Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá quyển đồ án tốt nghiệp
(Dùng cho giảng viên hướng dẫn)
Giảng viên đánh giá:......................................................
Họ và tên Sinh viên:................................................ MSSV:…………………
Tên đồ án: ................................... ................................... ...................................
…………………………………………………………………………………..
Chọn các mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo các tiêu chí dưới đây:
Rất kém (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5)
Có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành (20)
Nêu rõ tính cấp thiết và quan trọng của đề tài, các vấn đề và
1 các giả thuyết (bao gồm mục đích và tính phù hợp) cũng như

1 2 3 4 5

phạm vi ứng dụng của đồ án
2 Cập nhật kết quả nghiên cứu gần đây nhất (trong nước/quốc tế) 1 2 3 4 5
3 Nêu rõ và chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải quyết vấn đề
4

Có kết quả mô phỏng/thưc nghiệm và trình bày rõ ràng kết quả
đạt được

1 2 3 4 5
1 2 3 4 5

Có khả năng phân tích và đánh giá kết quả (15)
Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu và phương pháp
5 thực hiện dựa trên kết quả nghiên cứu lý thuyết một cách có hệ 1 2 3 4 5
thống
6


chương và kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo và có
trích dẫn đúng quy định
9

Kỹ năng viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa
học, lập luận logic và có cơ sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.)

1 2 3 4 5

Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn 1 trong 3 trường hợp)
Có bài báo khoa học được đăng hoặc chấp nhận đăng/đạt giải
10a

SVNC khoa học giải 3 cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa
học (quốc tế/trong nước) từ giải 3 trở lên/ Có đăng ký bằng

5

phát minh sáng chế
Được báo cáo tại hội đồng cấp Viện trong hội nghị sinh viên
10b

nghiên cứu khoa học nhưng không đạt giải từ giải 3 trở
lên/Đạt giải khuyến khích trong các kỳ thi quốc gia và quốc

2

tế khác về chuyên ngành như TI contest.
10c Không có thành tích về nghiên cứu khoa học


Người nhận xét
(Ký và ghi rõ họ tên)

Đánh giá quyển đồ án tốt nghiệp
(Dùng cho cán bộ phản biện)
Giảng viên đánh giá:......................................................................................... ……
Họ và tên Sinh viên:................................................ MSSV:………………………...
Tên đồ án: ................................... ................................... .........................................

Nguyễn Thị Khanh

3


Đồ án tốt nghiệp
……………………………………………………………………………………….
Chọn các mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo các tiêu chí dưới đây:
Rất kém (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5)
Có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành (20)
Nêu rõ tính cấp thiết và quan trọng của đề tài, các vấn đề và
1 các giả thuyết (bao gồm mục đích và tính phù hợp) cũng như

1 2 3 4 5

phạm vi ứng dụng của đồ án
2 Cập nhật kết quả nghiên cứu gần đây nhất (trong nước/quốc tế) 1 2 3 4 5
3 Nêu rõ và chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải quyết vấn đề
4



đánh số thứ tự và được giải thích hay đề cập đến trong đồ án,
có căn lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu
chương và kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo và có
trích dẫn đúng quy định

Nguyễn Thị Khanh

4

1 2 3 4 5


Đồ án tốt nghiệp
9

Kỹ năng viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa
học, lập luận logic và có cơ sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.)

1 2 3 4 5

Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn 1 trong 3 trường hợp)
Có bài báo khoa học được đăng hoặc chấp nhận đăng/đạt giải
10a

SVNC khoa học giải 3 cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa

5

học (quốc tế/trong nước) từ giải 3 trở lên/ Có đăng ký bằng


/

/2015

Người nhận xét
(Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Thị Khanh

5


Đồ án tốt nghiệp

LỜI NÓI ĐẦU

Vào thời xưa, con người trao đổi thông tin với nhau bằng tín hiệu như âm thanh
tiếng trống, khói lửa. Thời hiện đại các thiết bị điện báo, điện thoại, máy fax cũng
như dùng thông tin viba, vô tuyến, sợi quang, thông tin vệ tinh phát triển. Cuộc
cách mạng không dây bắt đầu vào đầu thập niên 1900 với những phát triển tiên
phong trong lĩnh vực vô tuyến và thông tin liên lạc không dây nhờ Nikola
Tesla và Guglielmo Marconi. Công nghệ không dây đã làm nên một hệ thần
kinh thông minh nhạy bén trên trái đất. Có thể nói lĩnh vực viễn thông đã hiện thực
hóa khả năng liên kết của mỗi người của mỗi quốc gia, gắn kết mọi người với nhau
nhờ một mạng lưới viễn thông vô hình và hữu hình trên khắp trái đất và vũ trụ. Nhu

Nguyễn Thị Khanh

6

MMMA khắc phục được nhược điểm của các thuật toán khác. Các thuật toán cân

Nguyễn Thị Khanh

7


Đồ án tốt nghiệp
bằng kênh được so sánh và đánh giá dựa trên các tiêu chí giảm nhiễu liên ký tự ISI
và tỷ lệ lỗi bit BER.

ABSTRACT
This thesis topic is aimed to resolve signal distortion at receiver of radio
communications system. Methodologies carried out in this thesis include upgrading
SISO system to MIMO system and using channel equalization algorithms.
These two methodologies combine adopt theoretical study and simulation at
MATLAB. Upgrading system method is implemented due to analyzing signal
transmitting through each unit of system such as transmissions, channels,
interference, filter, receivers. Channel equalization algorithms perform CMA,
MCMA, MMA, MMMA algorithms. Especially, MMMA overcomes weaknesses of
other algorithms. Channel equalization algorithms are compared and evaluated
based on Inter Symbol Interference ISI reduction and Bits error ratio BER criteria.

MỤC LỤC

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Nguyễn Thị Khanh

8


Cyclic Prefix
Inter Symbols Interference
Least Square
Modified
Constant
Algorithm
Multiple Modulus Algorithm

MMA
MMMA
MIMO
OFDM
QAM
SISO
SIMO
SNR
MISO
MMSE
ZF

Tỷ lệ lỗi bits
Thuật toán cân băng kênh hằng số
module
Tiền tố lặp
Giao thoa liên ký hiệu
Bình phương nhỏ nhất
Moduluse Thuật toán CMA sửa đổi

Thuật toán cân bằng kênh nhiều

dạng.
Nội dung của đồ án sẽ giới thiệu các thuật toán cân bằng kênh và mô phỏng các
thuật toán cân bằng kênh CMA, MCMA, MMA, MMMA trên hai hệ thống SISO và
MIMO để khôi phục tín hiệu tại phía thu. Các thuật toán cân bằng kênh được so
sánh với nhau và được đánh giá dựa trên các tiêu chí giảm nhiễu ISI và BER.

Nguyễn Thị Khanh

11


Đồ án tốt nghiệp
Chương 1. Tổng quan hệ thống thông tin vô tuyến
Chương 1 tổng hợp kiến thức thông tin trong môi trường vô tuyến. Đưa ra những
ảnh hưởng do nhiễu gây ra méo tín hiệu và những biện pháp khắc phục hạn chế như
xây dựng hệ thống nhiều anten thu phát hay xử lý tín hiệu sử dụng bộ lọc, các thuật
toán cân bằng kênh.
Chương 2. Hệ thống MIMO
Chương 2 đưa ra khái niệm hệ thống MIMO và các trường hợp đặc biệt của hệ
thống MIMO. Từ tín hiệu phát đi qua kênh truyền và bộ lọc thích nghi ta có thể
khôi phục được tín hiệu sau khi bị tác động bởi môi trường vô tuyến. Trong chương
này đã đưa ra hàng loạt công thức phân tích từ hệ thống.
Chương 3. Các thuật toán cân bằng kênh
Nội dung chương 3 xoay quanh việc phân tích thuật toán, nhận xét ưu điểm,
nhược điểm của từng thuật toán cân bằng kênh. Các thuật toán cân bằng kênh đưa ra
đều giảm được lượng nhiễu ISI. So sánh 4 thuật toán CMA, MCMA, MMA và
MMMA.
Chương 4. Mô phỏng và đánh giá chất lượng
Đây là chương cuối cùng của đồ án, là chương mô phỏng và đánh giá toàn bộ nội
dung đưa ra từ những chương đầu tiên. Chương 4 có cái nhìn khách quan nhất so

• Linh hoạt: có thể triển khai hệ thống truyền dẫn số rất nhanh và khi
không cần thiết có thể tháo gỡ và nhanh chóng chuyển sang lắp đặt ở vị
trí khác của mạng viễn thông. Ưu điểm này cho phép các nhà khai thác
phát triển mạng viễn thông nhanh chóng ở các vùng cơ sở hạ tầng viễn
thông chưa phát triển với vốn đầu tư thấp nhất.
• Di động: chỉ có truyền dẫn vô tuyến mới đáp ứng được thông tin mọi nơi
mọi thời điểm của khách hàng viễn thông. Nhu cầu này không ngừng
tăng ở thế kỷ 21 khi nhu cầu đi lại của con người ngày càng tăng.
Ngoài các ưu diểm trên thông tin vô tuyến là phương tiện thông tin duy nhất cho
các chuyến bay vào các hành tinh khác, thông tin đạo hàng, định vị…Trong chương
này sẽ tổng quát chung về mô hình thông tin vô tuyến và giới thiệu về kênh truyền
trong môi trường này.

1.1 Môi trường truyền dẫn

Hình 1.1 Mô hình truyền dẫn phân tập đa đường

Nguyễn Thị Khanh

14


Đồ án tốt nghiệp
Môi trường truyền dẫn là môi trường vô tuyến mô tả như Hình 1.1[1]. Trong môi
trường thông tin vô tuyến, tín hiệu truyền đi theo nhiều hướng, nhiều đường dẫn
khác nhau. Sử dụng môi trường không gian thực tế làm kênh truyền. Môi trường
truyền dẫn có thể là trong một tòa nhà, ngoài trời, hoặc phản xạ trên các tầng điện li.
Tùy thuộc vào môi trường truyền dẫn mà kênh truyền dẫn có các tính chất khác
nhau.
Có thể mô hình hóa kênh truyền vô tuyến băng cơ bản [1] như sau:


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.3 Hệ thống truyền tin đơn giản
Giả sử tín hiệu phát s(k) là tín hiệu 64-QAM đi qua kênh truyền h(k) chịu tác
động của nhiễu n(k). Ở phía thu ta nhận được tín hiệu x(k). Mô phỏng hệ thống trên
MATLAB thu được kết quả như sau:
16-QAM

output x(k)

8

15

6
10
4
5
2
0

0

-2
-5
-4
-10
-6
-8

không theo 1 quy luật chung nào, vị trí tín hiệu bị xê dịch. Hình dạng của tín hiệu bị
biến đổi do hiện tượng Fading, nhiễu trắng, nhiễu liên ký tự..v..v..

1.2.1 Hiện tượng Fading
Fading là hiện tượng sai lạc tín hiệu thu một cách bất thường xảy ra đối với các
hệ thống vô tuyến do tác động của môi trường truyền dẫn[4].
Các yếu tố gây ra Fading đối với các hệ thống vô tuyến mặt đất:
• Sự thăng giáng của tầng điện ly đối với hệ thống sóng ngắn.
• Sự hấp thụ gây bởi các phần tử khí, hơi nước, mưa, tuyết, sương mù… sự
hấp thụ này phụ thuộc vào dải tấn số công tác đặc biệt là dải tần
cao(>10GHz)
• Sự khúc xạ gây bởi sự không đồng đều của mật độ không khí.
• Sự phản xạ sóng từ bề mặt trái đất, đặc biệt trong trường hợp có bề mặt nước
và sự phản xạ sóng từ các bất đồng nhất trong khí quyển. Đây cũng là một
yếu tố dẫn đến sự truyền lan đa đường.
• Sự phản xạ, tán xạ và nhiễu xạ từ các chướng ngại trên đường truyền lan
sóng điện từ gây nên hiện tượng trải trễ và giao thoa sóng tại điểm thu do tín
hiệu nhận được là tổng của rất nhiều tín hiệu truyền theo nhiều đường. Hiện
tượng này đặc biệt quan trọng trong thông tin di động.
Phân loại:

