Mục lục
1. Đặt vấn đề 7
Trong những năm gần đây, OFDM không ngừng được nghiên cứu và mở rộng phạm vi ứng
dụng bởi những ưu điểm của nó trong tiết kiệm băng tần và khả năng chống lại pha đinh chọn lọc
theo tần số cũng như xuyên nhiễu băng hẹp. Trong thực tế việc xây dựng một hệ thống OFDM ít
phức tạp hơn so với một hệ thống đơn sóng mang. OFDM chính là bước đột phá để phát triển thị
trường truy cập vô tuyến băng rộng 7
Cùng với sự ra đời và phát triển của các chíp FFT (Fast Fourier Transformer) với dung lượng
lớn cho phép triển khai rộng rãi công nghệ OFDM trong các hệ thống thông tin thế hệ mới như
hệ thống DVL-T (1995), chuẩn Wireless 802.11a, 802.11g … và trong tương lai có thể là hệ
thống thông tin 4G 7
Trong bài tiểu luận này sẽ phân tích những ý nghĩa chung nhất của OFDM và làm rõ những ưu
điểm của OFDM trong việc khắc phục nhiễu ISI và ICI trên hệ truyền tin 7
2. Cơ sở lý thuyết về OFDM và nhiễu ISI và ICI 7
2.1. Cơ sở lý thuyết về OFDM 7
OFDM về cơ bản là sự kết hợp giữa kỹ thuật điều chế và kỹ thuật hợp kênh. Kỹ thuật hợp
kênh thường dựa trên những tín hiệu riêng rẽ, độc lập từ nhiều nguồn phát khác nhau. Nhưng
như vậy sẽ xuất hiện vấn đề: làm thế nào để chia sẻ phổ với những tín hiệu này? Trong OFDM
kỹ thuật hợp kênh có thể phân chia thành những tín hiệu riêng rẽ, nhưng liệu chúng có phải là
thành phần của tín hiệu gốc ban đầu. Tín hiệu OFDM đầu tiên sẽ được chia nhỏ thành các
kênh truyền độc lập, được điều chế dữ liệu sau đấy được hợp kênh để tạo thành sóng mang
OFDM 7
Nguyên tắc cơ bản của hệ thống OFDM là sự phân chia dòng dữ liệu tốc độ cao ( độ rộng
băng thông W ) thành N dòng dữ liệu tốc độ thấp và sau đó truyền đi đồng thời trên nhiều
sóng mang. Như vậy N dòng dữ liệu thấp sẽ có băng thông W/N hẹp hơn băng thông kết hợp
(BC) của kênh truyền. Những sóng mang độc lập sẽ được bù trừ khi sử dụng sự cân bằng
trong miền tần số đơn nhất. Việc lựa chọn những sóng mang độc lập vì chúng trực giao với
nhau, cho phép khả năng xếp chồng các sóng mang, thuận lợi cho việc phân tách các sóng
mang tại nơi nhận. Tính chất này giúp cho hiệu quả sử dụng phổ trong hệ thống OFDM tốt
hơn hệ thống FDMA không thể có việc xếp chồng các sóng mang 7
Hiệu quả sử dụng phổ của hệ thống OFDM so với hệ thống FDMA được thể hiện rõ trong

giữa các sóng mang khác nhau khi sắp xếp các vị trí các sóng mang với mật độ lớn trong miền
tần số, do đó sẽ đạt được hiệu quả phổ cao 10
10
3. Hệ thống truyền tin OFDM 10
3.1. Mô hình OFDM 10
Hệ truyền thông tin OFDM hỗ trợ truyền nhiều ký hiệu dữ liệu đồng thời sử dụng các sóng
mang trực giao. Một khoảng bảo vệ sẽ được được đưa thêm vào để giảm thiểu nhiễu ISI. Dãy
2
Tiểu luận: OFDM & Nhiễu ISI, ICI
dữ liệu ký hiệu ( dn,k) được đưa vào thành một nhóm của khối N và được điều chế với hàm
sóng mũ { ϕk(t)}. Sau khi điều chế chúng sẽ được truyền đồng thời và việc thực hiện điều chế
nhờ sử dụng phép biến đổi IFFT ( Inverse Fast Fourier Tranform) 10
11
Ta có : 11
11
Với 11
11
11
12
dn,k: ký hiệu phát trong khoảng thời gian n sử dụng k sóng mang 12
Td: khoảng ký hiệu 12
N: Số sóng mang OFDM 12
fk: k sóng mang tần số với f0 là tần số thấp nhất 12
Dựa vào điều kiện trực giao của các sóng mang 12
12
Khi qua bộ giải điều chế 12
12
13
Bộ giải điều chế 13
3.2. Các vấn đề nhiễu ISI: 13

Việc giảm ISI là nhờ sử dụng một khoảng ký hiệu dài , nhờ vậy sẽ giảm ISI đến mức tối thiểu. Tính
hiệu quả của việc chống lại trễ phổ đa đường được tăng lên rất nhiều nhờ việc chèn thêm một
khoảng bảo vệ giữa các ký hiệu (symbol). Khoảng bảo vệ đảm bảo đủ thời gian cho những tín hiệu
đa đường của ký hiệu trước sẽ bị triệt tiêu trước khi xử lý thông tin trên các ký hiệu đồng thời. Hiệu
quả của khoảng bảo vệ chính là sử dụng lặp kéo dài từ ký hiệu. Khi trễ phổ lớn hơn khoảng bảo vệ
sẽ gây ra nhiễu ISI. Tuy nhiêu nếu trễ năng lượng thấp sẽ không gây ra nhiễu ISI 14
15
15
3.3. Nhiễu ICI 15
4
Tiểu luận: OFDM & Nhiễu ISI, ICI
Nhiễu ICI trong hệ thống OFDM là do sự giảm tính trực giao của các sóng mang. Sự giảm
tính trực giao là do sự bù tần số, do các pha không phù hợp hoặc sự phân tán đa đường là quá
nhiều. 15
16
Ảnh hưởng đa đường lên nhiễu ICI 16
Nhiễu ISI được giải quyết nhờ đưa vào khoảng bảo vệ đối với mỗi ký hiệu symbol OFDM.
Khoảng bảo vệ phải được chọn rộng hơn khoảng trễ trên những thành phần đa đường cho một
ký hiệu không gây nhiễu với ký hiệu kế tiếp. Khoảng bảo vệ này không gây tín hiệu toàn bộ,
nhưng gây ra nhiễu ICI. Để giảm nhiễu ICI, ký hiệu OFDM là khoảng lặp mở rộng trong
khoảng bảo vê 16
16
Ký hiệu OFDM với khoảng lặp mở rộng 16
Nhờ vậy có thể sao lưu khoảng trễ của ký hiệu OFDM liên quan đến đa đường luôn có nhưng
khoảng lặp trong khoảng biến đổi FFT, miễn là trễ sẽ nhỏ hơn khoảng bảo vệ. Như thế tín hiệu
đa đường sẽ không gây nhiễu ICI 16
Về mặt toán học, có thể chỉ ra lặp mở rộng của hệ OFDM trong khoảng bảo vê giúp cho đầu
thu có thể nhận được những ký hiệu OFDM chu kỳ mặc dù vẫn có trễ do môi trường đa đường
16
3.4. Khoảng bảo vệ và khoảng lặp mở rộng 16

ưu điểm của OFDM trong việc khắc phục nhiễu ISI và ICI trên hệ truyền tin.
2. Cơ sở lý thuyết về OFDM và nhiễu ISI và ICI
2.1. Cơ sở lý thuyết về OFDM
OFDM về cơ bản là sự kết hợp giữa kỹ thuật điều chế và kỹ thuật hợp kênh. Kỹ thuật hợp
kênh thường dựa trên những tín hiệu riêng rẽ, độc lập từ nhiều nguồn phát khác nhau. Nhưng
như vậy sẽ xuất hiện vấn đề: làm thế nào để chia sẻ phổ với những tín hiệu này? Trong
OFDM kỹ thuật hợp kênh có thể phân chia thành những tín hiệu riêng rẽ, nhưng liệu chúng
có phải là thành phần của tín hiệu gốc ban đầu. Tín hiệu OFDM đầu tiên sẽ được chia nhỏ
thành các kênh truyền độc lập, được điều chế dữ liệu sau đấy được hợp kênh để tạo thành
sóng mang OFDM.
Nguyên tắc cơ bản của hệ thống OFDM là sự phân chia dòng dữ liệu tốc độ cao ( độ rộng
băng thông W ) thành N dòng dữ liệu tốc độ thấp và sau đó truyền đi đồng thời trên nhiều
sóng mang. Như vậy N dòng dữ liệu thấp sẽ có băng thông W/N hẹp hơn băng thông kết hợp
(B
C
) của kênh truyền. Những sóng mang độc lập sẽ được bù trừ khi sử dụng sự cân bằng
trong miền tần số đơn nhất. Việc lựa chọn những sóng mang độc lập vì chúng trực giao với
nhau, cho phép khả năng xếp chồng các sóng mang, thuận lợi cho việc phân tách các sóng
mang tại nơi nhận. Tính chất này giúp cho hiệu quả sử dụng phổ trong hệ thống OFDM tốt
hơn hệ thống FDMA không thể có việc xếp chồng các sóng mang.
Hiệu quả sử dụng phổ của hệ thống OFDM so với hệ thống FDMA được thể hiện rõ trong
hình minh họa sau:
7
Tiểu luận: OFDM & Nhiễu ISI, ICI
Chỉ riêng chữ “trực giao” đã nói lên mối quan hệ toán học giữa tần số sóng mang trong hệ
thống OFDM. Trong hệ thống phân kênh theo tần số chia thông thường, nhiều sóng mang
được sắp xếp theo những tín hiệu và được thu thông qua bộ lọc và giải điều chế. Trong nhiều
đầu thu, một dải bảo vệ sẽ được chèn vào giữa sóng mang trong miền tần số, làm giảm hiệu
suất sử dụng phổ. Đối với hệ thống OFDM để sắp xếp các sóng mang chỉ cần xếp chồng các
dải biên của các sóng mang mà vẫn được nhận đầy đủ tín hiệu tại đầu thu, và không có sự

dữ liệu ký hiệu ( d
n,k
) được đưa vào thành một nhóm của khối N và được điều chế với hàm
sóng mũ { ϕ
k
(t)}. Sau khi điều chế chúng sẽ được truyền đồng thời và việc thực hiện điều chế
nhờ sử dụng phép biến đổi IFFT ( Inverse Fast Fourier Tranform)
10
Tiểu luận: OFDM & Nhiễu ISI, ICI
Sơ đồ khối phát
Sơ đồ khối thu
Ta có :
( ) ( )
1
,
0
=
N
n k d
n k
x t d t nT
φ
∞ −
=−∞ =
 
−
 
 
∑ ∑
Với

= + = −
11
Tiểu luận: OFDM & Nhiễu ISI, ICI
Bộ giải điều chế
d
n,k
: ký hiệu phát trong khoảng thời gian n sử dụng k sóng mang
T
d
: khoảng ký hiệu
N: Số sóng mang OFDM
f
k
: k sóng mang tần số với f
0
là tần số thấp nhất
Dựa vào điều kiện trực giao của các sóng mang
( )
{ }
k
φ τ
( ) ( ) ( )
0

0
k d
l
T k l
t t dt T k l
k l

Bộ giải điều chế
3.2. Các vấn đề nhiễu ISI:
Đầu ra của bộ điều chế sẽ có dạng:
( ) ( )
1
,
0
N
n k k d
n k
x t d t nT
φ
∞ −
=−∞ =
 
= −
 
 
∑ ∑
Với n ký hiệu symbol OFDM ta có thể viết lại như sau:
( ) ( )
1
,
0
N
n n k k d
k
x k d t nT
φ
−

k
x k d j l k i P
N
π
−
+
=
 
= = −
 ÷
 
∑
Trong đó P là số sóng mang, l
i
chỉ số của thời gian theo luật số mũ về chiều dài N;
0 1
i
l N≤ ≤ −
.
Ta suy ra dạng của ký hiệu (symbol) thứ n của OFDM là
( )
1 1
,
0 0
2
exp
P P
n n nP i i
i i
x k x d j l k

3.2.1. Giảm hiệu suất khi xảy ra nhiễu ISI
Nhiễu ISI xuất hiện khi phân bố thời gian của các xung mang thông tin gây ra các ký hiệu
(symbol), thực hiện trải phổ để phân bố năng lượng vào trong các khe ký hiệu. Theo tiêu
chuẩn Nyquist để tránh nhiễu ISI khi truyền, trong một môi trường giới hạn dải tần. Tuy
nhiên để đạt được điều đó thì các kênh truyền phải được cân bằng. Điều kiện cân bằng phụ
thuộc nghiêm ngặt vào độ méo kênh truyền. Sự giảm xuất hiện do khả năng đầu thu không
thể cân bằng các kênh truyền và sự gia tăng nhiễu từ quá trình truyền ở đầu thu. Ảnh hưởng
của năng lượng lên trên các khe ký hiệu kế cận.
Sự trễ phổ (rms) trong miền thời gian
Sự trễ phổ trong miền tần số
3.2.2. Giảm ISI
Việc giảm ISI là nhờ sử dụng một khoảng ký hiệu dài , nhờ vậy sẽ giảm ISI đến mức tối
thiểu. Tính hiệu quả của việc chống lại trễ phổ đa đường được tăng lên rất nhiều nhờ việc
chèn thêm một khoảng bảo vệ giữa các ký hiệu (symbol). Khoảng bảo vệ đảm bảo đủ thời
gian cho những tín hiệu đa đường của ký hiệu trước sẽ bị triệt tiêu trước khi xử lý thông tin
trên các ký hiệu đồng thời. Hiệu quả của khoảng bảo vệ chính là sử dụng lặp kéo dài từ ký
14
Tiểu luận: OFDM & Nhiễu ISI, ICI
hiệu. Khi trễ phổ lớn hơn khoảng bảo vệ sẽ gây ra nhiễu ISI. Tuy nhiêu nếu trễ năng lượng
thấp sẽ không gây ra nhiễu ISI.
3.3. Nhiễu ICI
Nhiễu ICI trong hệ thống OFDM là do sự giảm tính trực giao của các sóng mang. Sự giảm
tính trực giao là do sự bù tần số, do các pha không phù hợp hoặc sự phân tán đa đường là quá
nhiều.
15
Tiểu luận: OFDM & Nhiễu ISI, ICI
Ảnh hưởng đa đường lên nhiễu ICI
Nhiễu ISI được giải quyết nhờ đưa vào khoảng bảo vệ đối với mỗi ký hiệu symbol OFDM.
Khoảng bảo vệ phải được chọn rộng hơn khoảng trễ trên những thành phần đa đường cho
một ký hiệu không gây nhiễu với ký hiệu kế tiếp. Khoảng bảo vệ này không gây tín hiệu toàn