapping v c a n u
8
vo ca khi IFFT. Khi IFFT cú nhim v bin i ph ca d liu
t min tn s sang min thi gian. Sau ú tin t lp CP (Cyclic
Prefix) c chốn vo gim nhiu xuyờn ký t (ISI), nhiu xuyờn
kờnh (ICI) do truyn trờn cỏc kờnh vụ tuyn di ng a ng. Cui
cựng thc hin iu ch cao tn, khuch i cụng sut v phỏt i t
anten.
Trong quỏ trỡnh truyn, trờn cỏc kờnh s cú cỏc ngun nhiu
tỏc ng n nh nhiu Gausian trng, fading Rayleigh, dch
Doppler, tri tr
Bờn phớa thu, tớn hiu thu c chuyn xung tn s thp v
tớn hiu ri rc nhn c sau b D/A thu. Khong bo v c loi
b v cỏc mu c chuyn i t min thi gian sang min tn s
bng phộp bin i FFT. Sau ú, tựy vo s iu ch c s
dng, s dch chuyn v biờn v pha ca cỏc súng mang con s
c sp xp ngc tr li v c gii mó. Sau cựng, chỳng ta nhn
li c dũng d liu ni tip ban u sau khi chuyn t song song
v ni tip.
2.7. NG B
ng b l mt trong nhng vn ang rt c quan tõm
trong k thut OFDM bi nú cú ý ngha quyt nh n kh nng ci
thin cỏc nhc im ca OFDM. Nu khụng m bo s ng b v
tn s súng mang thỡ s dn n nguy c mt tớnh trc giao gia cỏc
súng mang nhỏnh, lm cho h thng OFDM mt i cỏc u im c
trng nh s trc giao ny. Trong h thng OFDM, cú ba loi ng
b khỏc nhau l: ng b ký t, ng b tn s súng mang v ng
b tn s ly mu.
2.8. U NHC IM CA H THNG OFDM
2.8.1.u im
9
- Tng hiu qu s dng bng thụng.
- Chu ng tt fading chn lc tn s.
- Chng c nh hng ca nhiu liờn kớ t ISI v nhiu
liờn súng mang ICI.
- S phc tp ca mỏy phỏt v mỏy thu gim ỏng k nh s
dng FFT v IFFT.
2.8.2. Nhc im
- Nhy vi dch tn s.
- Ti mỏy thu, s rt khú khn trong vic quyt nh v trớ
nh thi ti u gim nh hng ca ICI, ISI.
- T s cụng sut nh trờn cụng sut trung bỡnh PAPR ln.
2.9. MT S NG DNG CA OFDM
2.10. KT LUN CHNG
CHNG 3 - H THNG MIMO - OFDM
3.1. GII THIU CHNG
MIMO-OFDM l h thng kt hp c cỏc u im ca h
thng MIMO v h thng OFDM, trong ú vic ci thin dung
lng, tc h thng cng nh vn gim nhiu, gim kớch thc
v s phc tp ca mỏy thu-phỏt l nhng u im ni bt.
Vi nhng u im ni bt ca h thng MIMO v k thut
OFDM, vic kt hp h thng MIMO v k thut OFDM l mt gii
phỏp ha hn cho cỏc h thng thụng tin khụng dõy bng rng nh
Wimax, LTE.
3.2. TNG QUAN V H THNG MIMO OFDM
3.2.1. Mụ hỡnh h thng MIMO
Mụ hỡnh h thng MIMO c biu din di dng n gin
nh sau: y = Hx + n
10
trong ú:
R
N
Cy ẻ biu din tớn hiu nhn N
R
anten (N
R
chiu)
T
N
Cx ẻ biu din tớn hiu phỏt t N
T
anten (N
T
chiu)
R
N
Cnẻ kớ hiu nhiu Gauss trng N(0,
2
)
TR
NN
CH
ẻ l ma trn kờnh truyn cha cỏc h s phc h
ij
,
kớch thc N
R
x N
T
, h
ij
cú biờn v dch pha ngu nhiờn ph
thuc vo s bin i ca kờnh truyn, mi h s h
ij
biu din li
ca kờnh truyn t anten phỏt j n anten thu i.
