Đang tải... (xem toàn văn)
Theo chu kỳ phát triển của mạng di dộng thì mạng di động thế hệ thứ 4 đã ra đời. Với mục tiêu làm sao để tăng dung lượng và tốc độ dữ liệu của các mạng không dây, từ khoảng năm 2009 các nhà mạng lớn trên thế giới đã triển khai xây dựng hệ thống thử nghiệm rồi tiến hành thương mại hóa và đó là 4G (4th Generation – Thế hệ di động thứ 4).Xuất phát từ sự tò mò, mong muốn tìm hiểu về thế hệ di động thứ 4 mới mẻ này em đã quyết định chọn LTE4G để tìm hiểu với tên đề tài là “ Nghiên cứu và so sánh hai kỹ thuật OFDMA và SCFDMA trong công nghệ di động LTE4G“ . Mục đích hướng đến ở đề tài này là tìm hiểu, phân tích về 2 kỹ thuật nổi bật được sử dụng trong LTE4G qua đó đánh giá về khả năng phát triển của LTE4G cũng như 4G trong tương lai.Nội dung đồ án gồm 4 chương :Chương 1: Lịch sử phát triển mạng di động và tổng quan về LTE4G.Trong chương này sẽ giới thiệu các công nghệ di động trong lịch sử từ GSM 2G đến CDMA 3G và cuối cùng là LTE4G hiện nay đang được ứng dụng rộng rãi trong thực tế.Chương 2 : Kỹ thuật đa truy cập đường xuống và đường lên trong LTE4GỞ chương 2 sẽ tìm hiểu kỹ về 2 kỹ thuật trong công nghệ LTE4G đó là OFDMA và SCFDMA.Chương 3: So sánh kỹ thuật OFDMA và SCFDMA, đánh giá PAPR trong truyền dẫn OFDMA và SCFDMATrong chương này sẽ đánh giá ưu nhược điểm của từng kỹ thuật và đưa ra sự lựa chọn hợp lý cho đường lên và đường xuống. Nguyên nhân cần giảm PAPR trong thực tế.Chương 4 : Mô phỏng PAPR trong hệ thống LTE4G Ở chương này sẽ thực hiện mô phỏng PAPR và ý nghĩa của nó, từ đó khẳng định lại việc chọn lựa 2 kỹ thuật dùng trong tuyến xuống và tuyến lên là phù hợp.
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc LỜI CAM ĐOAN -Tôi xin cam đoan nội dung đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu so sánh hai kỹ thuật OFDMA SC-FDMA dùng công nghệ di động LTE-4G “ thực hiện, đồ án công trình có từ trước Đồ án tự tìm hiểu, nghiên cứu hướng dẫn giáo viên hướng dẫn Đà Nẵng, ngày 02 tháng 06 năm 2014 Sinh viên thực Nguyễn Thành Trung MỤC LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT……………………………………………………………… CÁC TỪ VIẾT TẮT 3G - Third Generation Cellular Hệ thống thông tin di động hệ thứ ba GPP Third Generation Patnership Project Dự án hợp tác hệ 4G – 4th Generation Thế hệ thứ A AS - Access Slot Khe truy nhập B BER - Bit Error Rate Tỷ số bit lỗi BCH - Broadcast Channel Kênh quảng bá BMC - Broadcast/Multicast Control Điều khiển quảng bá / đa phương BS - Base Station Trạm gốc BSC - Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc BTS - Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc C CDMA - Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo mã CN - Core Network Mạng lõi D DC - Delicated Control Điều khiển riêng DCH - Delicated Channel Kênh riêng DL - Down Link Hướng xuống E ETSI - European Telecommunications Học viện viễn thông Standard Institute Châu Âu F FER - Frame Error Rate Tỷ số khung lỗi FDD - Fequency Division Duplex Ghép song công phân chia theo tần số FDMA - Frequency Division Đa truy cập phân chia theo Multiple Access tần số G GPRS - General Packet Radio Service Dịch vụ chuyển mạch gói vô tuyến GoS - Grade of Service