• Fading phẳng: Là Fading mà suy hao phụ thuộc vào tần số là không đáng kể
và hầu như là hằng số với toàn bộ băng tần hiệu dụng của tín hiệu.
• Fading chọn lọc tần số: Xảy ra khi băng tần của tín hiệu lớn hơn băng thông
của kênh truyền. Do đó hệ thống tốc độ vừa và lớn có độ rộng băng tín hiệu
lớn (lớn hơn độ rộng kênh) sẽ chịu nhiều tác động của selective fading. Loại
này chủ yếu do fading đa đường gây ra. Tác hại lớn nhất của loại fading này
là gây nhiễu liên kí tự ISI.
• Fading nhanh: Fading nhanh (fast fading) hay còn gọi là hiệu ứng Doppler,
nguyên nhân là có sự chuyển động tương đối giữa máy thu và máy phát dẫn


Nguyễn Thị Khanh

18


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.5 Tín hiệu Nhiễu trắng
Nguồn nhiễu trắng

• Nhiễu sinh ra do sự chuyển động nhiệt của các điện tử trong các linh kiện
bán dẫn.
• Những âm thanh như tiếng gió, tiếng nước cũng là nguồn nhiễu trắng
• Các vấn đề thời tiết, con người
1.3 Kết luận
Chương 1 tổng hợp kiến thức thông tin trong môi trường vô tuyến. Đưa ra những
ảnh hưởng do nhiễu gây ra méo tín hiệu và những biện pháp khắc phục hạn chế như
xây dựng hệ thống nhiều anten thu phát hay xử lý tín hiệu sử dụng bộ lọc cân bằng
kênh. Các chương tiếp theo sẽ nói rõ hơn về các phương pháp khắc phục này.

Nguyễn Thị Khanh

19


Đồ án tốt nghiệp

Nguyễn Thị Khanh


riêng như sau:[11]

Nguyễn Thị Khanh

21


Đồ án tốt nghiệp
• Trường hợp đặc biệt NT = NR = 1 được gọi là hệ thống một anten phát,
một anten thu SISO được biểu diễn ở Hình 2.2 và kênh tương ứng gọi là
kênh SISO.

Hình 2.7 Hệ thống SISO

• Trường hợp 2: Sử dụng NT = 1 và NR ≥ 2 . Hệ thống đó được gọi là
SIMO, và kênh tương ứng là kênh SIMO.

Hình 2.8 Hệ thống SIMO

• Trường hợp 3: Sử dụng N T ≥ 2 và NR = 1 và. Hệ thống đó được gọi là
MISO, và kênh tương ứng là kênh MISO.

Hình 2.9 Hệ thống MISO

2.1.3 Ưu điểm, nhược điểm của hệ thống MIMO
A, Ưu điểm[1]

Nguyễn Thị Khanh

22



Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.10 Mô tả hệ thống có sử dụng cân bằng kênh
Ta mô phỏng truyền tín hiệu đầu vào và đầu ra của hệ thống SISO Hình 2.5 như
sau: Cho tín hiệu phát s(k) phát tại thời điểm k qua kênh truyền h[k] ta thu được tín
hiệu x(k) đã bị ảnh hưởng bởi nhiễu Gaussian (AWGN) n(k). Để khôi phục tín hiệu
sao cho giống với tín hiệu phát đi ta sử dụng một bộ lọc với hệ số phù hợp. Khi thu
được tín hiệu thông qua bộ lọc w(k) ta thông qua một bộ đánh giá nếu tín hiệu chưa
giống với tín hiệu phát đi ta sẽ nhận được tín hiệu chính xác là (k).
Từ hệ thống trên, ta suy ra được công thức tính tín hiệu ra theo tín hiệu đầu vào:
[8]

y ( k ) = s ( k ) * w * ( k ) * h ( k ) + n ( k ) = s ( k ) * c * ( k ) + n( k )

kênh kết hợp .
Tín hiệu vào 4-QAM được phát đi và quá trình nhận và xử lý tín hiệu sẽ như sau:

Nguyễn Thị Khanh

24

(2.1)


Đồ án tốt nghiệp

2



2

1

imaginary part

imaginary part

Input symbols
2

0
-2
-4
-4

-2

0
real part

2

0
real part
Review

2



25