kỹ thuật OFDM và ứng dụng

79 452 4
kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

công nghệ OFDM và ứng dụng trong mạng thông tin di động

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA Ñ I EÄN – ÑIE Ä N TÖÛ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI : CÔNG NGHỆ OFDM ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT GVHD:Th.s Nguyễn Hùng Kim Khánh SVTH: PHẠM QUỐC HÙNG MSSV: 98ĐT135 487TP. HCM 8 – 2003 PHẦN 1 LÝ THUYẾT VỀ CÔNG NGHỆ OFDM CHƯƠNG 1 : KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN 1.LỊCH SỬ PHÁT TRIỄN HỆ THỐNG CELLULAR Kể từ khi được triển khai vào những năm đầu của thập niên 1980 cho đến nay.Thông tin vô tuyên di động đã đang phát triễn với tốc độ hết sức nhanh chóng trên phạm vi toàn cầu .Kết quả thống kê cho thấy ở một số quốc gia ,số luợng thuê bao di động đã vượt hẳn số lượng thuê bao cố định.Trong tương lai .số luợng thuê bao di động cố định sẽ tiếp tục tăng lên song song với nó là sự gia tăng về nhu cầu của người sử dụng .Điều này đã khiến các nhà khai thác cũng như các tổ chứ viễn thông không ngừng nghiên cứu ,cải tiến đưa ra các giải pháp kỹ thuật,để cài tiến nâng cấp các hệ thống thông tin .Cho đến nay hệ thống thông ti đã trải qua 3 thế hệ (Three Generations). 1.1 HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ 1 (1G) 1.1.a Đặc điểm Hệ thống mạng di động thế hệ thứ nhất (1G) được phát triễn vào những năm cuối thập niên 70 ,hệ thống này sử dụng kỹ thuật ( analog ).Tất cả các hệ thống 1G sử dụng phương pháp đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA ( Frequency Division Multiple Access). Các hệ thống mạng di động 1G chỉ được dùng để sử dụng cho dịch vụ thoại với chất lượng khá thấp nguyên do tình trạng nghẽn mạch nhiễu xảy ra thường xuyên . 1.1.b Các hệ thống mạng 1G Các hệ thống mạng di động 1G bao gồm các hệ thống : • AMPS(Advaced Mobile Phone System) • ETACTS(Enhanced Total Access Cellular System)-Châu Âu • NMT(Nordic Mobile Telephone System) Bắc Âu . 1.2 HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ 2 (2G) 1.2.a Đặc điểm Hệ thống mạng 2G được triển khai vào năm 1990 hiện nay vẫn được sử dụng rộng rãi .Là một mạng thông tin di động số băng hẹp ,sử dụng phương pháp chuyển mạch –mạch (circuit switching) là chủ yếu .Phương pháp đa truy cập TDMA (Time Division Multiple Access) CDMA (Code Division Multiple Access) được sử dụng kết hợp FDMA. Hệ thống mạng di động 2G sử dung cho dịch vụ thoại truyền số liệu. 1.2.b Các hệ thống mạng di động 2G Hệ thống mạng 2G bao gồm các hệ thống : • PCS (Personal Communication System). PCS là hệ thống truyền dẫn ở tần số 1900MHz.Ưu đỉểm của điện thoại PCS là nhỏ ,trọng lượng nhẹ ,bảo mật tốt thời gian Pin chờ lâu . • TDMA(Time Division Multiple Access) TDMA là mạng di động sử dụng kỹ thuật điều chế số phát triễn từ mạng 1G AMPS ,tăng dung lượng mạng bằng cách cho phép nhiều người dùng chung một kênh vô tuyến mà vẫn bảo đảm chất lượng thoại .Điện thoại TDMA có thể hoạt động ở 2 chế độ : analog digital .Trong thông tin TDMA thỉ nhiều người sử dụng một sóng mang trục thời gian được chia thành nhiều khoảng thời gian nhỏ để dành cho nhiều người sử dụng sao cho không có sự chồng chéo . TDMA được chia thành TDMA băng rộng TDMA băng hẹp còn Châu âu TDMA băng rộng nhưng cả hai hệ thống đều có thể được coi như tổ hợp FDMA TDMA vì người sử dụng thực tế dùng các kênh được ấn định cả về tần số các khe thời gian trong băng tần . Ngày nay , TDMA là chuẩn được sử dụng phổ biến ở Mỹ ,Châu Mỹ Latin ,New Zealand một số quốc gia thuộc khu vực Châu Á,Thái Bình Dương. • CDMA (Code Division Multiple Access) Mạng CDMA đuợc triển khai năm 1995 .Tương tự như TDMA ,mạng CDMA cũng phục vụ đồng thời ở hai chế độ :tương tự số . Điểm khác biệt TDMA CDMA : Các kênh CDMA rộng hơn khoảng 6 lần hệ thống cấp cho mỗi thuê bao một mã duy nhất. • GSM(Global System for Mobile Communication) Hệ thống GSM ra đời năm 1988 sử dụng kết hợp hai phương pháp đa truy nhập theo thời gian TDMA theo tần số FDMA ,nhờ đó tại một thời điểm có 8 thuê bao có thể sử dụng chung một kênh .GSM sử dụng cho dịch vụ truyền thoại fax với tốc độ 9600 bit/s. Điện thoại GSM sử dụng một SIM-Card (Subcriber Indentify Module ) Rời lưu trữ số điện thoại ,thông tin tài khoản thuê bao . GSM 900 Mhz là mạng số chủ yếu ở Châu Âu cũng được sử dụng ở các quốc gia Châu á Thái Bình Dương .GSM 1800 cũng được triển khai ở Châu Âu Châu Á nhưng không phổ biến như hệ thống GSM 900MHz ,hệ thống GSM 1800 được sử dụng phổ biến ở Châu Mỹ Cannada . 