Đang tải... (xem toàn văn)
NHIỆM VỤ THỰC TẬP TỐT NGHIỆP 2 BẢN NHẬN XÉT THỰC TẬP TỐT NGHIỆP 3 LỜI NÓI ĐẦU 4 TÓM TẮT ĐỀ TÀI 6 MỤC LỤC 7 DANH SÁCH HÌNH VẼ 8 DANH SÁCH BẢNG BIỂU 9 DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT 10 CHƯƠNG I. KÊNH TRUYỀN THÔNG TIN VÔ TUYẾN 11 1.1 Pha đinh quy mô lớn 13 1.1.1 Mô hình suy hao chung 13 1.1.2 Mô hình suy hao IEEE802.16d 15 1.2 Pha đinh quy mô nhỏ 18 1.2.1 Tham số chung mô hình pha đinh quy mô nhỏ 18 1.2.2 Pha đinh phân tập thời gian và pha đinh phân tập tần số 19 1.2.3 Đặc trưng thống ke kênh pha đinh 21 1.3 Mô hình kênh SISO 22 1.3.1 Mô hình kênh indoor 22 1.3.2 Mô hình kênh outdoor 24 CHƯƠNG II. HỆ THỐNG OFDM 26 2.1 Nguyên lý cơ bản của OFDM 26 2.1.1 Sơ đồ phát thu OFDM đơn giản 26 2.1.2 Điều chế, giải điều chế OFDM 27 2.1.3 Khoảng bảo vệ trong OFDM 31 2.1.4 Dải thông bảo vệ trong OFDM 38 2.1.5 Đường BERSNR lý thuyết 41 CHƯƠNG III. THUẬT TOÁN CÂN BẰNG KÊNH MMMA VÀ CÂN BẰNG KÊNH TRONG OFDM 43
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Đề tài: TRIỂN KHAI MMMA CHO CÂN BẰNG KÊNH MÙ TRÊN HỆ THỐNG OFDM Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THANH TIỀN Lớp ĐT1 – K55 Giảng viên hướng dẫn: TS. HÀN HUY DŨNG Hà Nội, 10-2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: .…………….………….…… Số hiệu sinh viên: ……………… Khoá:…………………….Khoa: Điện tử - Viễn thông Ngành: ……………… 1. Đầu đề thực tập: ……………………………………………… ……………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… ……… 2. Các số liệu và dữ liệu ban đầu: …………………………………… …………………………………………… …… …………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………. … ……………………… ……………………………………………………………………………………. 3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: ……………………………………………………………………………………………………………… …. ……………………………………………………………………………………………………………………………… …… …. ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……… ….…………………………………………………………………………………………… 4. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ): ……………………………………………………………………………………………………………………… …. ………………………………………………………………………………………………………………………… ……….…………………………………………………………………………………………………………. 5. Họ tên giảng viên hướng dẫn: ……………………………………………………… …………………… 6. Ngày giao nhiệm vụ thực tập: ………………………………………………….…………… 7. Ngày hoàn thành thực tập: ……………………………………………………………………… ……… Ngày tháng năm Chủ nhiệm Bộ môn Giảng viên hướng dẫn Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày tháng năm Cán bộ phản biện BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BẢN NHẬN XÉT THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Số hiệu sinh viên: Ngành: Khoá: Giảng viên hướng dẫn: Cán bộ phản biện: 1. Nội dung thiết kế thực tập tốt nghiệp: 2. Nhận xét của cán bộ phản biện: Ngày tháng năm Cán bộ phản biện ( Ký, ghi rõ họ và tên ) LỜI NÓI ĐẦU Qua năm năm học tập và rèn luyện tại đại học Bách Khoa Hà Nội, việc thực hiện đồ án tốt nghiệp mang ý nghĩa là công việc học tập nghiên cứu cuối cùng để hoàn thành chương trình học và đúc rút những kiến thức quan trọng để xây dựng được một đề tài mang tính ứng dụng thực tế, thì việc thực tập tốt nghiệp mang một ý nghĩa không kém tầm quan trọng, nó tạo tiền đề cho việc thực hiện đồ án tốt nghiệp và áp dụng kiến thức vào việc giải quyết một vấn đề thực tế. Em chọn lab SPARC là nơi thực tập tốt nghiệp và thực hiện đồ án tốt nghiệp vì tại đây em được thực hành với các thiết bị thí nghiệm và củng cố kiến thức lý thuyết rất tốt, dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Hàn Huy Dũng cùng các bạn trên lab. Từ đợt thực tập này đến việc thực hiện đồ án tốt nghiệp, em chọn đề tài mang tính xuyên suốt là ‘Triển khai và so sánh thuật toán cân bằng kênh mù MMMA trên một số thống OFDM’. Mục tiêu cuối cùng là hoàn thành được nhiệm vụ, đề tài mà thầy hướng dẫn nhưng bên cạnh đó em sẽ có thêm được những kỹ năng như làm việc theo nhóm, thuyết trình, học hỏi, trao đổi và thảo luận…mà sẽ rất cần thiết cho công việc và cuộc sống sau này. Thêm vào đó, khả năng tư duy có hệ thống, logic và thực nghiệm của một nhà kỹ thuật là điều mà chúng em thấy rất bổ ích và hứng thú khi được học hỏi từ thầy cô và bạn bè. Để hoàn thành được đồ án này, em đã nhận được sự giúp đỡ và hướng dẫn rất tận tình từ Ts.Hàn Huy Dũng và các bạn trên lab. Em chân thành cảm ơn các thầy đã chỉ dẫn cho em nhiều về mặt kiến thức, kỹ thuật đồng thời gợi ý cho em những định hướng và ý tưởng đúng đắn, tạo điều kiện tốt nhất về mặt thiết bị và địa điểm cho em học tập và nghiên cứu. Tôi cũng gửi lời cảm ơn tới các thành viên của Lab SPARC – p418 thư viện Tạ Quang Bửu Đại học Bách Khoa Hà Nội, đặc biệt là các thành viên nhóm Viễn Thông của Lab đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài này. Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới người thân, bạn bè, những người anh, người chị đỡ giúp đỡ động viên trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường. Cuối cùng, con xin dành tất cả lòng biết ơn và kính trọng sâu sắc nhất tới bố mẹ, người đã sinh thành, nuôi dưỡng con nên người, đã lo lắng và tạo mọi điều kiện cho con được sống và học tập một cách tốt nhất để vươn tới những ước mơ và hoài bão của mình. Hà Nội, tháng 10 năm 2014 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thanh Tiền TÓM TẮT ĐỀ TÀI Do thời gian thực tập tốt nghiệp và thực hiện đồ án tốt nghiệp là rất hữu hạn cùng với những hạn chế về mặt kỹ năng cũng như kiến thức cảu bản thân nên đề tài này sẽ thực hiện theo chiều sâu thay vì thực hiện một cách bao quát, rộng lớn. Đó là tập trung triển khai khối cân bằng kênh mù trên hệ thống OFDM (Đa truy nhập phân chia theo sóng mang con trực giao) mà tại đó mỗi một sóng mang con được coi như là phẳng đối với kênh pha đinh chọn lựa tần số. Cụ thể mục tiêu trước mắt và cần hoàn thành trong đợt tốt nghiệp và triển khai hệ thống theo chuẩn lớp vật lý của IEEE802.11a qua đó tạo tiền đề cho việc hướng tới triển khai trên chuẩn lớp vật lý của LTE trong mạng di động 4G. (Ngoài ra, vì kiến thức bản thân và kinh nghiệm hạn chế nên trong việc thực hiện, chắc chắn sẽ không chánh được sai sót nhầm lần, mong các thầy cô có thể bỏ qua). Nội dung chính đợt thực tập tốt nghiệp bao gồm các phần: Tổng quan mạng thông tin di động Chương 1: Kênh truyền thông tin vô tuyến Chương 2: Hệ thống OFDM Chương 3: Thuật toán cân bằng kênh MMMA và cân bằng kênh trong OFDM Chương 4: Lớp vật lý trong IEEE802.11a Chương 5: Kết quả mô phỏng – đánh giá Phụ lục 1: Một số hình ảnh làm việc nhóm trong đợt thực tập Phụ lục 2: Tài liệu tham khảo và kết luận MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH VẼ DANH SÁCH BẢNG BIỂU [...]... tốc MS : Góc vector vận tốc của MS Đáp ứng xung cho kênh SISO được cho bởi: Ct1.3.2-2 CHƯƠNG I HỆ THỐNG OFDM 2.1 Nguyên lý cơ bản của OFDM 2.1.1.1 Sơ đồ phát thu OFDM đơn giản Hình 13.1.1-1: Sơ đồ phát thu OFDM đơn giản Hình 14.1.1-2: Sơ đồ phát thu OFDM đơn giản sử dụng IDFT/DFT OFDM – (Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao) Là một hệ thống đa kênh truyền – Multichannel system (sử dụng đa sóng... Mỗi tap kênh có thể mô hình bởi biến ngẫu nhiên Gauss phức độc lập với công suất trung bình tuân theo hàm mũ Số đường lớn nhất