Cấp độ phục vụ GSM - Global System of Mobile Hệ thống thông tin di động Communication toàn cầu H HC - Handover Control Điều khiển chuyển giao HDLA - History Data Logic Analyzer Bộ phân tích liệu gốc HLR - Home Location Register Thanh ghi định vị thường trú I IMT-2000 - International Mobile Telecommunication Tiêu chuẩn viễn thông di động toàn cầu 2000 ISDN - Integated Service Digital Network Mạng số tích hợp đa dịch vụ ITU - International Telecomunication Union Liên minh viễn thông quốc tế L LC - Load Control Điều khiển tải M MAC - Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường ME - Mobile Equipment Thiết bị nhận dạng thuê bao MM - Mobility Management Quản lý di động MSC - Mobile Services Switching Center Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di dộng N Nt Notification Thông báo O OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiple Đa phân chia theo tần số trực giao OFDMA - Orthogonal Frequency Division Multiple Access Đa truy cập phân chia tần số trực giao OSS Operation Support System Hệ thống hỗ trợ hoạt động P PC - Power Control Điều khiển công suất Q QI - Quality Indicator Chỉ số chất lượng QoS - Quality of Service Chất lượng dịch vụ LỜI MỞ ĐẦU Theo chu kỳ phát triển mạng di dộng mạng di động hệ thứ đời Với mục tiêu để tăng dung lượng tốc độ liệu mạng không dây, từ khoảng năm 2009 nhà mạng lớn giới triển khai xây dựng hệ thống thử nghiệm tiến hành thương mại hóa 4G (4th Generation – Thế hệ di động thứ 4) Xuất phát từ tò mò, mong muốn tìm hiểu hệ di động thứ mẻ em định chọn LTE-4G để tìm hiểu với tên đề tài “ Nghiên cứu so sánh hai kỹ thuật OFDMA SC-FDMA công nghệ di động LTE-4G“ Mục đích hướng đến đề tài tìm hiểu, phân tích kỹ thuật bật sử dụng LTE-4G qua đánh giá khả phát triển LTE-4G 4G tương lai Nội dung đồ án gồm chương : Chương 1: Lịch sử phát triển mạng di động tổng quan LTE-4G Trong chương giới thiệu công nghệ di động lịch sử từ GSM 2G đến CDMA 3G cuối LTE-4G ứng dụng rộng rãi thực tế Chương : Kỹ thuật đa truy cập đường xuống đường lên LTE4G Ở chương tìm hiểu kỹ kỹ thuật công nghệ LTE-4G OFDMA SC-FDMA Chương 3: So sánh kỹ thuật OFDMA SC-FDMA, đánh giá PAPR truyền dẫn OFDMA SC-FDMA Trong chương đánh giá ưu nhược điểm kỹ thuật đưa lựa chọn hợp lý cho đường lên đường xuống Nguyên nhân cần giảm PAPR thực tế Chương : Mô PAPR hệ thống LTE-4G Ở chương thực mô PAPR ý nghĩa nó, từ khẳng định lại việc chọn lựa kỹ thuật dùng tuyến xuống tuyến lên phù hợp Trong thời gian làm đồ án, em cố gắng nhiều song thời gian làm đồ án có hạn, vấn đề nên không tránh khỏi thiếu sót Em mong góp ý quý thầy cô Qua đây, em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Văn Cường tận tình bảo, giúp đỡ hoàn thành đồ án Chương 1: Tổng quan hệ thống thông tin di động LTE-4G CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ TỔNG QUAN VỀ LTE-4G 1.1 Giới thiệu chương Trong trình phát triển xã hội loài người, thông tin liên lạc nhu cầu cần thiết đóng vai trò quan trọng đời sống xã hội Để đáp ứng nhu cầu này, khoa học kỹ thuật lĩnh vực thông tin đưa nhiều hình thức liên lạc ngày tiện nghi hơn, chất lượng tốt Các công nghệ di động đời với mục đích nâng cao chất lượng giá thành dịch vụ tốc độ, khả kết nối, liên kết, khả bảo mật, dung lượng truyền… Do xuất kỹ thuật 1G 2G 3G 4G Các kỹ thuật khác khác chỗ công nghệ mà kỹ thuật sử dụng Ở nước ta, thông tin di động xuất vào năm 1992 với khoảng 5000 thuê bao Cùng với đời Mobifone năm 1993 liên doanh bưu viễn thông VNPT tập đoàn COMVIK (Thuỵ Điển ) Tiếp theo đời Vinafone trung tâm dịch vụ viễn thông (GPC) thuộc VNPT đời năm 1996 Năm 2002, công ty viễn thông Hàn Quốc đầu tư Sfone vào nước ta Tháng 6/2004 công ty viễn thông quân đội Viettel đời Sự cạnh tranh nhà mạng góp phần ngày nâng cao chất lượng dịch vụ giá thành sản phẩm nước ta Trong chương giới thiệu lịch sử mạng thông tin di động từ 1G đến 4G tổng quan hệ thống LTE 4G Chương 1: Tổng quan hệ thống thông tin di động LTE-4G 1.2 Lịch sử phát triển hệ thống thông tin di động Hình 1.1 Các hệ thống thông tin di động 1.2.1 Thế hệ 1G (First Generation) Hệ thống thông tin di động hệ thứ sử dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tân số FDM để truyền thông tin qua sóng vô tuyến Nhược điểm hệ thống chất lượng thấp, bảo mật thấp vùng phủ sóng hẹp, dịch vụ đơn thoại dung lượng nhỏ Các hệ thống điển hình kỹ thuật như: - NMT (Nordic Mobile Telephone): sử dụng băng tần 450Mhz triển khai nước Bắc Âu vào năm 1981 - TACS (Total Access Communication System): Anh vào năm 1985 - AMPS (Advance Mobile Phone System): sử dụng băng tần 800MHz Bắc Mỹ năm 1978 1.2.2 Thế hệ 2G (Second Generation) Hệ thống thông tin di động hệ thứ hai sử dụng chuyển mạch số, dùng kỹ thuật ghép kênh phân chia theo thời gian TDM Các hệ thống có nhiều ưu điểm so với hệ thống 1G sử dụng hiệu băng tần cấp phát, chất lượng thoại tốt, hỗ trợ dịch vụ số liệu, đảm bảo an toàn thông tin, cho phép chuyển mạng quốc tế Công nghệ 2G sử dụng hầu hết giới Trong Chương 1: Tổng quan hệ thống thông tin di động LTE-4G thời gian tới, công nghệ 2G vân tiếp tục sử dụng trước bị 3G thay hoàn toàn Các hệ thống điển hình kỹ thuật 2G như: - GSM (Global System for Mobile Phone) sử dụng phương thức truy cập TDMA châu Âu - D-AMPS (IS-136-Digital Advance Mobile Phone System) sử dụng phương thức truy cập TDMA triển khai Mỹ - IS-95 (CDMA One) sử dụng phương thức truy cập CDMA triển khai Mỹ Hàn Quốc - PDC (Personal Digital Cellular) sử dụng phương thức truy cập TDMA triển khai Nhật Bản 1.2.3 Thế hệ 3G (Third Generation) Công nghệ chuẩn di động hệ thứ mang lại nhiều lợi ích so với hệ trước, cho phép truyền liệu thoại thoại email, liệu, hình ảnh…với tốc độ cao cho thuê bao cố định di động tốc độ khác nhau, tăng hiệu dụng phổ tần nhiều cải tiến khác Hệ thống 3G cung cấp chuyển mạch gói chuyển mạch kênh Một số kỹ thuật dùng công nghệ 3G (tất dựa CDMA) bao gồm: UMTS, CDMA2000 TD-SCDMA - UMTS: Sử dụng kỹ thuật đa truy cập WCDMA Kỹ thuật đa số nhà cung cấp dịch vụ mạng chọn lựa để lên 3G Tốc độ truyền tải tối đa 1920Kbps thực tế tốc độ gần 384Kbps Do vậy, nhằm cải tiến tốc độ 3G, kỹ thuật đời HSUPA HSDPA gọi chung HSPA hay gọi công nghệ 3,5G + HSDPA: Tăng tốc độ downlink lên 14,4Mbps theo lý thuyết thực tế đạt 1,8Mbps + HSUPA: Tăng tốc độ uplink lên đến 5,8Mbps theo lý thuyết tăng QoS - CDMA2000: Bao gồm CDMA2000 1xRTT (Radio Transmission