1.3 HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ 2.5 (2.5G) 1.3.aĐặc điểm Hệ thống mạng 2.5G là mạng chuyển tiếp giữa hệ thống mạng di động thế hệ thứ 2 (2G) thứ 3 (3G).Hệ thống hoàn toàn dựa trên cơ chế chuyển mạch gói .Ưu điểm củ hệ thống di động 2.5G là tiết kiệm được không gian tăng tốc độ truyền dẫn . Nâng cấp hệ thống mạng 2G lên 2.5G nhanh hơn có chi phí thấp hơn so với việc nâng cấp mạng từ 2G lên 3G .Hệ thống 2.5G như một bước đệm chuyển tiếp ,không đòi hỏi môt sự thay đổi có tính chất đột biến. 1.3.bCác hệ thống mạng 2.5G • GPRS(Generic Packet Radio Services ) GPRS là một hệ thống mới ,đuợc triển khai trên nền của hệ thống GSM sử dụng phương thức chuyển mạch gói nhờ đó cước phí sử dụng được tính dựa trên từng gói nhận ,gởi đi ,khác hẳn có lợi hơn cho thuê bao so với cách tính cước dựa trên thời gian kết nối .GPRS có thể được xem như là sự mở rộng của hệ thống di động thế hệ thứ 2G GSM , có khả năng cung cấp các kết nối ảo ,các dịch vụ truyền số liệu với tốc độ lên đến 171.2Kbps cho mỗi user nhờ vào việc sử dụng đồng thời nhiều timeslot .Bên cạnh mục đích cung cấp những số liệu mới cho các thuê bao di động ,GPRS còn được xem như là bước chuyển tiếp từ thế hệ 2G lên 3G. Với việc xây dựng hệ thống GPRS ,các nhà khai thác đã xây dựng một cấu trúc mạng lõi dựa trên IP để hỗ trợ cho các ứng dụng về số liệu ,cũng như đã tạo ra một môi trường để thử nghiệm khai thác các dịch vụ tích hợp giữa thoại số liệu của thế hệ của thế hệ 3G sau này . Trong hệ thống GSM tập trung hỗ trợ cho các kết nối thoại thì mục đích chính của GPRS là cung cấp phương tiện truy cập vào các mạng số liệu chuẩn như TCP/IP . • EDGE (Enhanced Data Rate for Global Evolution) Mạng EDGE được xây dựng dựa trên nền tảng của mạng GSM nhưng lại cung cấp gần đạt đến các chuẩn dành cho 3G ,tốc độ xấp xỉ 384 Kbps. 1.4 HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ 3 (3G) 1.4.aĐặc điểm Là thế hệ thông tin di động số cho phép chuyển mạng bất kỳ ,có khả năng truyền thông đa phương tiện chất lượng cao. Các hệ thống 3G được xây dựng trên cơ sở CDMA hoặc CDMA kết hợp với TDMA ,có khả năng cung cấp một băng tần rộng theo yêu cầu ,do đó có thể hỗ trợ các dịch vụ có nhiều tốc độ khác nhau. Ở thế hệ thứ 3 ,các hệ thống thông tin di động có xu thế hoà nhập thành một tiêu chuẩn chung duy nhất phục vụ lên đến 2Mbps.Mặc dù 3G được tính toán sẽ là một chuẩn mang tính toàn cầu nhưng chi phí xây dựng cơ sở hạ tầng cho hệ thống này rất tốn kém. 1.4.b Các hệ thống mạng 3G • WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) WCDMA hay còn gọi IMT-2000 là môt chuẩn của ITU( International Telecommunication Union) có nguồn gốc từ chuẩn CDMA. Công nghệ WCDMA cho phép tốc độ truyền dữ liệu đến các thiết bị di động cao hơn nhiều so với khả năng của mạng di động hiện nay.WCDMA WCDMA có thể hỗ trợ việc truyền thoại ,hình ảnh dữ liệu video có tốc độ lên đến 2Mbps. • UMTS (Universal Mobile Telecommunication System). UMTS là một mạng thế hệ thứ 3 được triển khai ở Châu Âu .Mạng này cung cấp cung cấp cho người sử dụng các dịch vụ hoạt động ở tần số 2GHz ,cho phép hình ảnh âm thanh,video ,truyền hình ….hiển thị trên các máy điện thoại di động. UMTS được xem là một hệ thống mạng cải tiến từ mạng 2G GSM . 