3.2.2. Dung lng ca h thng MIMO
Dung lng kờnh truyn MIMO c tớnh theo biu thc sau :
Bớt/s/Hz (3.9)
Tu thuc v thụng tin trng thỏi kờnh truyn CSI (Channel
State Information) c bit ti c hai ni phỏt v ni thu hay CSI
ch bit ti ni thu, m dung lng kờnh truyn cú th khỏc nhau do
cỏch phõn phi cụng sut ti u hay ng u ti anten phỏt.
3.2.3. Mụ hỡnh h thng MIMO-OFDM
Hỡnh 3.4 Mụ hỡnh h thng MIMO-OFDM
Gi s s s dng N
T
anten phỏt v N
R
anten thu.
11
ỳ
ỳ
ỳ
ỳ
ỳ
ỷ
ự
ờ
ờ
ờ
ờ
ờ
ở
ộ
=
)()()(
)()()(
)()()(
)(
21
22221
11211
khkhkh
khkhkh
khkhkh
kH
TRRR
T
T
NNNN
N
N
L
MOMM
L
L
K thut OFDM s dng b chuyn i ni tip-song song
chia kờnh truyn chn lc tn s thnh N kờnh truyn con fading
phng. H thng MIMO-OFDM cú chc nng tng ng nh h
thng MIMO. Kờnh truyn h thng MIMO-OFDM cú th mụ t
thụng qua ma trn H nh sau:
(3.10)
Trong ú
)(kh
ij
l li kờnh truyn t anten phỏt th j
ti anten thu th i ti súng mang ph th k.
3.3. CC K THUT PHN TP TRONG H THNG
MIMO-OFDM
3.3.1. Phõn tp thi gian
L k thut s dng i vi kờnh truyn bin i theo thi
gian, iu ny thng xy ra i vi cỏc trng hp mỏy thu hay
mỏy phỏt ang chuyn ng tng i vi nhau.
Phõn tp thi gian cú th thu c tớn hiu qua mó hoỏ v
xen kờnh.
3.3.2. Phõn tp khụng gian
S dng nhiu anten c xp trong khụng gian ti phớa phỏt
hoc phớa thu phỏt hoc thu tớn hiu. Cỏc anten c phõn chia
nhng khong cỏch ln sao cho tớn hiu khụng b tng quan vi
nhau. Yờu cu v khong cỏch gia cỏc anten tựy thuc vo cao
ca anten, mụi trng lan truyn v tn s lm vic. Khong cỏch
12
in hỡnh khong vi bc súng l cỏc tớn hiu khụng b tng
quan vi nhau.
Cú th chia phõn tp khụng gian thnh 3 loi: Phõn tp anten
phỏt, phõn tp anten thu, phõn tp anten phỏt v thu.
3.3.3. Phõn tp tn s
S dng cỏc thnh phn tn s khỏc nhau phỏt cựng mt
thụng tin. Cỏc tn s cn c phõn chia m bo cỏc tớn hiu
truyn khụng b tng quan vi nhau v b nh hng fading mt
cỏch c lp. Khong cỏch gia cỏc tn s phi ln hn vi ln bng
thụng nht quỏn m bo rng fading trờn cỏc tn s khỏc nhau l
khụng tng quan vi nhau.
3.4. NHNG LI CH CA H THNG MIMO-OFDM
3.4.1. li mng (Beamforming)
3.4.2. li ghộp kờnh khụng gian (Spatial Multiplexing)
3.4.3. li phõn tp (Spatial Diversity)
3.4.4. Trit nhiu giao thoa
3.5. M HO KHễNG GIAN-THI GIAN STC
Mụi trng vụ tuyn trong trng hp b cỏc hin tng a
ng v tỏn x mnh khin tớn hiu thu c t cỏc anten hon ton
c lp. Thay vỡ tỡm mi cỏch chng li hin tng a ng, mó
hoỏ khụng gian thi gian li dng tớnh cht ny nõng cao dung
lng kờnh truyn. Vi mt chui symbol vo b mó hoỏ khụng gian
thi gian s chn cỏc im tng ng trờn gin chũm sao
truyn ng thi ti tt c cỏc anten qua ú tng li ghộp kờnh v
li phõn tp.
3.6. NH HNG CA PAPR TRONG H THNG MIMO-
OFDM
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét