Đang tải... (xem toàn văn)
Mã hóa ghép kênh phân chia tần số trực giao (OFDM)
LỜI NÓI ĐẦU Điều chế sóng mang vấn đề quan trọng việc truyền tải liệu Ngày nay, với phát triển ngày mạnh mẽ dịch vụ truyền thông, phát thanh, truyền hình, đòi hỏi cần có phương pháp điều chế phù hợp để giảm thiểu lỗi đường truyền, cung cấp băng thông truyền lớn Kỹ thuật OFDM (viết tắt Orthogonal frequency-division multiplexing) trường hợp đặc biệt phương pháp điều chế đa sóng mang, sóng mang phụ trực giao với nhau, nhờ phổ tín hiệu sóng mang phụ cho phép chồng lấn lên mà phía thu khôi phục lại tín hiệu ban đầu Sự chồng lấn phổ tín hiệu làm cho hệ thống OFDM có hiệu suất sử dụng phổ lớn nhiều so với kỹ thuật điều chế thông thường Kỹ thuật điều chế OFDM R.W Chang phát minh năm 1966 Mỹ Trong thập kỷ vừa qua, nhiều công trình khoa học kỹ thuật thực khắp nơi giới Đặc biệt công trình khoa học Weistein Ebert chứng minh phép điều chế OFDM thực thông qua phép biến đổi IDFT phép giải điều chế OFDM thực phép biến đổi DFT Phát minh với phát triển kỹ thuật số làm cho kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng trở nên rộng rãi Thay sử dụng IDFT người ta sử dụng phép biến đổi nhan IFFT cho điều chế OFDM, sử dụng FFT cho giải điều chế OFDM Ngày kỹ thuật OFDM kết hợp với phương pháp mã kênh sử dụng thông tin vô tuyến Các hệ thống gọi COFDM (code OFDM) Trong hệ thống tín hiệu trước điều chế OFDM mã kênh với loại mã khác nhằm mục đích chống lại lỗi đường truyền Do chất lượng kênh (fading SNR) sóng mang phụ khác nhau, người ta điều chế tín hiệu sóng mang với mức điều chế khác Hệ thống mở khái niệm hệ thống truyền dẫn sử dụng kỹ thuật OFDM với điều chế tín hiệu thích ứng Kỹ thuật sử dụng hệ thống thông tin máy tính băng rộng HiperLAN/2 Châu Âu Trên giới hệ thống chuẩn hóa theo tiêu chuẩn IEEE.802.11a Để giúp người có nhìn tổng quát phương pháp điều chế COFDM, nhóm tập trung làm rõ số nội dung liên quan đến phương pháp phần Page CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa tiếng anh Nghĩa tiếng việt OFDM Orthogonal frequency division multiplexing Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex Frequency shift keying Quaternary phase shift keying Ghép kênh phân chia số trực giao Ghép kênh phân chia theo tần số mã hóa trực giao Điều biến dịch tần số Đánh tín hiệu dịch pha phần tư Bộ điều biến biên độ vuông góc COFDM FSK QPSK QAM TV PC ISDN DMT DAB DVB ADSL CDMA AWGN GSM TDMA FDM IFFT FFT FEC WLAN AFC SDTV Quadrature amplitude modulatio Television Personal computer Integrated Service Digital Net Discrete Multi - Tone Digital Audio Broadcasting Digital Video Broadcasting Asymmetric digital subscriber line Code division multiple access Additive white Gaussian noise Global System for Mobile Communications Time division multiple access Frequency division multiplex Inverse Fast Fourrier Transform Fast Fourier transform Forward error correction Wireless Local Area Network Automatic frequency control Standard Definition Television Page Truyền hình Máy tính cá nhân Mạng số với dịch vụ tích hợp Đa âm gián đoạn Phát quảng bá số Truyền hình quảng bá số Đường thuê bao số bất đối xứng Đa truy nhập phân chia mã Tạp âm Gausian trắng cộng Hệ thống truyền thông di động toàn cầu Đa truy nhập phân chia thời gian Ghép kênh chia tần số Biến đổi Fourrier ngược nhanh Biến đổi Fourrier nhanh Sự hiệu chỉnh sửa lỗi Mạng cục vô tuyến Điều khiển tần số tự động Truyền hình độ nét chuẩn HDTV JPEG DCT MPEG ISO IEC T-DMB DVB-H MMDS ITU High Definition Televison Joint Photographic Experts Group Discrete cosine transform Motion Picture Experts Group International Organization for Standardization International Electrotechnical Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting Digital Video Broadcasting for Hand-helds Multipoint Microwave Distribution System International Telecommunication Union Page Truyền hình độ nét cao Nhóm liên hiệp chuyên gia đồ họa Biến đổi cosin rời rạc Nhóm chuyên gia hình ảnh động Tổ chức quốc tế chuẩn hóa Uỷ ban kĩ thuật điện quốc tế Phát truyền hình số đa phương tiện mặt đất Truyền hình số quảng bá cho thiết bị cầm tay Hệ thống phân phối vi sóng đa điểm Hiệp hội viễn thông quốc tế DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ CHƯƠNG 19 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Hình 19.1: Kênh vô tuyến mặt đất Hình 19.2: Chuyển giao chức kênh vô tuyến với tiếp nhận đa đường, chọn lọc tần số Fading Hình 19.3: Can nhiễu liên ký tự / nhiễu xuyên âm liên ký tự với tiếp nhận đa đường Hình 19.4: COFDM: Đa sóng mang kênh vô tuyến với fading Hình 19.5: Biến đổi Fourrier xung vuông góc Hình 19.6: Ghép kênh phân chia theo tần số mã hóa trực giao( COFDM) Hình 19.7: Biểu tượng COFDM Hình 19.8: Điều kiện trực giao COFDM Hình 19.9: Sơ đồ khối lý thuyết điều chế COFDM Hình 19.10: Thực tế thực điều chế COFDM biến đổi Fourrier ngược nhanh Hình 19.11: Biến đổi Fourrier ngược nhanh phổ đối xứng Hình 19.12: Biến đổi Fourrier ngược nhanh phổ bất đối xứng Hình 19.13: Biến đổi Fourrier ngược nhanh với tần số thay đổi Hình 19.14: Ghép kênh phân chia theo tần số mã hóa trực giao với sóng mang Hình 19.15: Ghép kênh phân chia theo tần số mã hóa trực giao với 12 sóng mang Hình 19.16: Biểu tượng COFDM với khoảng bảo vệ Hình 19.17: Khoảng bảo vệ lấp đầy với kết thúc biểu tượng Hình 19.18: Tạo khoảng bảo vệ Hình 19.19: Đa đường tiếp nhận COFDM Hình 19.20: Ví dụ thực tế: hàm tự tương quan vị trí cửa sổ FFT, nhận đường dẫn tín hiệu [VIERACKER] Hình 19.21: Ví dụ thực tế: hàm tự tương quan vị trí cửa sổ FFT, nhận hai đường với suy giảm 0dB (0dB echo); tổng hợp hàm tự tương quan cho hai đường dẫn tín hiệu [VIERACKER] Page • Hình 19.22: Tín hiệu phổ với vai ghép kênh phân chia tần số mã hóa trực giao truyền hình số quảng bá mặt đất DANH MỤC CÁC BẢNG • • Bảng 1.1: Các chuẩn phát truyền hình số quảng bá + Phương pháp Bảng 19.1: Các mode COFDM Truyền hình số quảng bá mặt đất DVB-T MỤC LỤC Page CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG CHƯƠNG 19: GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ MÃ HÓA TRỰC GIAO 19.1: Tại sử dụng đa sóng mang? 19.2: Ghép kênh phân chia theo tần số mã hóa trực giao gì? 19.3: Tạo biểu tượng COFDM 19.4: Bổ sung tín hiệu phổ COFDM 19.5: Điều chế phân cấp 19.6: Tổng kết CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Page Trong nhiều thập kỷ, truyền hình truyền dẫn liệu tích hợp đồng thời đường truyền dẫn, nhiên hoàn toàn độc lập với Mặc dù truyền hình sử dụng hình máy tính thập niên tám mươi kỷ trước ,nhưng tương tác hai lĩnh vực Ngày nay, trở nên nhiều khó khăn để phân biệt hai phương tiện truyền thông truyền hình ,và máy tính ngày hội tụ đa phương tiện Hiện TV đời cao cho thẻ máy tính để dễ dàng trở thành máy truyền hình Teletext giới thiệu trở lại thập niên tám mươi để cung cấp đầu bổ sung thông tin kỹ thuật số TV analog Đối với giới trẻ , loại thông tin phần tự nhiên việc nghe nhìn , ví dụ như hướng dẫn chương trình điện tử, thể teletext khởi đầu truyền hình Và sống thời đại truyền hình kỹ thuật số, thực tế từ năm 1995, phân biệt liệu truyền hình biến Khi người theo dõi phát triển xuyên suốt lĩnh vực giống tác giả tham gia nhiều chuyến hội thảo, người ta gặp nhiều ứng