2.CẤU HÌNH HỆ THỐNG CELLULAR Hệ thống thông tin di động Cellular gồm ba phần chính cơ bản : là các máy điện thoại di động MS(Mobile Station); Trạm gốc BS(Base Station ) trung tâm chuyển mạch điện thoại di động MSC(Mobile Service Switching Center).Các phần này được liên kết với nhau qua đường kết nối thoại số liệu . • Máy điện thoại di động MS bao gồm : các bộ thu /phát RF ; anten bộ điều khiển . • Trạm gốc BS bao gồm các bộ thu phát RF để kết nối máy di động MS với MSC ;anten;bộ điều khiển ;đầu cuối số liệu nguồn . • Trung tâm chuyển mạch MSC bao gồm bộ phận điều khiển ;bộ phận kết nối cuộc gọi ;các thiết bị ngoại vi cung cấp các chức năng thu nhập số liệu cước đối với các cuộc gọi đã hoàn thành . MSC xử lý các cuộc gọi đi đến từ mỗi BS,cung cấp các chức năng điều khiền trung tâm cho hoạt động của các BS một cách hiệu quả để truy cập vào tổng đài của mạng điện thoại công cộng . Các máy điện thoại di động MS,trạm gốc BS tổng đài MSC được liên kết với nhau thông qua các đường kết nối thoại số liệu .Mỗi máy di động sử dụng một cặp kênh thu phát RF .Vì các kênh lưu lượng không cố định ở một kênh RF nào mà luôn thay đổi thành các tần số RF khác nhau phụ thuộc vào sự di chuyển của máy di động trong suốt cuộc gọi nên cuộc gọi đó có thể thiết lập qua bất cứ một kênh nào đã được xác định trong vùng đó .Cũng từ những quan điểm về hệ thống thông tin di động mà thấy rằng tất cả các kênh đã được xác định đều có thể bận do đã được kết nối đồng thời với các máy di động .Bộ phận điều khiển trung tâm chuyển mạch MSC sẽ điều khiển ,sắp đặt quản lý toàn bộ hệ thống thông tin Cellular. Tổng đài Cellular kết nối các đường đàm thoại để thiết lập cuộc gọi giữa các thuê bao di động MS với nhau hoặc giữa các thuê bao cố định với các thuê bao di động làm nhiệm vụ trao đổi các thông tin báo hiệu đa dạng qua đường số liệu giữa MSC BS . Các thông tin thoại báo hiệu giữa máy di động MS va trạm gốc BS được truyền qua kênh RF.Các đường kết nối thoại số liệu cố định được sử dụng để truyền các thông tin thoại báo hiệu giữa BS MSC. CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN SÓNG 2.1 TẦN SỐ ĐẶT TÍNH SÓNG VÔ TUYẾN Đối với ,Đường truyền tín hiệu vô tuyến lý tưởng, thì tín hiệu nhận chỉ bao gồm các đường truyền tính hiệu đơn trực tiếp ,tín hiệu nhận sẽ được tái tạo hoàn chỉnh như ban đầu.Tuy nhiên trên thực tế tín hiệu sẽ bị thay đổi trong suốt quá trình truyền .Điều này thể hiện ở chỗ,tín hiệu nhận được bao gồm các tín hiệu suy giảm ,phản xạ tán xạ từ các đối tượng ở gần như đồi núi,cao ốc ,nhà cửa,xe cộ v…v 2.2 PHÂN LOẠI TRUYỀN SÓNG 2.2.1 KHÔNG GIAN TỰ DO Công suất tín hiệu sẽ bị suy giảm khi truyền từ một nơi này đến một nơi khác.Điều này là do chiều dài của đường truyền ,sự tắc nghẽn của đường truyền những ảnh hưởng đa đường (Multipath effects) .Bất cứ vật nào mà nó chắn đường truyền thẳng (line of sight) từ nơi truyền đến nơi nhận thì nó cũng bị suy giảm. Các tín hiệu phản xạ bị trễ cho đến anten so với tính hiệu trực tiếp.Có thể tránh một số phản xạ bằng cách dùng anten tốt nhưng không phải lúc nào điều này cũng có thể thực hiện được do giá cả anten ,do phải điểu chỉnh hướng anten Đặc trưng của fading chọn lọc tần số là cường độ tín hiệu ở một vài tần số thì được tăng cường trong khi ở một số khác thì bị suy giảm .Ta thấy đáp tuyến thay đổi theo cả thời gian tần số .Suy giảm chọn lọc đuợc thể hiện rõ ràng .Khi máy thu tất cả các đối tựợng gây phản xạ là cố định thì đáp tuyến tần số hiệu dụng của kênh truyền từ máy phát tới máy thu là cố định . Nếu tín hiệu có ích có dải thông tương đối hẹp lại rơi vào phần băng tần có suy giản đáng kể thì ở đó sẽ có fading phẳng việc thu sẽ bị suy giảm .Khi xem xét tín hiệu có giải thông lớn hơn thì một phần tín hiệu sẽ chịu giao thoa cấu trúc bị suy giảm đôi khi tới mức không thu được .Nhìn chung nếu tín hiệu có giải thông càng rộng ,lớn hơn dải thông tương quan thì nó chịu nhiều sai lệch truyền ,nhưng công suất thu được toàn phần sẽ thay đổi ít hơn , thậm chí nếu có những suy giảm đáng kể do truyền lan nhiều đường. Ở đây dải thông tương quan là khoảng cách tần số mà cường độ của các thành phần tín hiệu vẫn còn tương quan bởi một hệ số nào đó. 2.2.2 VÙNG TỐI FADING CHẬM Độ lớn vùng tối phụ thuộc vào kích thước của các đối tượng che khuất ,cấu trúc vật liệu tần số tín hiệu RF .Hầu hết các vật liệu là trong suốt cao ở tần số RF so với ánh sáng nhìn thấy,làm cho sự truyền lan không tầm nhìn thẳng NLOS(Non-line of sight) là có thể.Tuy nhiên vẫn có nhiều vật liệu có ảnh hưởng đáng kể tới sự lan truyền sóng RF ,ví dụ các tòa nhà ,đồi cao hấp thụ RF đi qua nó ,tạo vùng tối chiều sâu ở đằng sau chúng . Trong nhung điều kiện như vậy hầu hết năng lượng thu được là do phản xạ hoặc nhiễu xạ chung quanh đối tượng chứ không phải là do tia tới trực tiếp . Nhiễu xạ xảy ra ở mép các đối tượng chướng ngại trên đường truyền . Ở mép nhiễu xạ,tín hiệu phát xạ lại như mặt đầu sóng bắt nguồn từ mép nhiễu xạ .Điều này làm cho nó uốn cong một phần quanh đối tượng .Nhiễu xạ không có ảnh hưởng đáng kể đến vùng tối của ánh sáng nhìn thấy vì bước sóng ánh sáng nhỏ (0.4∝m-0.7∝m) so với kích thước đối tượng (0.1-10m). Tín hiệu thu được là tổ hợp của tín hiệu trực tiếp ,tín hiệu phản xạ tín hiệu nhiễu xạ .Giá trị công suất thu được là tổng hợp thành các nhánh tín hiệu này .Sự chuyển động của máy thu ,máy phát hoặc đối tượng trong môi trường sẽ dẫn đến sự thay đổi tổn hao truyền lan do sự thay đổi nhánh truyền .Do bản chất thay đổi chậm ,nhìn chung chúng được coi như fadinh chậm. 2.2.3 VÙNG FADING RAYLEIGH Trong các đường truyền vô tuyến ,tín hiệu RF từ nơi truyền sẽ bị phản xạ bởi nhà cửa ,xe cộ… Điều này sẽ lảm tăng bội số đường truyền tại máy thu.Nếu giữa anten phát anten thu không có đường truyền tầm nhìn thẳng thì tia phát được thu bằng nhiều đường truyền sóng khác nhau do phản xạ ,nhiễu xạ ,tán xạ.Do vậy điện trường tổng hợp thu được lớn hơn nhiều so với tia tương tự truyền trong không gian tự do .Ngoài ra ,các thăng gián tức thời của điện trường thu được phức tạp hơn so với tương tác hai tia do nhiễu từ nhiều đường truyền sóng.Hiện tượng này gọi là Fading Rayleigh. Thậm chí ,điện trường thu trung bình đối với trường hợp dịch chuyển trong khoảng ngắn (khoảng 50m) cũng thăng gián đáng kể do cấu hìng đường truyền sóng thay đổi khi trạm di động di chuyển. Nếu trong đường truyền sóng có nhiều phần tử thăng gián phức tạp thì hầu như không tính được điện trường thu một cách chính xác từ cấu hình đường truyền.Trong một đường truyền như vậy ,việc đánh giá điện trường thu thường được thực hiện bằng phương pháp thống kê. Trong đường truyền sóng mặt đất vd như đối với điện thoại trên ôtô –phần lớn các đường truyền có nhiều phần tử thăng gián phức tạp ,vì vậy điện trường thu được của trạm di động trạm gốc được đánh giá bằng phương pháp sử dụng nhiều kết quả đã đánh giá sắp xếp theo thống kê. 2.3 ĐẶC ĐIỂM CỦA TRUYỀN SÓNG DI ĐỘNG MẶT ĐẤT 2.3.1 TRUYỀN SÓNG MẶT ĐẤT PHẲNG CHƯƠNG 3 : LỊCH SỬ PHÁT TRIỄN CỦA CÔNG NGHỆ OFDM 3.1 CUỘC CÁCH MẠNG CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN Hệ thống thông tin di động thương mại được đưa vào ứng dụng tại Mỹ năm 1946 ,sử dụng băng tần 150MHz ,với khoảng cách kênh là 60KHz số lượng kênh bị hạn chế là 3 kênh .Đó là hệ thống bán song công (người bên này không thể nói trong khi người kia đang nói cuộc thoại được kết nối bằng nhân công ). Sau khi cải tiến ,hệ thống IMTS MJ bao gồm 11 kênh ở băng tần 150Mhz hệ thống ITMS MK bao gồm 12 kênh ở băng tần 459Mhz đã được sử dụng vào năm 1969 .Đây là hệ thống song công ,trong đó một trạm gốc BS có thể phục vụ cho vùng bán kính rộng đến 80km. Cho đến nay ,công nghệ thông tin vô tuyến đã có những phát triễn vượt bậc trong những năm gần đây .Hầu hết các hệ thống WLAN hiện nay dùng theo chuẩn IEEE802.11b,cung cấp tốc độ dữ liệu cực đại 11Mbps .Các tiêu chuẩn WLAN mới như IEEE802.11a HyperLAN2 dựa trên công nghệ OFDM cung cấp tốc độ dữ liệu tới 54Mbps .Tuy nhiên trong tương lai gần các hệ thống sẽ yêu cầu các mạng WLAN có tốc độ dữ liệu lớn hơn 100Mbps .Do vậy cần phải cải thiện hơn nữa hiệu quả phổ dung lượng dữ liệu của các hệ thống OFDM trong các ứng dụng WLAN . Mạng di động thế hệ thứ ba bốn là cung cấp cho khách hàng tốc độ dữ liệu cao ,phạm vi dịch vụ lớn như thông tin thoại ,điện thoại truyền hình(videophone) truy cập internet với tốc độ cao .Tốc độ dữ liệu cao các mạng di động tương lai có thể được thực hiện nhờ tăng giá phổ phân phối cho các dịch vụ bằng việc cải thiện hiệu quả phổ .OFDM là một ứng cử viên tiềm năng của hệ thống mobile thế hệ thứ tư. 3.2 CÁC CÔNG NGHỆ ĐA TRUY CẬP 3.2.1 FDMA (Frequency Division Multiple Access) Công nghệ FDMA được sử dụng lần đầu tiên trong các hệ thống thông tin tương tự .Trong kỹ thuật này ,băng tần tổng được phân chia thành nhiều băng tần nhỏ .Mỗi thuê bao MS được phép truyền liên tục theo thời gian trên một băng tần nhỏ đã được cấp phát cho MS đó ,do đó sẽ không bị trùng .Mỗi băng tần bao gồm băng tần tối thiểu cho việc truyền dữ liệu hai dãi tần phòng vệ hai bên để chống nhiễu xuyên kênh . Đặc điểm của FDMA là thuê bao MS sẽ được cấp phát một kêng đôi liên lạc suốt thời gian thông tuyến .Nhiễu giao thoa do tần số các kênh lân cận nhau là đáng kế .Trạm gốc BS phải có bộ thu phát riêng làm việc với mỗi thuê bao MS trong hệ thống di động 3.2.2 TDMA (Time Division Multiple Access) Hệ thống thông tin di động TDMA được phát triễn trên nền FDMA .Ứng dụng kỹ thuật nén số đối với thoại để mỗi thuê bao trong hệ thống đều có thể truy cập toàn bộ băng tần vô tuyến của hệ thống ở các khe thời gian khác nhau .Mỗi thuê bao được cấp một khe thời gian trong cấu trúc khung .Khoảng thời gian không sử dụng giữa các khe lân cận là thời gian bào vệ để giảm nhiễu. Trong hệ thống Cellular ,phổ tần được chia thành các dải tần liên lạc trong khe thời gian của nó để truyền thông tin dữ liệu .Nếu phổ tần có sẵn được chia thành nhiều dải tần liên lạc cho các nhóm thuê bao riêng biệt thì gọi là TDMA băng hẹp .Còn nếu phổ tần cho phép đều được sử dụng cho mọi thuê bao thì gọi là phương pháp TDMA băng rộng . Khuyết điểm của kỹ thuật TDMA là hiện tượng trễ truyền dẫn gây ra sự trùng chập tín hiệu giữa hai khe thời gian lân cận nếu thời gian bảo vệ của mỗi khe không đủ .Lý thuyết đã chứng minh giả sử bán kính Cell là R thì thời gian trễ là Ttrễ =2R/C .Để tránh chồng chập tín hiệu thì khoảng thời gian bảo vệ tối thiểu của mỗi khe thời gian phải là Gmin=2R/C ,nhưng điều này sẽ làm giảm dung lượng kênh .Để dung lượng kênh không bị giảm thì có thể sử dụng phương pháp thứ hai là không có thời gian bảo vệ mà thay thế bằng cách điều chỉnh định thời phát củ thuê bao MS .Tuy nhiên khi đó cần phải xác định khoảng cách MS –BS điều chỉnh định thời thích ứng .Vì vậy ,cần phải tùy theo đặc điểm từng hệ thống mà lựa chọn phương pháp thích hợp . Hệ thống TDMA điển hình là GSM (Global System for Mobile ) 3.2.3 CDMA (Code division Multiple Access) Sự phát triễn của công nghệ CDMA bắt đầu năm 1989 ,sau khi tiêu chuẩn NA-TDMA (IS-54) được thiết lập . Trong hệ thống thông tin di động CDMA ,nhiều thuê bao MS sử dụng chung cùng một băng tần Cell ,nhưng được phân biệt với nhau theo các mã khác nhau .Các thuê bao có thể thực hiện cuộc gọi đồng thời mà không gây nhiễu nhờ tính không tương quan giữa các mã khác nhau đó .Mỗi thuê bao di động MS được gán một mã riêng kỹ thuật trải phổ tín hiệu sẽ giúp cho các MS không gây nhiễu lẫn nhau mặc dù có thể cùng một lúc dùng chung dãi tần số .Nếu muốn thu được tín hiệu của kênh truyền thì phải biết được mã của kênh đó. Đặc điểm của tín hiệu CDMA là sử dụng tín hiệu cao tần ,dãi tần rộng hảng MHz ,sử dụng kỹ thuật trải phổ phức tạp .Kỹ thuật trãi phổ cho phép tín hiệu vô tuyến sử dụng có cường độ rất nhỏ chống Fading hiệu quả hơn FDMA TDMA .Việc thuê bao các MS trong Cell dùng chung tần số khiến cho thiết bị truyền dẫn vô tuyến đơn giản ,việc thay đổi kế hoạch tần số không còn là vấn đề chuyển giao trở thành mềm.Điều khiển dung lượng trong Cell rất linh hoạt.Hệ thống CDMA cũng áp dụng kỹ thuật nén số như TDMA nhưng với tốc độ bit thay đổi theo tích cực thoại ,nên tín hiệu thoại có tốc độ bit trung bình nhỏ hơn . Hệ thống CDMA điển hình là IS-95 3.3 SỰ PHÁT TRIỄN CÔNG NGHỆ CDMA

Ngày đăng: 26/05/2013, 15:02

Hình ảnh liên quan

Hình 4.2h 2: Giá trị trung bình của sĩng Sin bằng 0. - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.2h.

2: Giá trị trung bình của sĩng Sin bằng 0 Xem tại trang 19 của tài liệu.
Hìn h: Tích phân các sĩng hình sin cĩ cùng tần số - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

n.

h: Tích phân các sĩng hình sin cĩ cùng tần số Xem tại trang 21 của tài liệu.
Hình OFDM transmitter và receiver - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

nh.

OFDM transmitter và receiver Xem tại trang 26 của tài liệu.
Hình 4.3.2 h1 Ví dụ chịm điểm(constellation) điều chế IQ,16 – QAM ,với mã Gray dữ liệu tới mỗi vị trí . - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.3.2.

h1 Ví dụ chịm điểm(constellation) điều chế IQ,16 – QAM ,với mã Gray dữ liệu tới mỗi vị trí Xem tại trang 27 của tài liệu.
Hình 4.4h: Khoảng bảo vệ của tín hiệu OFDM - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.4h.

Khoảng bảo vệ của tín hiệu OFDM Xem tại trang 31 của tài liệu.
Hình 4.4.2 h2 Chức năng của khoảng bảo vệ chống lại ISI - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.4.2.

h2 Chức năng của khoảng bảo vệ chống lại ISI Xem tại trang 33 của tài liệu.
Hình 4.4.2h1 Chức năng của khoảng bảo vệ chống lại ISI - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.4.2h1.

Chức năng của khoảng bảo vệ chống lại ISI Xem tại trang 33 của tài liệu.
Hình 4.5 h1: Phổ tín hiệu OFDM gồm 52 tải phụ khơng cĩ hạn chế băng thơng  .Tải  phụ  DC  khơng  được  sử  dụng  làm  cho  tín  hiệu  đối  xứng  xung quanh DC . - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.5.

h1: Phổ tín hiệu OFDM gồm 52 tải phụ khơng cĩ hạn chế băng thơng .Tải phụ DC khơng được sử dụng làm cho tín hiệu đối xứng xung quanh DC Xem tại trang 35 của tài liệu.
Hình 4.5 h2: Phổ của tín hiệu OFDM 1536 tải phụ khơng cĩ hạn chế băng thơng. - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.5.

h2: Phổ của tín hiệu OFDM 1536 tải phụ khơng cĩ hạn chế băng thơng Xem tại trang 35 của tài liệu.
Hình 4.5.1ha biểu diễn đáp tuyến tần số của OFDM khơng lọc .Các hình 4.5.1.hb  đến  4.5.1.he  là  các  ví  dụ  của  tín  hiệu  OFDM  được  lọc  băng  thơng .Các  tín  hiệu  này  được  lọc  bằng  bộ  đáp  tuyến  xung  hữu  hạn  FIR(Finite Impulse Respone)  - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.5.1ha.

biểu diễn đáp tuyến tần số của OFDM khơng lọc .Các hình 4.5.1.hb đến 4.5.1.he là các ví dụ của tín hiệu OFDM được lọc băng thơng .Các tín hiệu này được lọc bằng bộ đáp tuyến xung hữu hạn FIR(Finite Impulse Respone) Xem tại trang 36 của tài liệu.
Hình 4.5.1h2 Phổ của OFDM cĩ 20 tải phụ cĩ hoặc khơng cĩ lọc băng thơng .Tải phụ trung tâm khơng được sử dụng . - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.5.1h2.