Technology), CDMA2000 (Evolution -Data Optimized) CDMA2000 EVDV(Evolution -Data and Voice) Chương 1: Tổng quan hệ thống thông tin di động LTE-4G + CDMA2000 1xRTT: thức công nhận công nghệ 3G Tốc độ đạt đến 307Kbps + CDMA2000 EV-DO: sử dụng kênh liệu 1,25MHz chuyên biệt cho tốc độ liệu đến 2,4Mbps cho downlink 153Kbps cho uplink - TD-SCDMA chuẩn di động đề nghị "China Communications Standards TD-SCDMA dùng song công TDD TD-SCDMA hoạt động dãi tần hẹp 1,6MHz (cho tốc độ 2Mbps) hay 5MHz (cho tốc độ 6Mbps) 1.2.4 Thế hệ 4G Khi nhìn vào tương lai, với nhu cầu ngày tăng việc sử dụng dịch vụ thông tin di dộng 3G dần không đủ sức đáp ứng yêu cầu sử dụng như: - Nội dung đa phương tiện: Trước đây, nội dung web văn đây, nội dung đồ hoạ ngày trở nên phổ biến Một hình ảnh hay video mang lại trải nghiệm gấp nhiều lần so với việc đọc văn đồng thời tăng dung lượng liệu cần truyền trang web Nhu cầu tải xuống hình ảnh, phim phổ biến hết đặt yêu cầu lớn việc tăng băng thông hệ thống - Các mạng xã hội: Trước blog dùng chia sẻ ý tưởng nên dạng vản chủ yếu Ngày nay, trang mạng xã hội dần định hình lại việc sử dụng internet, người không tiêu thụ nội dung mà chia sẻ ý tưởng, hình ảnh, phim ảnh họ với người khác - Dịch vụ voice IP: Thế giới thoại đường dây cố dịnh ngày dần thị hiếu người dùng tính cố định, ngày phương thức thoại tảng IP thực qua mạng DSL hay TV cáp - Sự cạnh tranh thay đường dây cố định: Các nhà cung cấp dịch vụ thoại cố định có doanh thu ngày giảm cước thuê bao ngày cảng giảm số lượng thông thoại ngày cao Do nhà cung cấp đưa dịch vụ để chân người dùng TV cáp, truy cập internet cho PC thông qua dây thoại Vậy nên muốn cạnh tranh, họ phải tăng băng thông mạng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Thanh Hùng “Thông tin di động” Đại học Bách Khoa Đà Nẵng [2] Ths Nguyễn Ngọc Tiến “Một số vấn đề kỹ thuật hệ thống OFDM”, Tạp chí công nghệ thông tin truyền thông, 29 tháng năm 2003 [3] Saumil S Shah, “LTE – Single carier frequency division multiple access” , Electrical & Computer Engineering, New Jersey Institute Of Technology, Newark, USA 07102 [4] Seung Hee Han, Jae Hong Lee, “An overview of peak-to-average power ratio reduction techniques for multicarrier transmission”, Stanford University, Seoul National University, April 2005 PHỤ LỤC Chương trình Matlab mô PAPR OFDMA kiểu điều chế 16-QAM function OFDMA() loai_dieu_che = '16QAM'; % Loai dieu che so_song_mang_con = 1024; % So song mang so_mau = 128; % Kich thuoc moi block Fs = 5e6; % Bang thong he thong Ts = 1/Fs; % Toc lay mau Nos = 4; Nsub = so_song_mang_con; Fsub = [0:Nsub-1]*Fs/Nsub; % Khoang cach song mang so_vong_lap = 1e6; % Vong lap papr = zeros(1,so_vong_lap); % Tao mang PAPR for n = 1:so_vong_lap, % Tao chuoi du lieu dau vao if loai_dieu_che == 'Q-PSK' chuoi_bit = round(rand(so_mau,2)); chuoi_bit = chuoi_bit*2 - 1; data = (chuoi_bit(:,1) + j*chuoi_bit(:,2))/sqrt(2); elseif loai_dieu_che == '16QAM' chom_sao = [-3+3i -1+3i 1+3i 3+3i -3+i -1+i 1+i 3+i -3-i -1-i 1-i 3-i -3-3i -1-3i 1-3i 3-3i]; chom_sao = chom_sao/sqrt(mean(abs(chom_sao).