dụng mà truyền hình dịch vụ liệu hội tụ tín hiệu, dịch vụ, chí liệu túy, ví dụ Truy cập Internet nhanh chóng thông qua kênh cung cấp cho truyền hình kỹ thuật số Các yếu tố phổ biến dẫn đến hợp tốc độ liệu cao Thế hệ ngày “đói” thông tin việc sử dụng hội tụ để có số lượng lớn đa dạng thông tin Nói chuyện với chuyên gia viễn thông tốc độ liệu, lắng nghe khoảng thời gian tỷ lệ tốc độ liệu sử dụng truyền hình kỹ thuật số Theo đó, GSM,ví dụ cho truy cập Internet, làm việc với tốc độ liệu 9600 bit / giây UMTS sử dụng tối đa Mbit / giây điều kiện tối ưu Truy cập điện thoại kênh ISDN có tốc độ 64 kbit / Page giây Tốc độ liệu tín hiệu truyền hình kỹ thuật số không nén với độ nét tiêu chuẩn 270 Mbit / giây truyền hình độ nét cao bắt đầu đạt khoảng 1,5 Gbit / s mở rộng phạm vi thành Gigabit/s Sẽ hoàn toàn hợp lý để gọi công nghệ truyền hình băng thông rộng, không từ điểm nhìn truyền hình kỹ thuật số mà Truyền hình analog , nơi kênh luôn rộng Một kênh analog kênh truyền hình số mặt đất có băng thông khoảng 6, MHz phát sóng kênh qua vệ tinh chí rộng đến 36 MHz Điều không đáng ngạc nhiên, bùng nổ diễn ra, đặc biệt cáp băng thông rộng sử dụng phương tiện để truy cập Internet tốc độ cao nhà phạm vi Mbit / giây, liên kết lên thông qua cáp modem Nền tảng cho truyền hình tương tự đặt Paul Nipkow vào năm 1883 ông phát triển đĩa Nipkow Ông có ý tưởng truyền tải hình ảnh cách disecting vào dòng Lần truyền hình analog thực việc truyền dẫn diễn năm ba mươi, bị kìm hãm lại Chiến tranh giới thứ II, nên truyền hình analog khởi đầu hướng nó, năm năm mươi, xuất màu đen trắng lần truyền hình analog Máy truyền hình màu mua lại cuối năm sáu mươi từ đó, công nghệ tinh chế bản, phòng thu nhà Không có thêm thay đổi nguyên tắc công nghệ Truyền hình Analog thường hoàn hảo, chất lượng nội dung, khó khăn để nhiều người quan tâm đến việc mua máy thu truyền hình kỹ thuật số Trong thập niên tám mươi, nỗ lực thực để khởi hành từ truyền hình analog truyền thống sử dụng D2MAC Với lý khác nhau, điều không thành công D2MAC biến khỏi tầm nhìn lần Tại châu Âu, hệ thống PAL tăng thêm vậy, việc giới thiệu PAL plus Page điều không đạt nhiều thành công thị trường TV Đồng thời, phương pháp tiếp cận khác thử nghiệm, chủ yếu Nhật Bản Mỹ, để đạt thành công với việc truyền tải HDTV, điều không đạt phổ biến mong đợi Trong phòng thu, tín hiệu truyền hình kỹ thuật số sử dụng từ đầu thập niên 90 tín hiệu truyền hình kỹ thuật số không nén phù hợp với "CCIR 601" Những tín hiệu liệu có tỷ lệ 270 Mbit / giây phù hợp để phân phối điều chế phòng thu, phổ biến Nhưng tất phù hợp cho phát truyền hình truyền tải cho người dùng cuối Các lực kênh có sẵn thông qua cáp, mặt đất kênh truyền hình vệ tinh không đủ cho tín hiệu Trong trường hợp tín hiệu HDTV, tốc độ liệu khoảng 1,5Gbit / giây không nén, tín hiệu không phát sóng.Sự kiện quan trọng lĩnh vực truyền hình kỹ thuật số coi việc thành lập tiêu chuẩn JPEG JPEG viết tắt Joint Photographic Experts Group, nhóm chuyên gia chuyên nén khuôn hình tĩnh.Nó biến đổi cosin rời rạc (DCT) sử dụng lần để nén khung hình vào cuối thập niên tám mươi Hôm nay, JPEG tiêu chuẩn thường sử dụng lĩnh vực liệu được sử dụng thành công lĩnh vực nhiếp ảnh kỹ thuật số Máy ảnh số có bùng nổ trở nên tốt để phương tiện thay nhiếp ảnh truyền thống nhiều lĩnh vực DCT trở thành thuật toán cho MPEG, ảnh Experts Group, phát triển tiêu chuẩn MPEG-1 năm 1993, tiêu chuẩn MPEG-2 vào năm 1995 Mục đích MPEG-1 để đạt full-motion (chuyển động toàn phần), hình ảnh tốc độ liệu lên đến 1,44 Mbit / giây, sử dụng CD phương tiện liệu Mục đích cho MPEG-2 cao để trở thành tín hiệu băng sở cho truyền hình kỹ thuật số toàn giới Ban đầu, truyền hình độ nét tiêu chuẩn (SDTV) cung Page cấp định dạng MPEG-2, truyền hình độ nét cao (HDTV) thực rõ ràng dự định ban đầu cho MPEG-3 Với MPEG-2, cấu trúc liệu MPEG mô tả (ISO / IEC 13.818-1) , phương pháp nén hình ảnh full-motion (ISO / IEC 13.818-2) cho âm nén (ISO / IEC 13.818-3) xác định Những phương pháp sử dụng khắp giới MPEG-2 cho phép tín hiệu truyền hình kỹ thuật số ban đầu 270 Mbit / giây nén đến khoảng 27 Mbit / giây Tốc độ liệu không nén tín hiệu âm stereo khoảng 1,5 Mbit / giây, giảm xuống khoảng 100 đến 400 kbit / giây, thông thường 192 kbit / s Như kết tất yếu yếu tố này, việc nén liệu kết hợp số chương trình để tạo thành tín hiệu liệu mà sau cung cấp, ví dụ: Kênh truyền hình tương tự 8-MHz Vào đầu năm chín mươi, Digital Video Broadcasting (DVB) ( truyền hình quảng bá số) tạo dự án châu Âu Trong trình phát triển dự án này, số phương thức truyền phát triển: DVB-S, DVB-C DVB-T Các phương pháp truyền dẫn vệ tinh DVB-S sử dụng từ khoảng năm 1995, sử dụng phương pháp điều chế QPSK với băng thông kênh khoảng 33 ÷36 MHz, tốc độ liệu gộp 38 Mbit / giây truyền dẫn với truyền hình vệ tinh Với tốc độ Mbit / giây cho chương trình, truyền tới 6, chí 10 chương trình kênh, phụ thuộc vào tốc độ liệu nội dung chương trình chủ yếu âm phát sóng, 20 chương truyền kênh Trong trường hợp DVB-C, truyền qua cáp đồng trục, điều chế 64QAM cung cấp liệu tỷ lệ 38 Mbit / giây băng thông có MHz HFC hành (sợi đồng trục hybrid) cho tốc độ liệu 50 Mbit / s cho kênh DVB-C, sử dụng từ khoảng năm 1995 Hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T bắt đầu vào năm 1998 Vương quốc Anh chế độ 2K có toàn giới Phát sóng tín Page 10 sóng mang tạo ra, lý trình điều chế với trợ giúp IFFT mô tả bước Hình 19.11 Biến đổi Fourrier ngược nhanh phổ đối xứng Bộ điều chế COFDM hình 19.10, bao gồm khối IFFT, tiếp sau trộn phức phức hợp (bộ điều chế I / Q ) Gồm hai đầu vào khác phần thực Re(f) phần ảo Im(f) miền tần số Sau thực phép biến đổi Fourier ngược khối IFFT kết đầu phần thực Re(t) phần ảo Im(t) miền thời gian Page 29 Hình 19.12 Biến đổi Fourrier ngược nhanh phổ bất đối xứng Từ quang phổ đối xứng dải trung tâm kênh COFDM (Hình 19.11) bao gồm sóng mang số N Sau khối IFFT Tại đầu Im(t), u (t) = 0V Tín hiệu đầu Re(t) tín hiệu hình sin, đáp ứng điều kiện đối xứng Sau điều chế I / Q, sóng mang tín hiệu với biên độ điều chế bị nén kết có thành phần thời gian thực Tuy nhiên, với vạch phổ phạm vi dải (sóng mang N) bị nén Và có thành phần sóng mang số với tín hiệu phức hợp miền thời gian thu phổ không đối xứng (hình 19.12 19.13).Tại đầu Re (t) sau khối IFFT, tín hiệu sin với biên độ nửa biên độ trước Ngoài ra, IFFT cung cấp tín hiệu đầu hình sin có tần số biên độ với đầu Im(t) Điều tạo tín hiệu phức hợp miền thời gian Tức Re (t) Im (t), đưa vào điều chế I / Q, kết dải tần số sóng mang chuyển đổi dao động hình sin Một tín hiệu điều chế đơn biên tạo đại diện cho Page 30 điều chế SSB Thay đổi tần số kích thích mức độ thay đổi tần số tín hiệu đầu côsin sin Re (t) Im (t) Re (t) Im (t) có biên độ; tần số pha khác 90 Về nguyên tắc, mối quan hệ lẫn áp dụng cho tất sóng mang phụ Đối với sóng mang phụ, Im (t) trễ pha 900 so với Re(t) có biên độ Hình 19.13 Biến đổi Fourrier ngược nhanh với tần số thay đổi Việc có nhiều sóng mang tạo tín hiệu ngẫu nhiên xuất Re(t) Im(t), phần thực phần ảo có độ lệch pha 900 miền thời gian Im (t) biến đổi Hilbert Re(t) Biến đổi hình dung dịch chuyển pha 90 ° cho tất thành phần quang phổ Nếu hai tín hiệu miền thời gian đưa vào điều chế I / Q, ký hiệu COFDM tạo Trong trường hợp, cao thấp tương ứng, băng COFDM bị nén loại điều chế này, cung cấp hàng nghìn biến đổi pha loại điều chế đơn biên Có nhiều tài liệu tham khảo, số từ 20 năm trước đây, có chứa ghi điều điều chế đơn biên loại dịch chuyển pha Nó thực tế sóng mang Re(t) im (t) có biên độ giống khác 90 độ, Page 31 dải biên COFDM phía không tạo nhiễu xuyên với dải biên dưới, ngược lại, tần số trung tâm Hình 19.14 Ghép kênh phân chia theo tần số mã hóa trực giao với sóng mang Page 32 Hình 19.15 Ghép kênh phân chia theo tần số mã hóa trực giao với 12 sóng mang Hiện tín hiệu analog, không lý tưởng, điều chế I/Q thường sử dụng phương pháp điều chế trực tiếp , hiệu ứng phát sinh giải thích theo cách Nhiều sóng mang (Hình 19.14), nhiều xuất ngẫu nhiên tương ứng với ký hiệu COFDM Thậm chí cần 12 sóng mang đơn đặt theo thứ tự tương đối ngẫu nhiên liên quan với kết ký hiệu COFDM, ký hiệu tính toán tạo đoạn pipeline Một số bit liệu luôn kết hợp điều chế lên số lượng lớn lên đến hàng ngàn sóng mang phụ COFDM Thứ nhất, bảng phần thực phần ảo tạo miền tần số sau đó, sau khối IFFT, bảng Re (t) Im (t) lưu trữ nhớ Qua giai đoạn, chiều dài không đổi ký hiệu COFDM sau tạo Δt = 1/Δf Giữa ký hiệu này, có khoảng bảo vệ có chiều dài xác định thường trì điều chỉnh Page 33 Hình 19.16 Biểu tượng COFDM với khoảng bảo vệ Bên khoảng bảo vệ này, thoáng qua âm phản xạ giảm bớt ngăn cản can nhiễu ký hiệu Khoảng bảo vệ phải dài so với thời gian lan truyền âm phản xạ dài hệ thống truyền Vào cuối khoảng thời gian bảo vệ, tất kiện thoáng qua nên bị phân rã Nếu trường , tạp âm tạo can nhiễu ký hiệu, hàm đơn giản cường độ âm phản xạ Tuy nhiên , khoảng bảo vệ không đơn giản thiết lập không Thông thường, kết thúc ký hiệu bí xác vào khoảng thời gian (Hình 19.17) khoảng bảo vệ nhìn thấy biểu đồ dao động Hoàn toàn từ điểm nhìn xử lý tín hiệu, khoảng thời gian bảo vệ có dễ dàng Các tín hiệu tạo sau khối IFFT ghi vào nhớ số trường sau đọc luân phiên phù hợp với nguyên tắc đường Khoảng bảo vệ sau cần tạo cách đọc vào cuối nội dung nhớ phức hợp tương ứng chiều dài khoảng bảo vệ (Hình 19.18) Page 34 Hình 19.17 Khoảng bảo vệ lấp đầy với kết thúc biểu tượng Hình 19.18 Tạo khoảng bảo vệ Page 35 Nhưng không đơn giản để lại khoảng trống bảo vệ thay làm đầy với kết thúc ký hiệu thường thực hiện? Lý đường đi, khóa tiếp nhận COFDM vào ký hiệu COFDM Nếu khoảng bảo vệ (thường gọi CP = cyclic prefix) không chiếm trọng tải thông tin, bên nhận đạt xác biểu tượng COFDM vị trí thích hợp, nhiên không khả thi thực tế việc làm tròn số giảm âm phản xạ nhiều suốt trình truyền Hình 19.19 Đa đường tiếp nhận COFDM Những khó khăn việc bắt đầu kết thúc biểu tượng phát trường hợp Tuy nhiên, ví dụ kết thúc biểu tượng lặp lặp lại khoảng bảo vệ, thành phần tín hiệu tồn nhiều lần tín hiệu dễ dàng tìm thấy phương tiện hàm tự tương quan bên nhận Điều làm cho tìm thấy bắt đầu Page 36 kết thúc khu vực ký hiệu không bị ảnh hưởng can nhiễu ký tự âm phản xạ Hình 19.19 cho thấy điều trường hợp hai đường nhận Bằng cách sử dụng hàm tự tương quan, bên nhận cửa sổ lấy mẫu FFT , chiều dài xác ký hiệu đường, luôn dòng lên với khu vực không bị ảnh hưởng (Hình 19.20 19.21) Vì vậy, cửa sổ lấy mẫu vị trí xác biểu tượng thực tế, kết pha lỗi, tạo thay đổi tất biểu đồ chòm điểm phải loại bỏ bước xử lý Tuy nhiên, pha lỗi tạo phép xoay tất sơ đồ chòm điểm Khoảng bảo vệ sử dụng để loại bỏ fading Nhưng không ngăn chặn fading việc thêm vào bảo vệ lỗi cho dòng liệu phương tiện FEC (chuyển tiếp sửa lỗi) phân phối dòng liệu đồng tất sóng mang COFDM kênh truyền dẫn Hình 19.20 Ví dụ thực tế: hàm tự tương quan vị trí cửa sổ FFT, nhận đường dẫn tín hiệu [VIERACKER] Page 37 Hình 19.21 Ví dụ thực tế: hàm tự tương quan vị trí cửa sổ FFT, nhận hai đường với suy giảm dB (0 dB echo); tổng hợp hàm tự tương quan cho hai đường dẫn tín hiệu [VIERACKER] 19.4 Bổ sung tín hiệu phổ COFDM Cho đến nay, ghép kênh phân chia tần số trực giao, bảo vệ thông tin khỏi lỗi phân phối qua nhiều sóng mang sau vector điều chế truyền Điều tạo cảm tưởng tất sóng mang mang tải trọng Tuy nhiên thực tế, điều Trong tất phương pháp truyền COFDM quen thuộc (DAB, DVB-T, ISDB-T, WLAN, ADSL), loại sau sóng mang COFDM tìm thấy với mức độ nhiều hay ít, không cả: • • • Không Sóng sử dụng Hoa mang sóng tiêu Page 38 mang tải thiết lập cố trọng, không, định, • Hoa tiêu không • Sóng mang liệu đặc biệt cho thông tin bổ sung cố định, Thuật ngữ 'tín hiệu bổ sung' khái quát, chúng có chức năng, có bố trí khác Trong phần này, chức tín hiệu bổ sung quang phổ COFDM thảo luận chi tiết Các sóng mang tải trọng mô tả Nó truyền tải liệu tải trọng thực tế cộng với bảo vệ lỗi vector điều chế theo nhiều cách khác Trong số khác, kết hợp với điều chế QPSK, 16QAM hay 64QAM, thường sử dụng điều chế kết hợp 2, bit sóng mang sau ánh xạ trực tiếp vào sóng mang tương ứng Trong trường hợp mã hóa không kết hợp thường xuyên sử dụng, thông tin chứa sóng mang chòm điểm khác từ ký hiệu Các phương pháp DQPSK DBPSK Khác biệt mã hóa có ưu điểm "tự phục hồi", tức pha lỗi điều chỉnh tự động, tiết kiệm sở điều chỉnh kênh bên nhận trở nên đơn giản Tuy nhiên, giá trị hai lần hệ số bit lỗi so với mã hóa kết hợp Vì vậy, sóng mang liệu mã hóa sau: • Kết hợp • Mã hóa khác biệt Các sóng mang biên độ sóng mang dưới, không sử dụng hầu hết trường hợp thiết lập không không mang theo thông tin Chúng gọi sóng mang zero-information có hai lý cho tồn sóng mang không sử dụng thông tin số không • Ngăn chặn nhiễu xuyên âm kênh lân cận cách tạo điều kiện cho việc lọc vai phổ COFDM • Dung lượng bit ký hiệu thích ứng với cấu trúc liệu đầu vào Page 39 Hình 19.22 Tín hiệu phổ với vai ghép kênh phân chia tần số mã hóa trực giao truyền hình số quảng bá mặt đất Một phổ COFDM (Hình 19.22) gọi 'vai' đơn giản kết sin (x) / x sóng mang riêng lẻ Các vai gây nhiễu kênh lân cận cần thiết phải cải thiện gọi vai gây suy giảm cách áp dụng biện pháp lọc phù hợp Những biện pháp lọc thực dễ dàng cách không sử dụng sóng mang biên lọc không cần phải dốc trường hợp Một bội số nguyên biểu tượng, cần thiết để tham gia với cấu trúc liệu đầu vào thường cấu trúc khối Một biểu tượng mang theo số lượng định bit sóng mang liệu ký hiệu Cấu trúc liệu dòng liệu đầu vào cung cấp số lượng định bit cho khối Số lượng sóng mang tải trọng biểu tượng Page 40 sau lựa chọn để tính toán đầu xác sau số lượng định khối liệu hoàn chỉnh ký hiệu IFFT sử dụng để lựa chọn số lượng sóng mang, sau trừ tất liệu sóng mang thử , lại sóng mang, cụ thể sóng mang thông tin số không Có sóng mang thử • Sóng mang thử với vị trí cố định quang phổ sau đây: • Sóng mang thử với vị trí biến đổi quang phổ Sóng mang thử với vị trí cố định quang phổ sử dụng để kiểm soát tần số tự động (AFC) bên nhận, tức để khóa với tần số truyền Các sóng mang thử thường tín hiệu côsin nằm trục thực vị trí biên độ cố định Thường có số hoa tiêu cố định quang phổ Nếu tần số nhận không gắn với tần số phát, tất biểu đồ chòm điểm luân phiên ký hiệu Vào cuối bên nhận, hoa tiêu cố định ký hiệu bị bỏ lỡ tần số nhận được sửa chữa theo cách mà khác biệt pha từ hoa tiêu cố định đến ký hiệu trở không Các sóng mang thử với vị trí biến đổi quang phổ sử dụng để đo tín hiệu cho dự toán kênh sửa chữa kênh vào cuối bên nhận, trường hợp điều chế kết hợp Người ta nói đại diện cho tín hiệu quét cho kênh dự toán để đo lường kênh Đặc biệt sóng mang liệu với thông tin bổ sung thường sử dụng kênh thông tin nhanh chóng từ bên phát đến bên nhận để thông báo cho bên nhận thay đổi thực loại điều chế ví dụ chuyển mạch từ QPSK đến 64QAM Bằng cách này, thường xuyên tất thông số truyền dẫn truyền từ bên phát đến bên nhận, ví dụ DVB-T Sau cần thiết lập xấp xỉ tần số nhận bên nhận 19.5 Điều chế phân cấp Phương thức truyền kỹ thuật số thường biểu số khó khăn: hiệu ứng ‘fall off the cliff’ or ‘brickwall' tiếp nhận đột ngột chấm dứt tỷ số tín hiệu/tạp âm vượt giới hạn Đương nhiên, áp dụng cho COFDM Trong Page 41 số phương thức truyền COFDM (DVB-T, ISDB-T), gọi ‘điều chế phân cấp’ sử dụng để chống lại hiệu ứng Khi điều chế phân cấp bật, thông tin truyền phương tiện hai phương pháp truyền dẫn khác quang phổ COFDM Một phương pháp truyền dẫn mạnh mẽ hỗ trợ tốc độ liệu cao Một khác mạnh mẽ có khả xử lý tốc độ liệu cao , làm cho truyền tải tín hiệu video tương tự với chất lượng tín hiệu với chất lượng tín hiệu tốt dòng COFDM Vào cuối bên nhận, phương pháp lựa chọn điều kiện tiếp nhận Điều chế phân cấp không thảo luận chi tiết vào thời điểm có số phương pháp tiếp cận phụ thuộc vào tiêu chuẩn liên quan 19.6 Tổng kết Mã hóa ghép kênh phân chia tần số trực giao (OFDM) phương pháp truyền dẫn , thay sóng mang, ta sử dụng số lượng lớn sóng mang kênh truyền dẫn Nó thiết kế đặc biệt cho đặc tính kênh truyền dẫn mặt đất có chứa nhiều âm phản xạ Các thông tin truyền cung cấp với bảo vệ lỗi (mã hóa ghép kênh phân chia tần số trực giao - COFDM) phân phối tất sóng mang Sóng mang vector điều chế trường hợp truyền tải phần thông tin COFDM tạo biểu tượng dài sóng mang đơn truyền, kết với trợ giúp khoảng bảo vệ, nhiễu liên ký hiệu âm phản xạ loại bỏ Do có bảo vệ lỗi thực tế thông tin phân phối qua nhiều sóng mang con, thông tin tự phục hồi dòng liệu gốc bị lỗi âm phản xạ Một lưu ý cuối cùng: Rất nhiều tài liệu tham khảo đề cập đến COFDM OFDM Trong thực tế, khác biệt hai phương pháp OFDM phần COFDM OFDM không làm việc mà bảo vệ lỗi chứa COFDM Page 42 Tài liệu tham khảo Chương 1: - [ISO13818-1], [ISO13818-2], [ISO13818-3], [ETS300421], [ETS300429], [ETS300744], [A53], [ITU205], [ETS300401], [ETS101980] Chương 19: - [REIMERS], [HOFMEISTER], [FISCHER2], [DAMBACHER], [CHANG], [VIERACKER] Page 43 [...]... gọi là ghép kênh phân chia theo tần số mã hóa trực giao (COFDM) Nó cần thiết để thấy rằng các sóng mang lân cận không can thiệp đến nhau, tức là trực giao với nhau 19.2 COFDM là gì? Ghép kênh phân chia tần số trực giao là một phương pháp đa sóng mang với hàng ngàn sóng mang phụ, trong đó không có sự can thiệp giữa các sóng mang vì trực Page 20 giao với nhau Các thông tin được truyền tải được phân phối... bảo vệ lỗi thích hợp, kết quả là ghép kênh phân chia theo tần số mã hóa trực giao (COFDM) Mỗi sóng mang con là vector điều chế, tức là QPSK, 16QAM và thường lên đến 64QAM điều chế COFDM là một hỗn hợp của trực giao (vuông góc với nhau hoặc nói cách khác, không can thiệp lẫn nhau) và phân chia tần số (phân chia thông tin thành sóng mang phụ trong miền tần số) Trong một kênh truyền dẫn, thông tin có thể... hàm số sin(x)/x Tiếp theo là mối quan hệ giữa xung chữ nhật và tính trực giao? Tín hiệu của sóng mang có hình sin Tín hiệu hình sin của tần số fs=1/Ts dẫn tới 1 vạch phổ với tần số fs và –fs trong dải tần Tuy nhiên sóng mang hình sin mang thông tin về biên độ và sự đánh tín hiệu dịch tần số Page 23 Carrier spacing : khoảng cách sóng mang Channel bandwidth: kênh băng thông Hình 19.6: Ghép kênh phân chia. .. • Ghép kênh phân chia theo tần số mã hóa trực giao (COFDM) • Đa âm gián đoạn (DMT) Chúng được sử dụng • Phát thanh quảng bá số (DAB), • Truyền hình quảng bá số mặt đất (DVB-T), • Đường dây thuê bao không đối xứng (ADSL), • Truyền của các tín hiệu dữ liệu thông qua các đường dây điện • ISDB-T • DTMB • DVB-T2 • DVB-C2 Trong phần này,đặc điểm và thế hệ của các phương pháp điều chế đa sóng mang như ghép. .. khảo, một số trong đó từ hơn 20 năm trước đây, có chứa các ghi chú về điều điều chế đơn biên của loại bộ dịch chuyển pha Nó chỉ ra thực tế rằng mỗi sóng mang con ở Re(t) và im (t) có biên độ giống nhau và khác 90 độ, Page 31 các dải biên COFDM phía trên không tạo ra nhiễu xuyên với dải biên dưới, và ngược lại, đối với tần số trung tâm Hình 19.14 Ghép kênh phân chia theo tần số mã hóa trực giao với 3... các chương trình có sẵn CHƯƠNG 19: GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ MÃ HÓA TRỰC GIAO (COFDM) Hầu như ngay từ khi bắt đầu việc truyền tải điện của các bản tin khoảng 100 năm trước đây,sóng mang đơn là phương pháp đã được sử dụng cho truyền tải thông tin Các thông báo được truyền đi rất nhanh dưới dạng hình sin bằng cách áp dụng biên độ analog , kỹ thuật điều chế tần số hoặc pha Kể từ thập niên tám mươi,... cung cấp một dòng dữ liệu duy nhất với bảo vệ lỗi và sau đó chia nó vào nhiều sóng mang phụ Sau đó thực hiện ghép kênh phân chia theo tần số (FDM) Như vậy, sau khi thực hiện FDM, một dòng dữ liệu được phân chia và truyền đi trong một kênh, không phải thông qua Page 21 một sóng mang duy nhất mà qua hàng ngàn sóng mang nhỏ, điều chế vector kỹ thuật số Kể từ khi các sóng mang phụ rất gần với nhau, ví dụ như... với tần số trung tâm Hình 19.14 Ghép kênh phân chia theo tần số mã hóa trực giao với 3 sóng mang Page 32 Hình 19.15 Ghép kênh phân chia theo tần số mã hóa trực giao với 12 sóng mang Hiện nay tín hiệu analog, không còn lý tưởng, điều chế I/Q thường được sử dụng vì là phương pháp điều chế trực tiếp , các hiệu ứng phát sinh chỉ có thể được giải thích theo cách này Nhiều sóng mang hơn (Hình 19.14), nhiều... thế hệ của các phương pháp điều chế đa sóng mang như ghép kênh phân chia tần số mã hóa trực giao (COFDM) hoặc đa âm gián đoạn (DMT) sẽ được mô tả Khái niệm về điều chế đa sóng mang xuất phát từ phòng thí nghiệm Bell ở Mỹ [CHANG] và ý tưởng ở Pháp trong những năm bảy mươi Trong những ngày đó, các con chip không đủ để phát triển những ý tưởng đó Mãi cho đến nhiều năm sau đó,đầu những năm chín mươi, khái... được truyền bởi sóng mang rời rạc thì ở một tần số đặc biệt, âm phản xạ sẽ gây hủy nhận tín hiệu tại các địa điểm cụ thể ở tần số này Hiệu ứng này là một hàm của tần số, cường độ và độ trễ của âm phản xa Page 18 Hình 19.2 Chuyển giao chức năng của một kênh vô tuyến với tiếp nhận đa đường, chọn lọc tần số Fading Nếu tỷ lệ dữ liệu cao của các tín hiệu kỹ thuật số được truyền qua vector điều chế sóng mang ... Fourrier ngược nhanh với tần số thay đổi Hình 19.14: Ghép kênh phân chia theo tần số mã hóa trực giao với sóng mang Hình 19.15: Ghép kênh phân chia theo tần số mã hóa trực giao với 12 sóng mang... biên dưới, ngược lại, tần số trung tâm Hình 19.14 Ghép kênh phân chia theo tần số mã hóa trực giao với sóng mang Page 32 Hình 19.15 Ghép kênh phân chia theo tần số mã hóa trực giao với 12 sóng mang... gọi ghép kênh phân chia theo tần số mã hóa trực giao (COFDM) Nó cần thiết để thấy sóng mang lân cận không can thiệp đến nhau, tức trực giao với 19.2 COFDM gì? Ghép kênh phân chia tần số trực giao