Phổ của OFDM cĩ 20 tải phụ cĩ hoặc khơng cĩ lọc băng thơng .Tải phụ trung tâm khơng được sử dụng Xem tại trang 38 của tài liệu.
Hình 4.5.3H1 mơ tả chỉ tiêu kỹ thuật mơ phỏng của tín hiệu OFDM được lọc  băng  thơng  với các  độ  rộng  quá  độ  khác  nhau  cho  bộ lọc  kênh  khơng  cĩ nhiễu  kênh  .Hình  vẽ  này  chỉ  ra  chỉ  tiêu  của  truyền  OFDM  ki  offset  đồng  bộ thời  gian - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.5.3.

H1 mơ tả chỉ tiêu kỹ thuật mơ phỏng của tín hiệu OFDM được lọc băng thơng với các độ rộng quá độ khác nhau cho bộ lọc kênh khơng cĩ nhiễu kênh .Hình vẽ này chỉ ra chỉ tiêu của truyền OFDM ki offset đồng bộ thời gian Xem tại trang 40 của tài liệu.
Hình 4.6h Mơ tả một symbol OFDM đơn với khoảng bảo vệ cĩ dạng hình cosin  tăng  RC(Raised  Cosine)  .Phần  này  của  khoảng  bảo  vệ  cĩ  dạng  hình cosine bình phương (cos( )2),do vậy cĩ tên cosine tăng. - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.6h.

Mơ tả một symbol OFDM đơn với khoảng bảo vệ cĩ dạng hình cosin tăng RC(Raised Cosine) .Phần này của khoảng bảo vệ cĩ dạng hình cosine bình phương (cos( )2),do vậy cĩ tên cosine tăng Xem tại trang 41 của tài liệu.
Hình 4.7.4h1 Giản đồ IQ của 16 – PSK khi dùng mã Gray.Mỗi vị trí IQ liên tiếp chỉ thay đổi một bit đơn . - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.7.4h1.

Giản đồ IQ của 16 – PSK khi dùng mã Gray.Mỗi vị trí IQ liên tiếp chỉ thay đổi một bit đơn Xem tại trang 46 của tài liệu.
Hình 4.7.4 h2: Giản đồ IQ cho các dạng điều chế được sử dụng trong mơ phỏng OFDM. - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.7.4.

h2: Giản đồ IQ cho các dạng điều chế được sử dụng trong mơ phỏng OFDM Xem tại trang 48 của tài liệu.
Hình 4.7.7h1: Các đồ thị biễu diễn BER theo EBNR để chọn lựa các sơ đồ điều chế OFDM.Số tương ứng với mỗi đường chỉ ra sơ đồ điều chế . - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.7.7h1.

Các đồ thị biễu diễn BER theo EBNR để chọn lựa các sơ đồ điều chế OFDM.Số tương ứng với mỗi đường chỉ ra sơ đồ điều chế Xem tại trang 51 của tài liệu.
Hình 4.7.7.h2 Cho sự so sánh giữa tất cả các sơ đồ điều chế được mơ phỏng.Nĩ chỉ  ra  SNR  cần  thiết  cho  BER  cố  định  là  1.10-5 .QAM  kết  hợp  địi  hởi  SNR  nhỏ nhất  ,trong  khi  PSK  vi  sai  là  xấu  nhất  .Nĩ  cũng  chỉ  ra  giới  hạn  Shannon - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.7.7.h2.

Cho sự so sánh giữa tất cả các sơ đồ điều chế được mơ phỏng.Nĩ chỉ ra SNR cần thiết cho BER cố định là 1.10-5 .QAM kết hợp địi hởi SNR nhỏ nhất ,trong khi PSK vi sai là xấu nhất .Nĩ cũng chỉ ra giới hạn Shannon Xem tại trang 54 của tài liệu.
IDM). Hình 4.8h 1: Ảnh hưởng của méo do 2 tín hiệu tone (gồm các hài và Để giảm méo phi tuyến phải chọn điểm làm việc phù hợp trong đặc tuyến vào ra của  bộ  khuyếch  đại  cơng  suất  back  off  OBO  (Output  power  back  off).Trong truyền  dẫn OFDM dùng  - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.8h.

1: Ảnh hưởng của méo do 2 tín hiệu tone (gồm các hài và Để giảm méo phi tuyến phải chọn điểm làm việc phù hợp trong đặc tuyến vào ra của bộ khuyếch đại cơng suất back off OBO (Output power back off).Trong truyền dẫn OFDM dùng Xem tại trang 56 của tài liệu.
đại của bộ khuếch đại hơn sĩng hình sinc ,với cùng một cơng suất trung bình.Giá trị méo phụ thuộc vào phân bố đường bao tín hiệu cũng như dạng phi tuyến của bộ khuyếch đại - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

i.

của bộ khuếch đại hơn sĩng hình sinc ,với cùng một cơng suất trung bình.Giá trị méo phụ thuộc vào phân bố đường bao tín hiệu cũng như dạng phi tuyến của bộ khuyếch đại Xem tại trang 57 của tài liệu.
Hình 4.8.2.h1: Phổ của tín hiệu OFDM cắt méo .Tín hiệu OFDM cĩ 100 tải phụ, - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.8.2.h1.