^2)); chuoi_bit = ceil(rand(so_mau,1)*16); for k = 1:so_mau, if chuoi_bit(k) == chuoi_bit(k) = 1; end data(k) = chom_sao(chuoi_bit(k)); end data = data.'; end t = [0:Ts/Nos:Nsub*Ts]; % Cong don y = 0; for k = 1:so_mau, y= y + data(k)*exp(j*2*pi*Fsub(k)*t); end % Tinh PAPR papr(n) = 10*log10(max(abs(y).^2) / mean(abs(y).^2)); end % Ve thi [N,X] = hist(papr, 100); semilogy(X,1-cumsum(N)/max(cumsum(N)),'b') legend('OFDMA'); % Save data save OFDMA hold on ; Chương trình Matlab mô PAPR SC-FDMA (LFDMA) kiểu điều chế 16-QAM function SCFDMA() loai_dieu_che = '16QAM'; %Loai dieu che so_song_mang_con = 1024; %So song mang so_mau = 128; %Kich thuoc moi block Q = so_song_mang_con/so_mau; Q_tilda = 31; loai_anh_xa = 'LFDMA'; pulseShaping = 1; loai_bo_loc_xung = 'rc'; he_so_alpha = 0.14; Fs = 5e6; % Bang thong he thong Ts = 1/Fs; % Toc lay mau Nos = 4; if loai_bo_loc_xung == 'rc' psFilter = rcPulse(Ts, Nos, he_so_alpha); elseif loai_bo_loc_xung == 'rr' psFilter = rrcPulse(Ts, Nos, he_so_alpha); end so_vong_lap = 1e6; papr = zeros(1,so_vong_lap); %Tao mang PAPR for n = 1:so_vong_lap, n %Tao chuoi du lieu if loai_dieu_che == 'Q-PSK' chuoi_bit = round(rand(so_mau,2)); chuoi_bit = chuoi_bit*2 - 1; data = (chuoi_bit(:,1) + j*chuoi_bit(:,2))/sqrt(2); elseif loai_dieu_che == '16QAM' chom_sao = [-3+3i -1+3i 1+3i 3+3i -3+i -1+i 1+i 3+i -3-i -1-i 1-i 3-i -3-3i -1-3i 1-3i 3-3i]; chom_sao = chom_sao / sqrt(mean(abs(chom_sao).^2)); chuoi_bit = ceil(rand(so_mau,1)*16); for k = 1:so_mau, if chuoi_bit(k) == chuoi_bit(k) = 1; end data(k) = chom_sao(chuoi_bit(k)); end data = data.'; end %Chuyen sang mien tan so X = fft(data); Y = zeros(so_song_mang_con,1); %Anh xa song mang if loai_anh_xa == 'IFDMA' Y(1:Q:so_song_mang_con) = X; elseif loai_anh_xa == 'LFDMA' Y(1:so_mau) = X; end %Chuyen ve lai mien thoi gian y = ifft(Y); if pulseShaping == y_oversampled(1:Nos:Nos*so_song_mang_con) = y; y_result = filter(psFilter, 1, y_oversampled); else y_result = y; end % Tinh PAPR papr(n) = 10*log10(max(abs(y_result).^2) / mean(abs(y_result).^2)); end % Ve thi [N,X] = hist(papr, 100); semilogy(X,1-cumsum(N)/max(cumsum(N)),'r') legend ('LFDMA '); % Save data save SCFDMA hold on ; Chương trình Matlab mô PAPR SC-FDMA (IFDMA) kiểu điều chế 16-QAM function SCFDMA() loai_dieu_che = '16QAM'; %Loai dieu che so_song_mang_con = 1024; %So song mang so_mau = 128; %Kich thuoc moi block Q = so_song_mang_con/so_mau; Q_tilda = 31; loai_anh_xa = 'IFDMA'; pulseShaping = 1; loai_bo_loc_xung = 'rc'; he_so_alpha = 0.14; Fs = 5e6; % Bang thong he thong Ts = 1/Fs; % Toc lay mau Nos = 4; if loai_bo_loc_xung == 'rc' psFilter = rcPulse(Ts, Nos, he_so_alpha); elseif loai_bo_loc_xung == 'rr' psFilter = rrcPulse(Ts, Nos, he_so_alpha); end so_vong_lap = 1e6; %So vong lap papr = zeros(1,so_vong_lap); %Tao mang PAPR for n = 1:so_vong_lap, n %Tao chuoi du lieu if loai_dieu_che == 'Q-PSK' chuoi_bit = round(rand(so_mau,2)); chuoi_bit = chuoi_bit*2 - 1; data = (chuoi_bit(:,1) + j*chuoi_bit(:,2))/sqrt(2); elseif loai_dieu_che == '16QAM' chom_sao = [-3+3i -1+3i 1+3i 3+3i -3+i -1+i 1+i 3+i -3-i -1-i 1-i 3-i -3-3i -1-3i 1-3i 3-3i]; chom_sao = chom_sao / sqrt(mean(abs(chom_sao).^2)); chuoi_bit = ceil(rand(so_mau,1)*16); for k = 1:so_mau, if chuoi_bit(k) == chuoi_bit(k) = 1; end data(k) = chom_sao(chuoi_bit(k)); end data = data.'; end % Chuyen sang mien tan so X = fft(data); Y = zeros(so_song_mang_con,1); %Anh xa song mang if loai_anh_xa == 'IFDMA' Y(1:Q:so_song_mang_con) = X; elseif loai_anh_xa == 'LFDMA' Y(1:so_mau) = X; end % Chuyen ve lai mien thoi gian y = ifft(Y); if pulseShaping == y_oversampled(1:Nos:Nos*so_song_mang_con) = y; y_result = filter(psFilter, 1, y_oversampled); else y_result = y; end % Tinh PAPR papr(n) = 10*log10(max(abs(y_result).^2) / mean(abs(y_result).^2)); end % Ve thi [N,X] = hist(papr, 100); semilogy(X,1-cumsum(N)/max(cumsum(N)),'m-') legend ('IFDMA '); % Save data save SCFDMA hold on ; Chương trình Matlab mô PAPR OFDMA kiểu điều chế QPSK function OFDMA() loai_dieu_che = 'Q-PSK'; % Loai dieu che so_song_mang_con = 1024; % So song mang so_mau = 128; % Kich thuoc moi block Fs = 5e6; % Bang thong he thong Ts = 1/Fs; % Toc lay mau Nos = 4; Nsub = so_song_mang_con; Fsub = [0:Nsub-1]*Fs/Nsub; % Khoang cach song mang so_vong_lap = 1e6; % Vong lap papr = zeros(1,so_vong_lap); %Tao mang PAPR for n = 1:so_vong_lap, % Generate random data n if loai_dieu_che == 'Q-PSK' chuoi_bit = round(rand(so_mau,2)); chuoi_bit = chuoi_bit*2 - 1; data = (chuoi_bit(:,1) + j*chuoi_bit(:,2))/sqrt(2); elseif loai_dieu_che == '16QAM' chom_sao = [-3+3i -1+3i 1+3i 3+3i -3+i -1+i 1+i 3+i -3-i -1-i 1-i 3-i -3-3i -1-3i 1-3i 3-3i]; chom_sao = chom_sao / sqrt(mean(abs(chom_sao).^2)); chuoi_bit = ceil(rand(so_mau,1)*16); for k = 1:so_mau, if chuoi_bit(k) == chuoi_bit(k) = 1; end data(k) = chom_sao(chuoi_bit(k)); end data = data.'; end t = [0:Ts/Nos:Nsub*Ts]; %Cong don y = 0; for k = 1:so_mau, y= y + data(k)*exp(j*2*pi*Fsub(k)*t); end % Tinh PAPR papr(n) = 10*log10(max(abs(y).^2) / mean(abs(y).^2)); end % Ve thi [N,X] = hist(papr, 100); semilogy(X,1-cumsum(N)/max(cumsum(N)),'b') legend('OFDMA'); % Save data save OFDMA hold on ; Chương trình Matlab mô PAPR SC-FDMA (LFDMA) kiểu điều chế QPSK function SCFDMA() loai_dieu_che = 'Q-PSK'; %Loai dieu che so_song_mang_con = 1024; %So song mang so_mau = 128; %Kich thuoc moi block Q = so_song_mang_con/so_mau; Q_tilda = 31; loai_anh_xa = 'LFDMA'; pulseShaping = 1; loai_bo_loc_xung = 'rc'; he_so_alpha = 0.14; Fs = 5e6; % Bang thong he thong Ts = 1/Fs; % Toc lay mau Nos = 4; if loai_bo_loc_xung == 'rc' psFilter = rcPulse(Ts, Nos, he_so_alpha); elseif loai_bo_loc_xung == 'rr' psFilter = rrcPulse(Ts, Nos, he_so_alpha); end so_vong_lap = 1e6; papr = zeros(1,so_vong_lap); %Tao mang PAPR for n = 1:so_vong_lap, n %Tao chuoi du lieu if loai_dieu_che == 'Q-PSK' chuoi_bit = round(rand(so_mau,2)); chuoi_bit = chuoi_bit*2 - 1; data = (chuoi_bit(:,1) + j*chuoi_bit(:,2))/sqrt(2); elseif loai_dieu_che == '16QAM' chom_sao = [-3+3i -1+3i 1+3i 3+3i -3+i -1+i 1+i 3+i -3-i -1-i 1-i 3-i -3-3i -1-3i 1-3i 3-3i]; chom_sao = chom_sao / sqrt(mean(abs(chom_sao).^2)); chuoi_bit = ceil(rand(so_mau,1)*16); for k = 1:so_mau, if chuoi_bit(k) == chuoi_bit(k) = 1; end data(k) = chom_sao(chuoi_bit(k)); end data = data.'; end %Chuyen sang mien tan so X = fft(data); Y = zeros(so_song_mang_con,1); %Anh xa song mang if loai_anh_xa == 'IFDMA' Y(1:Q:so_song_mang_con) = X; elseif loai_anh_xa == 'LFDMA' Y(1:so_mau) = X; end %Chuyen ve lai mien thoi gian y = ifft(Y); if pulseShaping == y_oversampled(1:Nos:Nos*so_song_mang_con) = y; y_result = filter(psFilter, 1, y_oversampled); else y_result = y; end % Tinh PAPR papr(n) = 10*log10(max(abs(y_result).^2) / mean(abs(y_result).^2)); end % Ve thi [N,X] = hist(papr, 100); semilogy(X,1-cumsum(N)/max(cumsum(N)),'r') legend ('LFDMA '); % Save data save SCFDMA hold on ; Chương trình Matlab mô PAPR SC-FDMA (IFDMA) kiểu điều chế QPSK function SCFDMA() loai_dieu_che = 'Q-PSK'; %Loai dieu che so_song_mang_con = 1024; %So song mang so_mau = 128; %Kich thuoc moi block Q = so_song_mang_con/so_mau; Q_tilda = 31; loai_anh_xa = 'IFDMA'; pulseShaping = 1; loai_bo_loc_xung = 'rc'; he_so_alpha = 0.14; Fs = 5e6; % Bang thong he thong Ts = 1/Fs; % Toc lay mau Nos = 4; if loai_bo_loc_xung == 'rc' psFilter = rcPulse(Ts, Nos, he_so_alpha); elseif loai_bo_loc_xung == 'rr' psFilter = rrcPulse(Ts, Nos, he_so_alpha); end so_vong_lap = 1e6; %So vong lap papr = zeros(1,so_vong_lap); %Tao mang PAPR for n = 1:so_vong_lap, n %Tao chuoi du lieu if loai_dieu_che == 'Q-PSK' chuoi_bit = round(rand(so_mau,2)); chuoi_bit = chuoi_bit*2 - 1; data = (chuoi_bit(:,1) + j*chuoi_bit(:,2))/sqrt(2); elseif loai_dieu_che == '16QAM' chom_sao = [-3+3i -1+3i 1+3i 3+3i -3+i -1+i 1+i 3+i -3-i -1-i 1-i 3-i -3-3i -1-3i 1-3i 3-3i]; chom_sao = chom_sao / sqrt(mean(abs(chom_sao).^2)); chuoi_bit = ceil(rand(so_mau,1)*16); for k = 1:so_mau, if chuoi_bit(k) == chuoi_bit(k) = 1; end data(k) = chom_sao(chuoi_bit(k)); end data = data.'; end % Chuyen sang mien tan so X = fft(data); Y = zeros(so_song_mang_con,1); %Anh xa song mang if loai_anh_xa == 'IFDMA' Y(1:Q:so_song_mang_con) = X; elseif loai_anh_xa == 'LFDMA' Y(1:so_mau) = X; end % Chuyen ve lai mien thoi gian y = ifft(Y); if pulseShaping == y_oversampled(1:Nos:Nos*so_song_mang_con) = y; y_result = filter(psFilter, 1, y_oversampled); else y_result = y; end % Tinh PAPR papr(n) = 10*log10(max(abs(y_result).^2) / mean(abs(y_result).^2)); end % Ve thi [N,X] = hist(papr, 100); semilogy(X,1-cumsum(N)/max(cumsum(N)),'m-') legend ('IFDMA '); % Save data save SCFDMA hold on ; [...]... là SC- FDMA Qua đó đánh giá ưu nhược điểm từng loại và lý do chọn lựa kỹ thuật cho đường truyền phù hợp Chương 2: Kỹ thuật đa truy cập đường xuống và đường lên trong LTE- 4G Chương 3: So sánh kỹ thuật OFDMA và SC- FDMA, đánh giá PAPR trong truyền dẫn OFDMA và SC- FDMA CHƯƠNG 3: SO SÁNH KỸ THUẬT OFDMA VÀ SC FDMA, ĐÁNH GIÁ PAPR TRONG TRUYỀN DẪN OFDMA VÀ SC- FDMA 3.1 Giới thiệu chương Trong chương này sẽ so. .. chương này sẽ so sánh ưu nhược điểm của 2 kỹ thuật OFDMA và SCFDMA, lý do chọn lựa OFDMA cho tuyến lên và SC- FDMA cho tuyến xuống Trình bày về PAPR, sự cần thiết phải giảm PAPR trong thực tế So sánh PAPR trong 2 kỹ thuật OFDMA và SC FDMA 3.2 So Sánh OFDMA và SC- FDMA Cả hai kỹ thuật OFDMA và SC FDMA đều phân chia luồng dữ liệu lớn thành nhiều luồng dữ liệu nhỏ hơn để truyền Tuy nhiên trong OFDMA, ta chỉ... dùng trong LTE- 4G Chương 2: Kỹ thuật đa truy cập đường xuống và đường lên trong LTE- 4G CHƯƠNG 2 : KỸ THUẬT ĐA TRUY CẬP ĐƯỜNG XUỐNG VÀ ĐƯỜNG LÊN TRONG LTE- 4G 2.1 Giới thiệu chương Trong chương này sẽ đi sâu vào hai kỹ thuật là OFDMA và SC- FDMA được dùng trong LTE- 4G Hai kỹ thuật này lần lượt sẽ được dùng trong đường xuống và đường lên, lý do chọn lựa OFDMA cho đường xuống, SC- FDMA cho đường lên Nội dung... tin di động và LTE- 4G 1.4 Tổng kết chương Trong chương thứ nhất này đã trình bày lịch sử phát triển của ngành thông tin di động từ 1G đến 4G và giới thiệu sơ lược về công nghệ LTE- 4G Đây là một công nghệ mới và có rất nhiều ưu điểm vượt trội so với các công nghệ trước, xứng đáng là công nghệ dẫn đầu trong nền thông tin di động tương lai Qua đó, đã giới thiệu sơ lược về các kỹ thuật dùng trong LTE- 4G. .. hoạt động cũng như ưu nhược điểm từng kỹ thuật và ứng dụng kỹ thuật này vào trong LTE- 4G 2.2 Kỹ thuật đa truy cập đường xuống 2.2.1Giới thiệu chung về OFDMA Kỹ thuật OFDMA thực chất là một biến thể của kỹ thuật OFDM OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) là đa truy cập phân chia theo tần số trực giao OFDMA như là một kế hoạch ghép kênh người dùng, nghĩa là mỗi khoảng thời gian symbol OFDMA, ... Interleaved FDMA Chương 2: Kỹ thuật đa truy cập đường xuống và đường lên trong LTE- 4G Hình 2.15 Sự khác nhau của sóng mang trong miền thời gian và tần số Để ý thấy mặc dù trong miền tần số, các sóng mang con được phân bổ có thể khác nhau nhưng trong miền thời gian chúng lại được phân bổ tương tự nhau 2.4 Kết luận chương Trong chương này, hai kỹ thuật được dùng trong LTE cho đường xuống là OFDMA và đường... OFDMA, ta chỉ sử dụng bộ IFFT ở phía máy phát và ánh xạ sóng mang con được thực hiện trong miền thời gian Khác với OFDMA, ta dùng cả 2 bộ FFT và IFFT, việc ánh xạ sóng mang con được thực hiện trong miền tần số Các luồng dữ liệu trong kỹ thuật OFDMA được truyền song song trong Ngược lại, trong kỹ thuật SC FDMA các luồng dữ liệu được chuyển thành nối tiếp và truyền lần lượt theo thời gian Hình 3.1 Các... giảm hiệu suất đường truyền Chương 3: So sánh kỹ thuật OFDMA và SC- FDMA, đánh giá PAPR trong truyền dẫn OFDMA và SC- FDMA Do các sóng mang con trực giao nhau nên rất nhạy với hiệu ứng Dopler, chỉ cần một sự dịch nhẹ về tần số sẽ gây ra chồng phổ sai lệch thông tin Mà điều này lại rất dễ xảy ra do OFDMA được áp dụng cho thông tin di động, các UE luôn di chuyển, nếu di chuyển ở tốc độ cao sẽ gây giảm tốc... công suất đỉnh và công suất trung bình 3.3.3 Ưu Nhược Điểm Của SC- FDMA 3.3.3.1 Ưu Điểm So với OFDMA, kỹ thuật SC FDMA dùng đơn sóng mang để điều chế Tín hiệu được truyền tuần tự chứ không phải song song như OFDMA Chính nhờ truyền tuần tự nên các tín hiệu không cộng dồn, tránh được hiện tương tăng vọt công suất khi cùng pha và công suất bằng 0 khi ngược pha, do đó PAPR được giảm đáng kể Chương 3: So. .. Chương 3: So sánh kỹ thuật OFDMA và SC- FDMA, đánh giá PAPR trong truyền dẫn OFDMA và SC- FDMA Vì các sóng mang con được truyền lần lượt nên dù có lệch tần số cũng ít gây ảnh hưởng đến các sóng mang con lân cận Do vậy kỹ thuật SC FDMA ít nhạy với hiệu ứng Doppler Chính vì có PAPR thấp nên độ chênh lệch công suất tín hiệu đỉnh trên công suất tín hiệu trung bình ít Nên khi truyền tín hiệu, vùng công suất