được cho bởi: Đáp ứng xung kênh truyền cho bởi: Với là các biến ngẫu nhiên Gauss độc lập thống kê (với Hình 11.3.1b-1: Mô hình kênh IEEE802.11 1.3.2 Mô hình kênh outdoor Hình 12.3.2-1: Mô hình kênh Ray – Based Mô hình kênh Ray-Based thương được sử dụng để mô hình hòa kênh MIMO,... thứ nhất Hình 10.3.1a-1: Mô hình kênh hai tia và mô hình kênh số mũ Trong mô hình số mũ, công suất kênh trung bình giảm theo hàm mũ với trễ đường, được cho bởi Với là tham số duy nhất xác định PDP, trễ trung bình và trải trễ RMS tương đương nhau, cho bởi , trễ lớn nhất được cho bởi: với A được cho bởi ) Mô hình kênh IEEE802.11 IEEE 802.11b phù hợp với mô hình mũ cho kênh trong nhà 2.4GHz PDP của nó... con trực giao trên miền tần số, nhờ tính chất trực giao, điều chế và giải điều chế đa sóng mang con có thể thực hiện bằng IFFT và FFT tại bộ phát và bộ thu Hình 2.1.2b-3 thể hiện sơ đồ đầy đủ của khối phát, thu OFDM mà chi tiết mỗi khối sẽ được thảo luận kỹ hơn Hình 17.1.2b-3: Sơ đồ khối phát thu trong hệ thống OFDM 2.1.1.1.1.3 Khoảng bảo vệ trong OFDM Xem xét tín hiệu OFDM thứ l: Kênh truyền đáp... ích để cung cấp nhưng tham chiếu so sánh giữa các kênh đa đường khác nhau Trễ trung bình được cho bởi mô men cấp một của PDP: Ct1.2.1-1 Với: là trễ đường thứ k và là công suất và biên độ tương ứng Trải trễ RMS được cho bởi: với Ct1.2.1-2 Tham số trải trễ đặc trưng cho kênh trên miền thời gian thì trên miền tần số đặc trưng bởi băng thông nhất quán (quan hệ tỷ lệ nghịch với trải trễ và phụ thuộc cấu trúc... do đó đáp ứng xung kênh truyền biến đổi nhanh trong vòng chu kỳ tín hiệu Với là dịch Doppler lớn nhất, phổ băng thông Doppler cho bởi , thời gian nhất quán cho bởi , tín hiệu qua kênh truyền là pha đinh nhanh thỏa mãn điều kiện: Ngược lại, ta có kênh pha đinh biển đổi chậm 1.2.3 Đặc trưng thống ke kênh pha đinh Xét tín hiệu thông dải (x(t): tín hiệu băng cơ sở): Ct1.2.3-1 Đi qua kênh truyền tán xạ... dài của khoảng bảo vệ (CP) là lớn hơn hoặc bằng với trễ đa đường lớn nhất, ảnh hưởng ISI của một ký hiệu OFDM tới ký hiệu tiếp theo sẽ bị hạn chế nên có thể không bị ảnh hưởng đến FFT của ký hiệu OFDM tiếp theo, có thể duy trì được tính trực giao của các sóng mang con : cho tín hiệu OFDM đầu tiên với trễ và cho tín hiệu OFDM thứ hai với trễ Hình 2.1.3a-2 cho thấy rằng nếu chiều dài khoảng bảo vệ ngắn... hiện cho phép tính chập vòng Mặt khác khi chèn CP vào ký hiệu phát làm cho các mẫu phát chập vòng với các mẫu kênh để đạt được như mong muốn tại máy thu Hình 23.1.3a-4: Mô hình tương đương miền tần số của hệ thống OFDM ) Khoảng bảo vệ dạng hậu tố vòng Hậu tố vòng (cyclic suffix – CS) cũng là một dạng mở rộng ký hiệu OFDM giống như CP duy chỉ khác một điều là nó sao chép phần đầu của ký hiệu OFDM và... Kênh truyền đáp ứng xung , tín hiệu khối thu được cho bởi: Ct2.1.3-1 Với là biến ngẫu nhiên Gauss Điều chỉnh tần số lấy mẫu của công thức Ct2.1.3-1 sao cho , công thức Ct2.1.3-1 có thể được biểu diễn trên miền thời gian rời rạc như sau : Ct2.1.3-2 Để hiểu ảnh hưởng của ISI trong kênh truyền đa đường chúng ta xem xét ví dụ minh họa cho kênh truyền trên miền thời gian rời rạc như hình 2.1.3-1, hai đáp... sóng bức xạ (m) : Nhân tố suy hao hệ thống (Suy hao tổng thể phần cứng như dây dẫn, bộ lọc, ăng ten …) Thực tế L > 0 khi hệ thông là không lý tưởng Giả định hệ thống lý tưởng, L = 1 ta có: suy hao đa đường trong không gian tự do theo khoảng cách được cho bởi: Ct1.1.1-2 Trường hợp ăng ten đẳng hướng () ta có Ct1.1.1-3 Các dạng mô hình suy hao khác có thể sây dựng được bằng cách chỉnh sửa thành phần mũ