Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH 1 SỐ KỸ THUẬT CỦA OFDM

CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH 1 SỐ KỸ THUẬT CỦA OFDM

Tải bản đầy đủ - 0trang

Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật Hưng Yên

Khoa Điện- Điện tử



Hình 2.2:



Đồ án cơ sở ngành

Đề tài: Tìm Hiểu OFDM



a.Tác động của nhiễu đối với hệ thống đơn sóng mang

b.Tác động của nhiễu đến hệ thống đa sóng mang

Một ưu điểm nữa của kỹ thuật OFDM là khả năng chống lại fading chọn lọc



tần số và nhiễu băng hẹp. Ở hệ thống đơn sóng mang, chỉ một tác động nhỏ của

nhiễu cũng có thể gây ảnh hưởng lớn đến tồn bộ tín hiệu (Hình 3.3a). Nhưng đối

với hệ thống đa sóng mang, khi có nhiễu thì chỉ một phần trăm nhỏ của những sóng

mang con bị ảnh hưởng (Hình 3.3b), và vì vậy ta có thể khắc phục bằng các phương

pháp mã hố sửa sai.

2.2 Tính trực giao

Các tín hiệu là trực giao nhau nếu chúng độc lập với nhau. Tính trực giao là

một tính chất cho phép nhiều tín hiệu thơng tin được truyền và thu tốt trên một kênh

truyền chung và khơng có xun nhiễu giữa các tín hiệu này. Mất đi tính trực giao

sẽ làm cho các tín hiệu thơng tin này bị xun nhiễu lẫn nhau và đầu thu khó khơi

phục lại được hồn tồn thơng tin ban đầu. Trong OFDM, các sóng mang con được

chồng lắp với nhau nhưng tín hiệu vẫn có thể được khơi phục mà khơng có xun

nhiễu giữa các sóng mang kế cận bởi vì giữa các sóng mang con có tính trực giao.

Một tập các tín hiệu được gọi là trực giao từng đơi một khi hai tín hiệu bất kỳ trong tập đó

thỏa điều kiện.



S (t).S



*



i



j



T



K



ij

(3.1)



(t)dt 



GVHD: Nguyễn Văn Vinh







0



ij



Trang 31 / 48



Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật Hưng Yên

Khoa Điện- Điện tử



Đồ án cơ sở ngành

Đề tài: Tìm Hiểu OFDM



S



với S*(t) là ký hiệu của liên hợp phức S(t). Ts là chu kỳ ký hiệu. K là hằng số.Tập N

sóng mang phụ trong kỹ thuật OFDM có biểu thức:





k

t)



sin(2



fk (t) 



0 t TS



TS

t (0,T )



0







S



với k = 0, 1, …, N-1

Các sóng mang này có tần số cách đều nhau một khoảng FS 



1



và trực giao từng



T

S



đơi một do thỏa điều kiện .







Ta xét hai sóng mang







k







1



TS







k







1





0



2



Sin  2





Sin 2 π











t .Sin  2 π



T 















S



t và Sin  2



t







T 







T 























k







k



S



S



 cos2 πk  k

1



T

1 S







t 



2







T

S



2



dt  0











T



t dt 

S



GVHD: Nguyễn Văn Vinh







2 cos2 πk1

0



k



2











Trang 32 / 48



Hình 2.3: Phổ của các sóng mang trực giao

Như vậy, các sóng mang là trực giao từng đơi một hay còn gọi là độc lập

tuyến tính. Trong miền tần số, phổ của mỗi sóng mang phụ có dạng hàm sin do

mỗi ký hiệu trong miền thời gian được giới hạn bằng một xung chữ nhật. Mỗi

sóng mang phụ có một đỉnh ở tần số trung tâm và các vị trí null tại các điểm cách

tần số trung tâm một khoảng bằng bội số của F S. Vì vậy, vị trí đỉnh của sóng

mang này sẽ là vị trí null của các sóng mang còn lại (Hình 3.4). Và do đó các

sóng mang khơng gây nhiễu cho nhau.

2.3 Sử dụng FFT/IFFT trong OFDM

Như đã biết, OFDM là một kỹ thuật điều chế đa sóng mang, trong đó dữ liệu

được truyền song song nhờ vơ số sóng mang phụ mang các bit thơng tin. Bằng

cách này ta có thể tận dụng băng thơng tín hiệu, chống lại nhiễu giữa các ký

tự,....Tuy

nhiên, điều bất lợi là một số sóng mang cần có một máy phát sóng sin, một bộ

điều chế và giải điều chế của riêng nó, điều này là khơng thể chấp nhận được khi

số sóng mang phụ rất lớn đối với việc thi công hệ thống. Nhằm giải quyết vấn đề

này, thuật tốn IDFT/DFT có vai trò giống như hàng loạt các bộ điều chế và giải

điều chế.

Giả sử tín hiệu x(n) có chiều dài là N (n = 0,1, 2, …, N-1). Công thức của

phép biến đổi DFT là[10]



N 1

2kn



j



X (k )   x(n)e



N



, k = 0, 1, …, N-1



(3.4)



n0



- Công thức của phép biến đổi IDFT là

N 1

2kn



1



x(n) 



N



 X (k)e



N



j



, k = 0, 1, …, N-1



(3.5)



k 0

- Chuyển đổi Fourier nhanh (FFT) là thuật tốn giúp cho việc tính tốn DFT



nhanh và gọn hơn.Từ cơng thức (3.4), (3.5) ta thấy thời gian tính DFT bao gồm:

 Thời gian thực hiện phép nhân phức.





Thời gian thức hiện phép cộng phức.

2



j







Thời gian đọc các hệ số e



N



.



 Thời gian truyền số liệu.

Trong đó chủ yếu là thời gian thực hiện phép nhân phức. Vì vậy, muốn giảm

thời gian tính tốn DFT thì người ta tập trung chủ yếu vào việc giảm thời gian

thực hiện phép nhân phức. Mà thời gian thực hiện phép nhân phức tỉ lệ với số

phép nhân. Do đó để giảm thời gian tính DFT thì người ta phải giảm được số

lượng phép tính nhanh bằng cách sử dụng thuật tốn FFT. Để tính trực tiếp cần N

2



phép nhân. Khi tính bằng FFT số phép nhân chỉ còn



tính bằng FFT nhanh

2N



hơn tính trực tiếp là log 2 N .



N



2 log 2 N . Vì vậy tốc độ



Ngồi ra FFT còn có ưu điểm giúp tiết kiệm bộ nhớ bằng cách tính tại chỗ.



2.4 Nhiễu giao thoa ký tự và nhiễu giao thoa sóng mang

2.4.1 Khái niệm

Trong môi trường đa đường, ký tự phát đến đầu vào máy thu với các khoảng

thời gian khác nhau thông qua nhiều đường khác nhau. Sự mở rộng của chu kỳ ký

tự gây ra sự chồng lấn giữa ký tự hiện thời với ký tự trước đó và kết quả là có

nhiễu liên ký tự (ISI). Trong OFDM, ISI thường đề cập đến nhiễu của một ký tự

OFDM với ký tự trước đó.



Hình 2.4: Phổ của bốn sóng mang trực giao

Trong OFDM, phổ của các sóng mang chồng lấn nhưng vẫn trực giao với

sóng mang khác. Điều này có nghĩa là tại tần số cực đại của phổ mỗi sóng mang

thì phổ của các sóng mang khác bằng zero. Máy thu lấy mẫu các ký tự data trên

các sóng mang riêng lẻ tại điểm cực đại và điều chế chúng tránh nhiễu từ các

sóng mang khác. Nhiễu gây ra bởi ký tự trên sóng mang kế cận được xem là

nhiễu xuyên kênh (ICI).



Chương 3: ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG OFDM

Ngày nay, kĩ thuật OFDM đã được tiêu chuẩn hoá là phương pháp điều chế cho

các hệ thống phát thanh số như DAB (Digital Audio Broadcasting), DRM (Digital

Radio Mondiale - hệ thống phát thanh số đường dài thay cho hệ thống AM), các hệ

thống truyền hình số mặt đất DVB-T (Digital Video Broadcasting for Terrestrial

Transmission Mode), DVB-H (Digital Video Broadcasting for Handheld) và ít người

biết rằng sự nâng cao tốc độ đường truyền trong hệ thống ADSL là nhờ kĩ thuật

OFDM.Nhờ kĩ thuật điều chế đa sóng mang và cho phép chồng lấn phổ giữa các sóng

mang mà tốc độ truyền dẫn trong ADSL tăng lên đáng kể.

3.1 Hệ thống DRM



Hình 3.1 Hệ thống DRM

DRM là hệ thống phát thanh số thay thế cho hệ thống phát thanh truyền thống

AM. Tần số sóng mang cho hệ thống DRM tương đối thấp, nhỏ hơn 30MHz, phù hợp

cho việc truyền sóng khoảng cách lớn. Mơi trường truyền sóng của hệ thống là kênh



phân tập đa đường có sự tham gia phản xạ mặt đất và tầng điện li nên phạm vi phủ

sóng của DRM rất lớn, có thể phủ sóng đa quốc gia hay liên lục địa.

Các tham số cơ bản của DRM theo ETSI, như sau:

Độ rộng băng: B=9.328kHz

Độ dài FFT: NFFT= 256.

Số sóng mang được sử dụng để truyền tin: NC=198.

Do trễ truyền dẫn tương đối lớn nên hệ thống DRM được thiết kế chỉ dành cho

các máy thu tĩnh hay xách tay. Điều này khác hẳn so với hệ thống DAB hay

DVB được thiết kế cho máy thu có tốc độ di chuyển tương đối lớn như ơ tô, tàu

hoả….

3.2 Các hệ thống DVB

3.2.1 DVB-T

 Giới thiệu

Thế hệ máy phát số ra đời khắc phục nhược điểm của máy phát tương tự như khả

năng mang nhiều chương trình trên một kênh RF, hỗ trợ khả năng thu tín hiệu đa

đường và thu di động… Máy phát số DVB-T và máy phát hình tương tự giống nhau,

chỉ khác nhau phần điều chế.



Hình 3.12 Sơ đồ khối bộ DVB-T



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH 1 SỐ KỸ THUẬT CỦA OFDM

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×