Phổ của tín hiệu OFDM cắt méo .Tín hiệu OFDM cĩ 100 tải phụ, Xem tại trang 58 của tài liệu.
Hình 4.8.2.h 2: Sự gia tăng mở rộng phổ như hàm của OBO .Méo này được gây - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.8.2.h.

2: Sự gia tăng mở rộng phổ như hàm của OBO .Méo này được gây Xem tại trang 59 của tài liệu.
Hình 4.8.3 SNR Hiệu dụng của truyền dẫn OFDM theo OBO với 8,64 và 512 tải phụ . - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.8.3.

SNR Hiệu dụng của truyền dẫn OFDM theo OBO với 8,64 và 512 tải phụ Xem tại trang 60 của tài liệu.
Hình 4.9h: SNR hiệu dụng của tín hiệu OFDM với lỗi lệch thới gian khi dùng khoảng bảo vệ là 40 mẫu. - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.9h.

SNR hiệu dụng của tín hiệu OFDM với lỗi lệch thới gian khi dùng khoảng bảo vệ là 40 mẫu Xem tại trang 61 của tài liệu.
Hình 4.10h mơ tả ảnh hưởng của lỗi tần số SNR hiệu dụng của OFDM khi dùng điều chế QAM kết hợp.Một độ lệch tần số bất kỳ dẫn đến sự quay pha liên tục tất cả các vectơ tải phụ  thu được .Độ lệch tần càng lớn thì sự quay pha càng lớn - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Hình 4.10h.

mơ tả ảnh hưởng của lỗi tần số SNR hiệu dụng của OFDM khi dùng điều chế QAM kết hợp.Một độ lệch tần số bất kỳ dẫn đến sự quay pha liên tục tất cả các vectơ tải phụ thu được .Độ lệch tần càng lớn thì sự quay pha càng lớn Xem tại trang 62 của tài liệu.
Bảng 5.1.1 Các tham số truyền DAB cho mỗi made truyền - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Bảng 5.1.1.

Các tham số truyền DAB cho mỗi made truyền Xem tại trang 64 của tài liệu.
Bảng 5.1.2 Mơ tả các tham số cơ bản của hai mode này. - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Bảng 5.1.2.

Mơ tả các tham số cơ bản của hai mode này Xem tại trang 65 của tài liệu.
Bảng 5.1.2.b: Tỉ số tín hiệu /nhiễu cần thiết và tơc độ bit net để chọn lọc các liên hợp điều chế cho mã DVB. - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Bảng 5.1.2.b.

Tỉ số tín hiệu /nhiễu cần thiết và tơc độ bit net để chọn lọc các liên hợp điều chế cho mã DVB Xem tại trang 66 của tài liệu.
Sau khi xác định các tiêu chuẩn của phát truyền hình số DVB, do các sự truyền tải  Multimedia  khác nhau  , lĩnh  vực  ứng dụng  khác nhau  nên DVB đã được   tổ chức  và phân  chia  thành   vài  hệ  thống,   cụ  thể  là hệ  thống   quảng   bá  truyền  hìn - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

au.

khi xác định các tiêu chuẩn của phát truyền hình số DVB, do các sự truyền tải Multimedia khác nhau , lĩnh vực ứng dụng khác nhau nên DVB đã được tổ chức và phân chia thành vài hệ thống, cụ thể là hệ thống quảng bá truyền hìn Xem tại trang 70 của tài liệu.
Sơ đồ khối của hệ thống thu truyền hình số vệ tinh như hình I.3.3 .Tín hiệu vệ tinh qua  bộ biến  tần  LNB , máy  thu vệ  tinh số  IRD (integrated  receiver  coder  ) sẽ  tiến hành  việc  giải  điều  chế  QPSK,  giải  mã  đưa  ra  tín  hiệu  âm  tần  và t - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

Sơ đồ kh.

ối của hệ thống thu truyền hình số vệ tinh như hình I.3.3 .Tín hiệu vệ tinh qua bộ biến tần LNB , máy thu vệ tinh số IRD (integrated receiver coder ) sẽ tiến hành việc giải điều chế QPSK, giải mã đưa ra tín hiệu âm tần và t Xem tại trang 71 của tài liệu.
Hiện nay trong mạng truyền hình số hữu tuyến sử dụng tốc độ điều chế 64 – QAM trong dãi tần rộng  8MHz có thể truyền   tải tín hiệu  với tốc độ đạt  tới 38,1 Mb/s  - kỹ thuật OFDM và ứng dụng

i.

ện nay trong mạng truyền hình số hữu tuyến sử dụng tốc độ điều chế 64 – QAM trong dãi tần rộng 8MHz có thể truyền tải tín hiệu với tốc độ đạt tới 38,1 Mb/s Xem tại trang 72 của tài liệu.

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan