Đang tải... (xem toàn văn)
có sơ đồ nguyên lý, sơ đồ khối, sơ đồ thuật toán và hướng dẫn chi tiết về KỸ THUẬT GIẢM PAPR TRONG MIMO OFDM dùng MATLAB ...............................................................................
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIẢM PAPR TRONG MIMO-OFDM MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT A/D Analog to Digital AWGN Additive White Gaussian Noise BER Bit Error Rate BLAST Bell-Laboratories Layered Space-Time Code BPSK Binary Phase Shift Keying BS Base Station CDM Code Division Multiplexing CP Cyclic Prefix D/A Digital to Analog DFT Discrete Fourier Transform FDM Frequency Division Multiplexing FEC Forward Error Correction FFT Fast Fourier Transform ICI InterCarrier Interference IDFT Inverse Discrete Fourier Transform IFFT Inverse Fast Fourier Transform I.I.D Independent and Identically Distributed ISI InterSymbol Interference LAN Local Area Network LOS Light Of Sight LPF Low Pass Filter MIMO Multiple Input Muliple Output MISO Multiple Input single Output ML Maximum Likelihood MMSE Minimum Mean Sqare Error MS Mobile Station OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing P/S Parallel to Serial PAPR Peak to Average Power Ratio QAM Quadrature Amplitute Modulation QPSK Quadrature Phase Shift Keying RF Radio Frequency SIMO Single Input Multiple Output SISO Single Input Single Output S/P Serial to Parallel SC Single Carrier Communication STBC Space-Time Block Code V-BLAST Vertical-Bell-Laboratories Layered Space-Time ĐỒ ÁN Trang 6/36 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MIMO-OFDM 1.1 Tổng quan hệ thống MIMO 1.1.1 Mô hình hệ thống MIMO MIMO hệ thống truyền dẫn vô tuyến sử dụng đồng thời nhiều anten máy phát máy thu Hình 1.1 Chuỗi tín hiệu phát {b k } mã hóa theo hai miền không gian (theo hướng anten phát) thời gian nhờ mã hóa không gian thời gian (STE: Space-Time Encoder) Tín hiệu sau mã hóa không gian-thời gian (KG-TG) {sk } phát nhờ N anten phát Máy thu sử dụng phân tập thu với M anten thu Kênh tổng hợp máy phát (Tx) máy thu (Rx) có N đầu vào M đầu ra, vậy, gọi kênh MIMO M × N {bˆ } {bk } k Hình 1.1: Mô hình hệ thống MIMO điển hình [4] Ưu điểm hệ thống MIMO Tăng độ lợi mảng, làm tăng tỉ số tín hiệu nhiễu, từ làm tăng khoảng 1.1.1.1 cách truyền dẫn mà không cần tăng công suất phát Tăng độ lợi phân tập: làm giảm tượng fading thông qua việc sử dụng hệ thống anten phân tập, nâng cao chất lượng hệ thống Tăng hiệu phổ: cách sử dụng ghép kênh không gian Tăng dung lượng kênh mà không cần tăng công suất phát băng thông 1.1.1.2 Khuyết điểm hệ thống MIMO Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM ĐỒ ÁN Trang 7/36 Tăng độ phức tạp xử lí tín hiệu phát thu Kích thước thiết bị di động tăng lên Nhiễu đồng kênh: sử dụng nhiều anten truyền liệu với băng tần Nhiễu liên kênh: nhiều người dùng sử dụng hệ thống MIMO 1.1.2 Sơ lược phân tập Phân tập kỹ thuật cải thiện độ tin cậy tín hiệu cách sử dụng hai hay nhiều kênh thông tin liên lạc với tính chất khác Phân tập có vai trò quan trọng chống fading, nhiễu đồng kênh, lỗi chùm Kỹ thuật phân tập sử dụng tốt truyền đa đường, cho kết độ lợi phân tập Độ lợi phân tập tăng tỉ số tín hiệu nhiễu có phân tập tính rút gọn công suất phát có phân tập Các kỹ thuật phân tập phân lớp thành phân tập thời gian, tần số phân tập không gian Phân tập thời gian Phân tập theo thời gian thu qua mã hóa xen kênh Sau ta so 1.1.1.3 sánh hai trường hợp: truyền ký tự liên tiếp dùng xen kênh độ lợi kênh truyền nhỏ Hình 1.2: Phân tập theo thời gian Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM [5] ĐỒ ÁN Trang 8/36 Từ hình vẽ ta thấy rằng: từ mã x bị triệt tiêu Fading không dùng xen kênh, dùng xen kênh từ mã ký tự ta phục hồi lại từ ký tự bị ảnh hưởng Fading Phân tập thời gian đạt cách truyền liệu giống qua khe thời gian khác nhau, nơi thu tín hiệu Fading không tương quan với Khoảng cách thời gian yêu cầu thời gian quán kênh truyền nghịch đảo tốc độ Fading c = f d v f c Mã điều khiển lỗi thường sử dụng hệ thống truyền thông để cung cấp độ lợi mã (coding gain) so với hệ thống không mã hóa Trong truyền thông di động, mã điều khiển lỗi kết hợp với xen kênh để đạt phân tập thời gian Trong trường hợp này, phiên tín hiệu phát đến nơi thu dạng dư thừa miền thời gian Khoảng thời gian lặp lại phiên tín hiệu phát quy định thời gian xen kênh để thu Fading độc lập ngõ vào giải mã Vì tốn thời gian cho xen kênh dẫn đến trì hoãn việc giải mã, kỹ thuật thường hiệu môi trường Fading nhanh, thời gian quán kênh truyền nhỏ Đối với kênh truyền Fading chậm xen kênh nhiều dẫn đến trì hoãn đáng kể Phân tập tần số Đây kỹ thuật sử dụng nhiều tần số khác để phát tin Các tần số cần 1.1.1.4 dùng phải có khoảng cách đủ lớn để giữ độc lập ảnh hưởng fading với tần số lại Khoảng tần số mức vài lần băng thông kết hợp kênh đảm bảo đặc tính thống kê fading tần số khác độc lập Trong thông tin di động, tín hiệu phát đưa tới máy thu dạng dư thừa miền tần số để tạo trải phổ giống trải phổ chuỗi trực tiếp, điều chế đa sóng mang, nhảy tần Kỹ thuật trải phổ có tác dụng băng thông kết hợp kênh nhỏ Tuy nhiên băng thông kết hợp kênh lớn băng thông trải phổ, trải trễ đa đường nhỏ chu kỳ symbol Trong trường hợp này, trải phổ không hiệu Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM ĐỒ ÁN Trang 9/36 để tạo phân tập tần số Tương tự phân tập thời gian, phân tập tần số gây tổn thất hiệu băng tần dư thừa miền tần số 1.1.1.5 Phân tập không gian Phân tập không gian kỹ thuật sử dụng nhiều anten hay mảng anten xếp với khoảng cách phù hợp để tín hiệu anten độc lập Khoảng cách yêu cầu thay đổi tùy theo độ cao anten, môi trường truyền tần số Khoảng cách điển hình khoảng vài bước sóng Phân tập không gian không gây tổn thất sử dụng hiệu băng tần phân tập thời gian H11 H12 Y2(nT) Y1(nT) x(nT) combination x(nT) ~ x x’(nT) Tín hiệu vào Hình 1.3: Mô hình phân tập không gian [5] Phân tập không gian gọi phân tập anten Phân tập không gian gồm có: Phân tập phân cực Trong phân tập phân cực, tín hiệu phân cực đứng phân cực ngang phát hai anten phân cực khác thu anten phân cực khác Điều đảm bảo tạo tín hiệu không tương quan mà không cần đặt hai anten cách xa Phân tập anten phát Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM ĐỒ ÁN Trang 10/36 Trong phân tập phát, nhiều anten đựơc triển khai vị trí máy phát Tin xử lí máy phát sau truyền chéo qua anten Phân tập anten thu Trong phân tập thu, nhiều anten sử dụng máy thu để thu độc lập tín hiệu phát Các tín hiệu phát kết hợp để tăng SNR giảm fading nhiều đường 1.1.3 Các phương pháp truyền dẫn Để có hệ thống truyền dẫn MIMO hiệu ứng dụng thực tế, công trình nghiên cứu MIMO tập trung vào việc đề xuất phương pháp truyền dẫn thỏa mãn cân độ lợi thu từ kênh MIMO độ phức tạp cần thiết Các phương pháp truyền dẫn phân loại thành hai nhóm sau: Phân kênh theo không gian (SDM: Spatial Division Multiplexing) mã hóa không gian thời gian (STC: Space-Time Coding) 1.1.1.6 Phân kênh theo không gian Hình 1.4: Sơ đồ phân kênh theo không gian [4] Ở sơ đồ phân kênh theo không gian, dòng liệu phát, sau ánh xạ thành dấu (symbol) tín hiệu (constellation) phân (DEMUX) thành N luồng song song truyền đồng thời qua N anten phát Vì vậy, tốc độ truyền dẫn tăng N lần so với hệ thống sử dụng anten phát, anten thu (SISO) thông thường Tuy nhiên, luồng liệu thu máy thu bị nhiễu lẫn nên tăng số lượng anten phát N đồng nghĩa với việc tăng nhiễu đồng kênh luồng tín hiệu, làm tăng BER Để giảm nhỏ BER hệ thống máy thu sử Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM ĐỒ ÁN Trang 27/36 Kỹ thuật PTS phức tạp số subblock tăng lên, để giảm độ phức tạp ta đặt ngưỡng PAPR ngõ ra, PAPR ngõ vượt ngưỡng thực lại trình xoay pha đến thõa điều kiện Hình 2.5: Giải thuật PTS 1.1.12 Kỹ thuật Selected Mapping ( SLM ) Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM ĐỒ ÁN Trang 28/36 Hình 2.6: Thuật toán SLM [2] Ý tưởng phương pháp SLM không khác nhiều so với PTS Nó chọn tín hiệu phù hợp từ tập hợp khối liệu quay pha tạo phát Xét khối liệu OFDM X = [X0, X1, X2,… , XN-1] với , U chuỗi liệu u T khác pha B = [bu,0, bu,1, bu,2…, bu,N-1] với u = 1,2,3,…,U Khi ta có U khối u liệu Xu tạo cách nhân chuỗi X với tất chuỗi khác pha B Sau biến đổi IFFT ta có U tín hiệu có giá trị PAPR khác Trong số chúng, ta chọn tín hiệu có PAPR nhỏ để truyền Tín hiệu đa sóng mang miền thời gian biễu diễn sau: Trong ≤ t ≤ NT, u = 1, 2, 3, … U, ∆f = 1/T, T chu kỳ khối liệu Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM ĐỒ ÁN Trang 29/36 Tương tự với PTS, SLM đặt nguỡng mong muốn để giảm tính phức tạp suốt trình tính toán Tín hiệu ngõ so sánh với ngưỡng Nếu tín hiệu có PAPR nhỏ ngưỡng phát Ngược lại, tín hiệu có PAPR lớn ngưỡng, có trƣởng hợp: tín hiệu kết xoay pha cuối cùng, tìm chuỗi có PAPR nhỏ chuỗi phát truyền Ngược lại, tiếp tuc xoay pha so sánh với ngưỡng Hình 2.7: Giải thuật SLM 1.1.13 Kỹ thuật hoán vị (Interleaving) Hoán vị phương pháp giảm PAPR làm méo dạng tín hiệu Mở rộng phương pháp ta có phương pháp hoán vị thích ứng Thời gian thực phép hoán vị độ phức tạp phương pháp đánh giá thông qua số lượng trung bình phép hoán vị Cũng giống phương pháp SLM, chuỗi liệu hoán vị có PAPR nhỏ chọn để truyền Có hai loại hoán vị hoán vị ngẫu nhiên hoán vị có chu kỳ Hoán vị ngẫu nhiên thực hoán vị toàn khối liệu có N symbols tạo thành chuỗi giả ngẫu nhiên Ví dụ chuỗi symbol có chiều dài N X = [X0, X1, X2,… XN-1] trở Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM ĐỒ ÁN Trang 30/36 thành X‟ = [Xπ(0), Xπ(1), Xπ(2)… Xπ(N-1)] Chỉ số hoán vị π(N-1) lưu nhớ phát thu nên việc deinterleaving trở nên đơn giản Đối với phương pháp hoán vị theo chu kỳ, cho chu kỳ C khối liệu có độ dài C Phương pháp hoán vị có chu kỳ C ghi khối liệu X = [ X0, X1, X2, ….XN-1] vào ma trận có C dòng R cột, với R = N/C theo cột Sau đọc khối liệu X‟= [Xπ(0), Xπ(1), Xπ(2), ….Xπ(N-1)] theo dòng Ta có ma trận: Hình 2.8:Thuật toán Interleaving Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM [2] ĐỒ ÁN Trang 31/36 Để đơn giản trình tính toán làm giảm số lần hoán vị, người ta đưa phương pháp hoán vị thích ứng mở rộng phương pháp hoán vị thông thường Trong phương pháp hoán vị thích ứng, mức PAPR thiết lập trước gọi ngưỡng, giá trị PAPR chuỗi liệu sau hoán vị so sánh với mức ngưỡng Thuật toán hoán vị thích ứng minh họa giải thuật sau Hình 2.9: Giải thuật hoán vị 1.8 Kết luận Chương trình bày khái niệm tác hại PAPR cao Đồng thời chương nêu kỹ thuật giảm PAPR tiêu biểu Các kỹ thuật có ưu nhược điểm khác nhau, chưa có kỹ thuật hoàn hảo Chương sau em trình bày mô kết sử dụng kỹ thuật giảm PAPR PTS Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM ĐỒ ÁN Trang 32/36 CHƯƠNG MÔ PHỎNG KỸ THUẬT GIẢM PAPR BẰNG PTS 1.9 Giới thiệu Để kiểm chứng tính chất, ưu nhược điểm kỹ thuật OFDM, đồng thời thực phương pháp giảm PAPR khắc phục nhược điểm nó, ta phải mô phần mềm, cụ thể đồ án Matlab Chương mô kỹ thuật giảm PAPR PTS đơn giản thay đổi số subblock V 1.10 Sơ đồ mô Random Data Gener-ator Serial to Parallet Mod IFFT Guard interval intersion PAPR reducing Parallet to serial HPA Channel Serial data out Guard interval removal Parallet to serial Demod FFT Serial to parallet Hình 3.1: Sơ đồ khối trình phát thu OFDM có thực giảm PAPR 1.11 Sơ đồ thuật toán Thay đổi số thông số sau ảnh hưởng đến hoạt động giảm PAPR Số khối sub-block V Đây yếu tố tác động mạnh W: số lượng giá trị phase_factor Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM ĐỒ ÁN Trang 33/36 Kiểu phân chia thành khối Trong mô phỏng, ta xét thông số V Start Nhập thông số ban đầu Sử dụng thuật toán PTS với hệ số trọng số V thay đổi Tạo tất kết hợp p với hệ số trọng số set1 set2 Tính PAPR Phát kí tự OFDM qua điều chế QPSK cho sóng mang Tính vẽ CCDF cho PAPR khác Chia tín hiệu miền tần số X thành V khối sub-block không chồng phổ end Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM ĐỒ ÁN Trang 34/36 1.12 Kết mô Ta tiến hành mô với V= 0, 1, 2, 4, (chạy chương trình main.m) Hình 3.2 PAPR phương pháp PTS với sub-block khác Ta thấy tăng V PAPR tốt Giả sử ta cố định xác suất PAPR 1% so sánh đặc tuyến CCDF với giá trị V khác Từ hình vẽ trên, đặc tuyến CCDF giảm 2.1dB V=4 so với hệ thống OFDM ban đầu Khi V=8 PAPR khoảng 2.8dB, giảm 0.7dB so với V=4 Tuy nhiên chiều hướng giảm đặc tuyến CCDF có xu hướng chậm tiếp tục tăng V, điều có nghĩa số lượng subblock lớn PAPR nhỏ bù lại phần cứng phức tạp CHƯƠNG Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM KẾT LUẬN ĐỒ ÁN Trang 35/36 Hệ thống MIMO giúp tăng tốc độ liệu giữ độ tin cậy thông tin, giảm công suất phát Còn kỹ thuật OFDM giúp chống nhiễu, tăng cự li truyền tin môi trường không dây Kỹ thuật MIMO-OFDM kết hợp hai kỹ thuật MIMO OFDM để tận dụng hai ưu điểm kỹ thuật, mang lại chất lượng thông tin trao đổi tốt Tuy nhiên kỹ thuật MIMO-OFDM nói chung kỹ thuật OFDM nói riêng, tồn hai nhược điểm bậc : tỷ số công suất đỉnh công suất trung bình (PAPR) cao đồng nhạy với di tần Đồ án em theo hướng tìm hiểu khắc phục giảm PAPR PAPR cao làm tăng giá lại giảm hiệu hệ thống OFDM Có thể chia kỹ thuật giảm PAPR thành ba loại Loại thứ gọi kỹ thuật làm méo tín hiệu, kỹ thuật làm giảm biên độ đỉnh cách làm méo phi tuyết đỉnh haocj xung quanh đỉnh Loại thứ hai kỹ thuật mã, sử dụng việc đưa thêm số thông tin hỗ trợ sử dụng kết hợp với mã sửa sai vào ký tự OFDM Hướng thứ ba dựa việc xáo trộn ký tự OFDM với chuỗi xáo trộn khác trộn chuỗi có PAPR nhỏ Mỗi kỹ thuật có ưu nhược điểm riêng nên khó để xác định phương pháp chuẩn Kỹ thuật em chọn để mô kỹ thuật PTS, ý tưởng kỹ thuật chia khối liệu ban đầu vào khối liệu phụ subblock Mỗi sóng mang phụ biễu diễn lại cách xác vào khối phụ Sau chia tín hiệu thành nhiều subblock, xác định công suất đỉnh cao subblock, ta nhân tín hiệu subblock cho tác nhân xoay với mục đích làm giảm công suất đỉnh Kỹ thuật PTS phức tạp số subblock tăng lên, để giảm độ phức tạp ta đặt ngưỡng PAPR ngõ ra, PAPR ngõ vượt ngưỡng thực lại trình xoay pha đến thõa điều kiện Sau thực mô giảm PAPR PTS, em nhận thấy tăng số subblock PAPR giảm Tuy nhiên chiều hướng giảm xu hướng chậm tiếp tục tăng số subblock, điều có nghĩa số lượng subblock lớn PAPR nhỏ bù lại phần cứng phức tạp Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM ĐỒ ÁN Trang 36/36 Sau làm xong đồ án, em phần nhận thấy mối liên hệ môn học chuyên ngành hệ thống viễn thông, tăng khả ngăng đọc tài liệu tiếng Anh, phân tích kết tổng hợp vấn đề Thực đồ án em nhiều thiếu xót tài liệu tiếng Việt nhiều, trình độ tiếng Anh hiểu biết em hạn chế Sau đồ án này, em định hướng đề tài tốt nghiệp mở rộng hơn, sâu để khắc phục nhược điểm hệ thống OFDM, vấn đề động Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn trân trọng đến TS Nguyễn Hữu Khánh Nhân, người gợi ý đề tài, cung cấp tài liệu góp ý trình tiếp cận giải vấn đề để em hoàn thành đồ án Em xin cảm ơn thầy cô giảng dạy khoa cho em kiến thức cần thiết để tiếp cận vấn đề Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM ĐỒ ÁN Trang 37/36 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Phạm Thị Mai Hoa (2006), Giảm PAPR PST vài ảnh hương liên hệ truyền thông OFDM, Luận văn tốt nghiệp Kỹ thuật điện tử viễn thông, Trường đại học công nghệ thông tin, Hà Nội [2] Nguyễn Thị Thảo Ly, Nguyễn Xuân Nguyên, Các phương pháp giảm tỷ số công suất đỉnh trung bình OFDM, Luận văn tốt nghiệp Điện viễn thông, Trường đại học khoa học tự nhiên, TP HCM [3] Võ Tấn Tài, Nguyễn Tân Phát, Trần Minh Đức, Lê Hồng Phúc, Tổng quan hệ thống MIMO Kỹ thuật OFDM, Đồ án môn học, Trường đại học khoa học tự nhiên, TP HCM [4] Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số (42)/Năm 2007, MIMO – Công nghệ truyền dẫn vô tuyến tốc độ cao [5] Tống Xuân Nghĩa, Kỹ thuật MIMO-OFDM, Đồ án tốt nghiệp Đại học [6] Trần Trung Hoàng, Kỹ thuật MIMO-OFDM, Đồ án tốt nghiệp, Trường đại học bách khoa Đà Nẵng Tiếng Anh: [7] Yong Soo Cho, Jaekwon Kim, Won Yuong Yang, Chung-Gu Kang (2010), MIMO-OFDM Wireless Communications with MATLAB Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM ĐỒ ÁN Trang 38/36 PHỤ LỤC File main.m clc; clear all; close all; N=256; Nos=4; NNos=N*Nos; % FFT size and oversampling factor b=4; M=2^b; % Number of bits per QAM symbol and Alphabet size Nsbs=[1,2,4,8,16]; gss='*^v'; % Numbers of subblocks and graphic symbols dBs = [4:0.1:11]; dBcs = dBs+(dBs(2)-dBs(1))/2; Nblk = 3000; % Number of OFDM blocks for iteration rand('twister',5489); randn('state',0); CCDF_OFDMa = CCDF_OFDMA(N,Nos,b,dBs,Nblk); figure semilogy(dBs,CCDF_OFDMa,'k'), hold on for k = 1:length(Nsbs) Nsb=Nsbs(k); str(k,:)=sprintf('No of subblocks=%2d',Nsb); CCDF=CCDF_PTS(N,Nos,Nsb,b,dBs,Nblk); % CCDF=CCDF_PTS(double(N,Nos,Nsb,b,dBs,Nblk)); semilogy(dBs,CCDF,['-' gss(k)]) end legend(str(1,:),str(2,:),str(3,:),str(4,:),str(5,:)) axis([dBs([1 end]) 1e-3 1]); grid on; title([num2str(M),'-QAM CCDF of OFDMA signal with PTS, ',num2str(N),'-point ',num2str(Nblk) '-block']); xlabel('PAPR_0[dB]'); ylabel('Pr(PAPR>PAPR_0)'); SNR_dB=10; SNR_linear=10.^(SNR_dB/10.); N_iter=50000; sq2=sqrt(0.5); grps = ['b:'; 'b-']; figure; for Icase=1:2 if Icase==1, nT=2; nR=2; %2x2 else nT=4; nR=4; %4x4 end n=min(nT,nR); T = eye(n); for iter=1:N_iter H = sq2*(randn(nR,nT)+j*randn(nR,nT)); C(iter) = log2(real(det(I+SNR_linear/nT*H'*H))); end [PDF,Rate] = hist(C,50); PDF = PDF/N_iter; for i=1:50, CDF(Icase,i) = sum(PDF([1:i])); end plot(Rate,CDF(Icase,:),grps(Icase,:)); hold on Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM ĐỒ ÁN Trang 39/36 end xlabel('Rate[bps/Hz]'); ylabel('CDF') axis([1 18 1]); grid on; set(gca,'fontsize',10); legend('{\it N_T}={\it N_R}=2','{\it N_T}={\it N_R}=4'); File CCDF_PTS.m function CCDF=CCDF_PTS(N,Nos,Nsb,b,dBs,Nblk) % CCDF of OFDM signal with PTS (Partial Transmit Sequence) technique % N : Number of Subcarriers % Nos : Oversampling factor % Nsb : Number of subblocks % b : Number of bits per QAM symbol % dBs : dB vector % Nblk: Number of OFDM blocks for iteration NNos = N*Nos; % FFT size M=2^b; Es=1; A=sqrt(3/2/(M-1)* Es); % Normalization factor for M-QAM mod_object=modem.qammod('M',M,'SymbolOrder','gray'); for iter=1:Nblk w = ones(1,Nsb); % Phase (weight) factor mod_sym = A*modulate(mod_object,randint(1,N,M)); % 2^b-QAM [Nr,Nc] = size(mod_sym); zero_pad_sym = zeros(Nr,Nc*Nos); for k=1:Nr % zero padding for oversampling zero_pad_sym(k,1:Nos:Nc*Nos) = mod_sym(k,:); end sub_block=zeros(Nsb,NNos); for k=1:Nsb % Eq.(7.26) Disjoint Subblock Mapping kk = (k-1)*NNos/Nsb+1:k*NNos/Nsb; sub_block(k,kk) = zero_pad_sym(1,kk); end ifft_sym=ifft(sub_block.',NNos).'; % IFFT % Phase Factor Optimization – % for m=1:Nsb x = w(1:Nsb)*ifft_sym; % Eq.(7.27) sym_pow = abs(x).^2; PAPR = max(sym_pow)/mean(sym_pow); if m==1, PAPR_min = PAPR; else if PAPR_min0 figure(1), clf semilogy(dBs,CCDF,'-s'); axis([dBs([1 end]) 1e-4 1]); grid on; hold on title(['16 QAM CCDF of OFDM PAPR, ',' ',num2str(N), 'point ' ,num2str(Nblk) '-block']); xlabel('PAPR_0 [dB]'); ylabel('Pr(PAPR>PAPR_0)'); end File CCDF_OFDMA.m function CCDF=CCDF_OFDMA(N,Nos,b,dBs,Nblk) % CCDF of OFDM signal with no PAPR reduction technique % N : Number of total subcarriers (256 by default) % Nos : Oversampling factor (4 by default) % b : Number of bits per QAM symbol % dBs : dB vector % Nblk : Number of OFDM blocks for iteration dBcs = dBs + (dBs(2)-dBs(1))/2; % dB midpoint vector NNos = N*Nos; M=2^b; Es=1; A=sqrt(3/2/(M-1)*Es); % Normalization factor for M-QAM mod_object=modem.qammod('M',M,'SymbolOrder','gray'); for nblk=1:Nblk mod_sym = A*modulate(mod_object,randint(1,N,M)); [Nr,Nc]=size(mod_sym); zero_pad_sym=zeros(Nr,Nc*Nos); for k=1:Nr % zero padding for oversampling zero_pad_sym(k,1:Nos:Nc*Nos)=mod_sym(k,:); end ifft_sym=ifft(zero_pad_sym,NNos); sym_pow=abs(ifft_sym).^2; mean_pow(nblk)=mean(sym_pow); max_pow(nblk)=max(sym_pow); end Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM ĐỒ ÁN Trang 41/36 PAPR=max_pow./mean_pow; PAPRdB=10*log10(PAPR); % measure PAPR dBcs = dBs + (dBs(2)-dBs(1))/2; % dB midpoint vector count = 0; N_bins = hist(PAPRdB,dBcs); for i=length(dBs):-1:1 count=count+N_bins(i); CCDF(i)=count/Nblk; end 0.71% Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM ... chương sau tìm hiểu rõ kỹ thuật giảm PAPR OFDM nói riêng hệ thống MIMO-OFDM nói chung Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM ĐỒ ÁN Trang 22/36 CHƯƠNG KỸ THUẬT GIẢM PAPR TRONG MIMO-OFDM 1.5 Giới thiệu... thời điểm 1.7 Các kỹ thuật giảm PAPR Mặc dù có nhiều nghiên cứu vấn để giảm PAPR, nhiên chia kỹ thuật giảm PAPR theo ba loại Loại thứ gọi kỹ thuật làm méo tín hiệu, kỹ thuật làm giảm biên độ đỉnh... đại diện tiêu biểu loại kỹ thuật Kỹ Thuật Giảm PAPR Trong MIMO-OFDM ĐỒ ÁN Trang 24/36 1.1.9 Kỹ thuật xén lọc (Clipping and filtering) Clipping kỹ thuật đơn giản để giảm PAPR Đỉnh đường bao tín