MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Lời cảm ơn
Qua thời gian học tập tại lớp Cao học S09 của
Học viện công nghệ bưu chính viễn thông, tôi đã
được học và tiếp thu nhiều kiến thức mới từ sự chỉ
bảo tận tình của thầy, cô và sự giúp đỡ của bạn bè.
Tiểu luận môn học là nền tảng quan trọng và hỗ
trợ tôi trong tương lai khi thiết kế Luận văn tốt
nghiệp.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc và chân thành đến
thầy, TS Hồ Văn Cừu, người định hướng cho tôi
nghiên cứu, tìm hiểu và phát triển chuyên đề, cung
cấp cho chúng tôi những kinh nghiệm quý báu.
Tôi xin chân thành cảm ơn những người thân,
đồng nghiệp và bạn bè đã tạo mọi điều kiện để tôi
hoàn thành luận văn này.

TỪ VIẾT TẮT 3
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I: MỘT SỐ KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ 3
1.1. KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ PSK (phase shift keying) 3
1.2. KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ CẦU PHƯƠNG (QAM) 7
1.3. NHẬN XÉT 15
CHƯƠNG II: kỸ THUẬT điỀu chẾ thích nghi 16
2.1. NGUYÊN LÝ ĐIỀU CHẾ THÍCH NGHI 16
2.2. HỆ THỐNG ĐIỀU CHẾ THÍCH NGHI 17
2.3. SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THÔNG ĐIỀU CHẾ THÍCH NGHI 17
2.4. ĐIỀU CHẾ THÍCH NGHI CHO KÊNH FADING BĂNG HẸP 20
2.5. ĐIỀU CHẾ THÍCH NGHI TRONG MÔI TRƯỜNG BĂNG RỘNG 28
2.6. ĐIỀU CHẾ THÍCH NGHI 29

IFFT: Invert Fast Fourier Transform
ITU: International Telecommunication Union
ISI: Inter_ Symbol_ Interference
L
LOS: Line-of-sight
LMDS: local-to-multipoin-distribution-services
M
MAM: M-ary Amplitude Modulation
MEM: Maximum Entropy Method
MPSK: M-ary Phase Shift Keying
M-QAM: M-ary Quadrature Amplitude Modulation
N
NMT: Nordic Mobile Telephone
O
OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing
P
PCZ: Power Control Zone
PDF: Probability Density Function
PSAM: Pilot Symbol Assisted Modulation
PSD: Power Spectral Density
PSK: Phase Shift Keying
Q
QAM: Quadrature Amplitude Modulation
QPSK: Quadrature Phase Shift Keying
R
RF: Radio Frequency
S
SNR: Signal-to-Noise Ratio
T
TDD: Time Division Duplex

Tuy nhiên, do những giới hạn nhất định về thời gian nghiên cứu và bản thân người
nghiên cứu nên đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót, chúng tôi rất mong được
nhiều sự đánh giá, góp ý, bổ sung cho đề tài để đề tài dần được hoàn thiện hơn.
2. BỐ CỤC ĐỀ TÀI
Chương I. Một số kỹ thuật điều chế
Chương II. Kỹ thuật điều chế thích nghi
Chương III. Mô phỏng
3. Ý NGHĨA KHOA HỌC
Trong hệ thống cổ điển nguồn tài nguyên được cấp cố định cho người dùng,
còn trong phương pháp thích ứng thì sau khi nhận dạng yêu cầu của người dùng mới
cấp tài nguyên , vì thế việc sử dụng tài nguyên hệ thống hiệu quả hơn, nâng cao công
suất hoạt động của hệ thống.
1
Kỹ thuật thích ứng cho chất lượng tín hiệu tốt hơn đến người dùng, làm giảm
nhiễu xuyên kênh, chỉ phát vừa đủ công suất tín hiệu, vì thế chất lượng tín hiệu nhận
được tốt hơn sau khi truyền tín hiệu qua một vùng phủ rộng lớn
Giải thuật thích ứng thay đổi giá trị thông số điều chế linh động hơn. Theo
những luồng kênh thích hợp , khi kênh tốt thì giá trị đó sẽ gán cho thông số điều chế
để lưu lượng đạt được ở mức cao; khi kênh xấu thì giá trị đó sẽ gán cho thông số điều
chế để chất lượng truyền tốt ở những mức truyền thấp có thể được bảo đảm. Điều đó
làm hệ thống linh hoạt và có thể sử dụng hiệu quả của phổ tần hơn. Lúc đó thì lưu
lượng có thể đạt được ở mức cao và chất lượng truyền tốt hơn. .
Điều chế thích ứng và mã hóa (AMC-Adaptation Modulation and Coding) để
tối ưu hóa băng thông tùy thuộc vào điều kiện của kênh truyền. Đối với kênh truyền
tốt (có nghĩa là tỷ số tín hiệu trên nhiễu tạp âm SNR cao) có thể điều chế ở 64-QAM.
Đối với kênh ở chất lượng thấp thì giảm dần mức điều chế xuống đến QPSK.
Học viên thực hiện
2
CHƯƠNG I: MỘT SỐ KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ
Điều chế là quá trình xử lý thông tin vào sóng mang vô tuyến. Ðiều chế số

, hai tín hiệu đó là :
( )
1
cos 2
c
s t A f t
π
=
, với
0 t T
≤ ≤
, cho
1
( )
2
cos 2
c
s t A f t
π
= −
, với
0 t T
≤ ≤
, cho
0
3
(1.1)
Các tín hiệu này được gọi là đối cực (antipodal). Lý do chọn lựa điều chế
BPSK vì điều chế này có hệ số tương quan bằng -1, chúng cho xác suất lỗi tối
thiểu khi cùng giá trị

0 t T
≤ ≤
Tương ứng với trục thẳng đứng và trục nằm ngang của nó.

Hình 1. 1: Chòm sao tín hiệu BPSK
Dấu “-” trong
( )
2
t
Φ
có nghĩa là các biểu thức tín hiệu PSK là một tổng thay
vì là một tín hiệu khác. Nhiều tín hiệu khác, đặc biệt là tín hiệu QAM cũng được
mô tả như vậy. Do đó chúng ta mô tả chòm sao tín hiệu BPSK với
( )
1
s t
và
( )
2
s t

được biễu diễn bằng hai điểm trên trục nằm ngang.
Ở đây :
2
2
A T
E =
Giả sử luồng dữ liệu nhị phân là 10110 thì dạng sóng của tín hiệu BPSK điều
chế có dạng như sau:


Φ
( )
1
s t
E
−
0
Da ta 1 0 1 1
0
(1.2)
(1.3)
(1.4)
π
tương ứng với bít với 1 hoặc 0. Tuy nhiên, nếu
c
f
không phải là một bội số
nguyên của
b
R
, pha ban đầu tại một ranh giới của bít khác 0 hoặc
π
Điều chế tín hiệu BPSK thật sự đơn giản. Đầu tiên một luồng dữ liệu
( )
a t
được hình thành từ luồng dữ liệu nhị phân.
( ) ( )
k
k
a t a p t kT

π
θ
−
=
5
( )
Aa t cos2
c
f t
π
c
Acos2 f t
π
(-
1,+1)
Nguồn NRZ
Osc
(1.5)
(1.6)
Pha ban đầu của tín hiệu là
3 5 7
, , ,
4 4 4 4
π π π π
. Tần số sóng mang được chọn là
bội số nguyên của tốc độ symbol, vì vậy trong bất kỳ khoảng symbol
( )
, 1kT k T
+ 
 

i
i
i
s
s
θ
−
=
Dibit Phase
i
θ
1
cos
i i
s E
θ
=
2
sin
i i
s E
θ
=
11
/ 4
π
/ 2E
+
/ 2E
+

S
3
S
4
E
1101
00 10
0
1
θ
( )
1
t
Φ
( )
2
t
Φ
6
(1.7)
(1.8)
Hình 1. 4: Dạng sóng QPSK
Giống như BPSK, dạng sóng có đường bao hằng và pha không liên tục tại
ranh giới symbol. Nhưng khác BPSK, chu kỳ symbol là 2T
b
. Nếu tốc độ truyền
dẫn của các symbol giống trong QPSK và BPSK, rõ ràng bằng trực giác dữ liệu
truyền QPSK gấp đôi BPSK. Khoảng cách các điểm kề nhau trong chòm sao
QPSK ngắn hơn BPSK. Điều này làm cho giải điều chế khó khăn hơn so với
BPSK để phân biệt các symbol. Tuy nhiên mặc dù xác suất lỗi symbol tăng

= −
I(t)
Q(t)
t
t
t
t
t
7
các sơ đồ này đặc biệt quan trọng cho các hệ thống với bộ khuyếch đại công suất
phải hoạt động trong các vùng không tuyến tính của đặc tính ngõ vào và ngõ ra
cho hiệu suất công suất cực đại, giống như các bộ thu phát vệ tinh. Trong một
vài hệ thống viễn thông, đường bao hằng có thể không là một yêu cầu cần thiết.
Nhưng trái lại hiệu suất băng thông là rất quan trọng. Điều chế biên độ cầu
phương (QAM) là một lớp của các sơ đồ đường bao không hằng, nó có thể đạt
được hiệu suất băng thông cao hơn MPSK khi cùng công suất tín hiệu trung
bình. Trong các sơ đồ điều chế nhiều mức biên độ (MAM: M-ary Amplitude
Modulation) tín hiệu cùng pha nhưng biên độ khác nhau. Trong các sơ đồ
MPSK, tín hiệu có cùng biên độ nhưng pha khác nhau. Và đương nhiên bước
phát triển kế tiếp là sử dụng cả hai kiểu điều chế biên độ và pha trong một sơ đồ
(QAM). Tín hiệu đó có dạng như sau:
( ) ( )
cos 2
i i c i
s t A f t
π θ
= +
, với
1,2, i M
=

( ) ( ) ( )
1 2
cos2 sin 2
i i c i c
s t A p t f t A p t f t
π π
= −
(1.11)
Với :
1
2
cos
sin
i i i
i i i
A A
A A
θ
θ
=
=
(1.12)
Và
2 2
1 2i i i
A A A
= +
(1.13)
Tương tự MPSK, tín hiệu QAM có thể được biểu diễn một tổ hợp tuyến tính
của hại hàm trực giao. Biểu thức tín hiệu có dạng như sau:

, 0≤ t ≤ T (1.15)
Và
8
1 1
2 2
cos
2 2
sin
2 2
p p
i i i i
p p
i i i i
E E
s A A
E E
s A A
θ
θ
= =
= =
(1.16)
Với
p
E
là năng lượng của
( )
p t
trong
[ ]

=
,
( )
p t
là một đường bao
biến đổi chậm.
Đầu tiên chúng thực sự được chuẩn hoá khi:
( ) ( )
2 2 2
1
0 0
2
cos 2
T T
c
p
t dt p t f tdt
E
φ π
=
∫ ∫
( )
[ ]
2
0
1
1 cos4
T
c
p

φ φ π π
= −
∫ ∫
( )
2
0
2
sin 4
T
c
p
p t f tdt
E
π
= −
∫
0
≅
, với
T
f
c
1
=
Như vậy cho tất cả các trường hợp thực tế,
( )
1
t
φ
và

1
.
2
avg p i
E E E A=
(1.18)
Công suất trung bình là:
avg
avg
E
P
T
=
(1.19)
Biên độ trung bình là:
2
avg avg
A P
=
(1.20)
Tương tự MPSK, một đặc trưng hình học được gọi là chòm sao là một cách
rõ ràng để mô tả tín hiệu QAM. Trên trục nằm ngang của mặt phẳng chòm sao
9
là
( )
1
t
φ
và trục thẳng đứng là
( )

trục này được gọi là trục I và trục Q.
Tín hiệu QAM dạng I Tín hiệu QAM dạng II
Tín hiệu QAM dạng III
Hình 1. 5: Các loại chòm sao tín hiệu QPSK
Chúng ta có thể nghiên cứu các đặc tính của chòm sao QAM. Giả sử trục là
( )
1
t
φ
và
( )
2
t
φ
, mỗi tín hiệu được đặc trưng bởi phasor (hoặc điểm tín hiệu).
( )
1 2
,
i i i
s s s
=
Độ lớn của phasor là :
2 2
1 2i i i i
s s s E
= + =
(1.21)
Cái này quan hệ với biên độ tín hiệu như sau:
2
i i

Q Q
I I
Q
I
10
Khoảng cách bất kỳ của một cặp phasor là:
2
ij i j
d s s
= −
( ) ( )
2 2
1 1 2 2i j i j
s s s s
= − + −
, với
, 1,2, i j M
=
(1.25)
Phụ thuộc các giá trị
( )
1 2
,
i i
s s
hoặc
( )
,
i i
A

π π
= −
( ) ( )
1 2
2 2
o o
i i
E E
I t Q t
φ φ
= +
(1.26)
Ơ đây
o
E
là năng lượng của tín hiệu với biên độ thấp nhất, và
( )
,
i i
I Q
là một
cặp số nguyên độc lập cái này xác định điểm tín hiệu trong chòm sao. Giá trị tối
thiểu của
( )
,
i i
I Q
là
( )
1, 1

− + − + − + − + − − +
 
 
M M M M
(1.27)
Với
L M
=
,
4
n
M
=
,
1,2,3, n
=
Ví dụ: cho 16-QAM,
4L
=
, ta có ma trận như sau:
11
[ ]
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )
3,3 1,3 1,3 3,3
3,1 1,1 1,1 3,1
,
3, 1 1, 1 1, 1 3, 1

Ơ đây:
( ) ( )
( ) ( )
1 1
2 2
k
k
k
k
s t A p t kT
s t A p t kT
∞
=−∞
∞
=−∞
= −
= −
∑
∑
Chuỗi bit dữ liệu được đưa vào n bộ dữ liệu n bit. Có
2
n
M
=
bộ được phân
biệt rõ ràng. Mỗi n bộ của các bit ngõ vào để điều khiển tạo ra các mức. Bộ tạo
các mức cung cấp cho kênh I và kênh Q, đặc biệt dấu và mức cho một đường
nằm ngang và đường thẳng đứng kết hợp với trục tung của tín hiệu
( )
1 2

11
)()( nsdtttrr
i
T
+==
∫
φ
22
0
22
)()( nsdtttrr
i
T
+==
∫
φ
Độc lập biến ngẫu nhiên Gaussian với giá trị mean
1i
s
và
2i
s
. Phương sai là
/ 2
o
N
. Cặp
( )
1 2
,r r

s t
có thể
được tách ra.
13
Hình 1. 8: Giải điều chế QAM
1.2.5. Xác suất lỗi QAM
Các chòm sao square QAM với
2
k
M
=
với k chẵn, chòm sao QAM tương
đương với hai tín hiệu MAM trên sóng mang cầu phương, mỗi tín hiệu có
L M
=
điểm tín hiệu. Mỗi tín hiệu MAM có thể được giải điều chế riêng. Một
symbol QAM được tách đúng chỉ khi hai symbol MAM được tách đúng. Vì vậy
xác suất đúng của sự tách sóng của một symbol QAM là:
( )
2
1
c
M
P P
= −
Ơ đây
M
P
là xác suất lỗi symbol của AM
M

2
2
1 1 2
s
M M M
P P P P
= − − = −
(1.33)
Tại SNR cao:
( )
( )
4 1
3
2
1
avg
s
M
o
M
E
P P Q
M N
M
−
 
≅ =
 ÷
 ÷
−

r t
2k
r
1k
r
( 1)k T
kT
dt
+
∫
Tính
toán
và
chọn
giá trị
nhỏ
nhất
Khôi
phục sóng
mang
( 1)k T
kT
dt
+
∫
14
2
log
s
b

Trong truyền thông vô tuyến, phổ là một yếu tố quan trọng. Nó cùng với tỷ
số tín hiệu trên nhiễu (SNR) xác định tốc độ mà chúng ta có thể truyền thông tin.
Trong nhiều năm, các nhà nghiên cứu tìm nhiều cách để sử dụng phổ hiệu quả
nhất. Vào đầu những năm 90, TDMA đã cho chúng ta cải thiện hiệu quả phổ
dựa trên FDMA. Những thập niên sau, CDMA đã cung cấp hiệu quả phổ còn tốt
hơn nữa.
Ảnh hưởng nhiễu trong hệ thống thông tin di động là nhiễu từ môi trường
truyền. Chúng ta nghiên cứu các cách truyền trong môi trường nhiễu bằng điều
chế thích nghi. Bằng các phương pháp này, chúng ta sẽ thay đổi điều chế tại bộ
phát dựa vào các đáp ứng phản hồi theo các điều kiện thay đổi của kênh. Đây là
một cách tối ưu để truyền đúng sơ đồ cho các trạng thái của kênh với độ chính
xác được yêu cầu. Ví dụ, khi trạng thái của kênh kém (như SNR thấp) chúng ta
có thể giảm kích cỡ chòm sao tín hiệu để cải thiện chất lượng. Ngược lại khi
kênh ở trạng thái tốt (như SNR cao) chúng ta có thể tăng kích cỡ chòm sao tín
hiệu để tăng tốc độ dữ liệu một cách khả thi.
Điều chế thích nghi trong truyền thông vô tuyến thật sự đóng vai trò quan
trọng, điều chế thích nghi cung cấp hiệu quả sử dụng hơn các sơ đồ điều chế cố
định. Điều chế thích nghi được sử dụng trong các modem (DMT). Điều chế
thích nghi cũng phát triển mạnh trong các hệ thống vô tuyến. Các hình thức điều
chế thich nghi hiện thời được sử dụng trong CDMA và trong các chuẩn LAN
không dây như IEEE 802.11. Các yếu tố liên quan đến điều chế thích nghi là
kênh di động thay đổi theo thời gian. Do vậy phản hồi của kênh thông tin trở
thành yếu tố giới hạn trong điều chế thích nghi.
2.1. NGUYÊN LÝ ĐIỀU CHẾ THÍCH NGHI
Mô hình điều chế thích nghi là sự hoạt động của bộ phát tương ứng theo các
điều kiện của kênh biến thiên theo thời gian. Để đáp ứng hiệu quả với các thay
đổi của đặc tính kênh truyền, các bước sau đây được thực hiện:
- Đánh giá đặc tính kênh: để lựa chọn phù hợp các thông số được sử dụng
cho sự truyền dẫn tiếp theo, một sự đánh giá tin cậy của hàm truyền của
kênh trong suốt khe thời gian phát tích cực tiếp theo là rất cần thiết.

Kênh
truyền
Xoá PilotGiải điều
chế
Giải mã Đo đạc kênhSink
17
o Giải điều chế (Modulator): chuyển đổi tín hiệu thu thành các bit thông
tin hoặc các symbol.
o Đo đạc kênh (Channel Measures): xác định chất lượng kênh, dự đoán
sự thích nghi, thông tin được gỡi trở về bộ ngưỡng chuyển mạch kênh cho
các quyết định thích nghi.
o Giải mã (Decoder): FEC được xoá bỏ từ các symbol, thông tin bit thu
được gởi về Sink.
o Sink: BER và hiệu suất phổ được tính toán ở đây khi frame hoặc block
thu được và giải điều chế /giải mã.
Điều chế thích nghi là một phương pháp để cải thiện hiệu quả phổ và tỷ số lỗi
bít. Chúng ta có thể tối ưu hoá nó trong một kênh Rayleigh. Để cải thiện SNR
tức thời của chúng ta. Cho phép các sơ đồ điều chế với tốc độ cao hơn được sử
dụng với xác suất lỗi thấp. Chúng ta sẽ phân tích bốn sơ đồ điều chế trong các
điều kiện lý tưởng: BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM.
2.3.2. Giới hạn thích nghi
Chúng ta cần một cách để hệ thống quyết định sơ đồ điều chế nào tốt nhất
cho điều kiện hiện tại, BER tại bộ thu sẽ tốt hơn để quyết định chuyển mạch.
Tuy nhiên, chúng ta quyết định các phạm vi nào của SNR sẽ được sử dụng cho
sơ đồ điều chế nào, vấn đề này được thực hiện trong kênh AWGN cho mỗi sơ
đồ điều chế.
Điều này đòi hỏi rằng tín hiệu của chúng ta là
( ) ( ) ( ) ( )
.r t c t s t n t
= +

1 1
3
4 5 5 2 5
qam
P Q Q Q
γ γ γ
 
     
= + +
 
 ÷  ÷  ÷
 ÷  ÷  ÷
 
     
 
(2.3)
18
1
3 5 7 5 7 11 13
12 21 21 21 21 21 21 21 21
1
3 7 9
64
6 21 21 21 21
1 1
3
3 21 4 21
Q Q Q Q Q Q Q Q
P Q Q Q Q
qam









 
 

 
 ÷

 
 

(2.4)
với tỷ số tín hiệu trên nhiễu là
γ
.
( )
2
2
1
2
x
x
Q x e dx
π