Download miễn phí Tổng quát về công nghệ OFDM và các ứng dụng trong thông tin vô tuyến
LỜI NÓI ĐẦU

Trong cuộc sống hàng ngày hiện nay, thông tin liên lạc đóng vai trò rất quan trọng không thể thiếu được. Chúng quyết định nhiều mặt hoạt động xã hội, giúp con người nhanh chóng nắm bắt các giá trị văn hóa, kinh tế, chính trị, khoa học kỹ thuật rất đa dạng và phong phú. Bằng những bước phát triển thần kỳ, các thành tựu công nghệ Điện Tử - Tin Học – Viễn Thông làm thay đổi cuộc sống con người từng giờ từng phút, tạo ra một trào lưu “Điện Tử - Tin Học – Viễn Thông” trong mọi lĩnh vực ở cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21.
Các dịch vụ viễn thông phát triển hết sức nhanh chóng đã tạo ra nhu cầu to lớn cho hệ thống truyền dẫn thông tin. Các công nghệ truyền dẫn vô tuyến lần lược ra đời như FDMA, TDMA nhằm đáp ứng được nhu cầu về tốc độ và chất lượng truyền. Mặc dù các yêu cầu cho các dịch vụ này rất cao song vẫn yêu cầu các giải pháp thích hợp để thực hiện cho từng thế hệ.
Kỹ thuật OFDM lần đầu tiên được giới thiệu năm 1966. Tuy nhiên cho đến thời gian gần đây, kỹ thuật OFDM mới được ứng dụng trong thực tế nhờ có những tiến bộ trong lĩnh vực xử lý tín hiệu số và kỹ thuật vi sử lý. OFDM là kỹ thuật điều chế phân chia dải tần cho phép thành rất nhiều dải tần con với các sóng mang khác nhau, mỗi sóng mang này được điều chế để truyền một dòng dữ liệu tốc độ thấp. Tập hợp của các dòng dữ liệu tốc độ thấp này chính là dòng tốc độ cao cần truyền tải. Các sóng mang trong kỹ thuật điều chế đa sóng mang là họ sóng mang trực giao, điều này cho phép chồng phổ giữa các sóng mang. Do đó sử dụng dải thông một cách hiệu quả, ngoài ra họ sóng mang trực giao còn mang lại nhiều lợi ích khác mà các kỹ thuật khác không có. Phương pháp này được gọi chung là ghép kênh theo tần số trực giao OFDM.
Trong nội dung đồ án tốt nghiệp em xin giới thiệu tổng quát về công nghệ OFDM và các ứng dụng trong thông tin vô tuyến. Đồ án gồm các nội dung chính sau:
Ø Chương 1: Giới thiệu về kỹ thuật OFDM
Ø Chương 2: Ảnh hưởng của kênh vô tuyến đến truyền dẫn tín hiệu.
Ø Chương 3: Các vấn đề kỹ thuật trong hệ thống OFDM
Ø Chương 4: Ứng dụng công nghệ OFDM trong truyền hình số mặt đất DVB_T
Mục đích của đồ án là nêu được nguyên lý chung, cấu trúc và các ưu nhược điểm của công nghệ OFDM. Đồng thời nêu ra các ứng dụng trong thông tin vô tuyến và hướng phát triển trong tương lai. Vì thời gian có hạn và kiến thức con hạn chế nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô và bạn bè.
Trong quá trình làm đồ án em nhận được rất nhiều sự giúp đỡ thầy cô, bạn bè, các anh chị lớp trên và gia đình. Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành Thank thầy hướng dẫn đồ án ThS. Nguyễn Văn Hào cùng các thầy cô trong Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ - trường Đại Học Quy Nhơn. Đồng thời, em cũng xin Thank các anh chị lớp trên đã tận tình giúp đỡ em cùng gia đình và bạn bè đã ủng hộ cả vật chất lẫn tinh thần để em có thể hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.

Em xin chân thành Thank !

http://s1.luanvan.co/qYjQuXJz1boKCeiU9qAb3in9SJBEGxos/swf/2013/06/25/tong_quat_ve_cong_nghe_ofdm_va_cac_ung_dung_trong.u7SRFkEgUi.swf luanvanco /luan-van/de-tai-ung-dung-tren-liketly-30759/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

ể được tính xấp xỉ từ hệ số đường bao kết hợp giữa hai tín hiệu cách nhau bởi Δf Hz và Δt giây. Hệ số đường bao kết hợp là:
với J0 là hàm Bessel bậc không, fm là độ dịch Doppler lớn nhất, δ là độ trải trễ của kênh. Bảng 2.1 cho ta một số giá trị phổ biến độ trải trễ của kênh trong các môi trường khác nhau.
Bảng 2.1: Giá trị độ trải trễ của một số môi trường tiêu biểu
Khi chúng ta xét sự kết hợp chỉ là hàm của khoảng cách tần số và đặt Δt thành không, băng thông Coherent Bc được định nghĩa là độ rộng băng thông Δf khi hệ số đường bao kết hợp giữa hai tín hiệu bằng phân nữa giá trị lớn nhất của nó.
Kết quả băng thông Coherent là:
Đối với các giá trị độ trải trễ cho trong Bảng 2.1, ta sẽ tính được các băng thông Coherent tương ứng. Nếu độ rộng băng của tín hiệu đã điều chế nhỏ hơn băng thông Coherent của kênh, tất cả các thành phần tần số của tín hiệu đều có cùng fading, và fading này được gọi là fading (tần số) phẳng. Tương tự trong miền thời gian, nếu độ trải trễ của kênh nhỏ hơn khoảng thời symbol, thì sự ảnh hưởng làm thay đổi hình dạng của xung phát lên kênh đó là không đáng kể, chỉ có biên độ của xung là bị thay đổi.
Mặt khác, nếu băng thông của tín hiệu điều chế lớn hơn nhiều so với băng thông Coherent của kênh, các thành phần tần số khác nhau của tín hiệu có các đặc tính fading khác nhau, và fading này được gọi là fading lựa chọn tần số. Các kênh lựa chọn tần số cũng còn được gọi là các kênh phân tán thời gian, bởi vì độ trải trễ dài tương ứng với việc kéo dài khoảng thời gian của symbol được phát. Trong trường hợp này, bên cạnh biên độ thì hình dạng của xung phát cũng bị thay đổi. Cần chú ý rằng bóng mờ (fading chậm) luôn luôn là fading phẳng, trong khi đó, fading nhanh do ảnh hưởng đa đường thường gây ra bởi fading lựa chọn tần số. Như vậy, ảnh hưởng của bóng mờ độc lập với băng thông của tín hiệu còn ảnh hưởng của fading nhanh lại phụ thuộc vào băng thông của tín hiệu.
Trong thông tin di động số, ảnh hưởng của đường truyền lên tín hiệu phụ thuộc rất nhiều vào tỷ số của khoảng thời symbol trên độ trải trễ của kênh vô tuyến thời gian thay đổi. Nếu tốc độ truyền dẫn bit quá cao đến nỗi mỗi symbol dữ liệu bị trải qua các symbol kế cận một cách nghiêm trọng, nhiều xuyên nhiễu ISI sẽ xuất hiện. Nếu ta muốn nhiễu giữa các symbol kế cận thấp, chúng ta cần có tốc độ symbol phải nhỏ hơn băng thông Coherent. Do vậy, khi tốc độ symbol tăng lên, ta cần giảm nhiễu ISI bằng các bộ cân bằng để có được một tỷ số BER chấp nhận được. Và các khu vực hoạt động nhỏ hơn không có nghĩa chỉ là khu vực nhỏ của các khu vực hoạt động lớn hơn, chúng còn có các đặc tính đường truyền khác nhau.
2.6. Thông số tán xạ thời gian(time dispertin parameter)
Để phân biệt, so sánh tính chất của các kênh truyền dẫn đa đường, người ta sử dụng các thông số tán xạ thời gian như độ trễ trung bình vượt mức(mean excess delay), trễ hiệu dụng (rms delay spread) và trễ vượt mức(excess delay spread). Các thông số này có thể được tính từ đặc tính công suất truyền tới bộ thu của các thành phần đa đường (power delay profile). Excess delay, τ, là khoảng thời gian chênh lệch giữa tia sóng đang xét với thành phần đến bộ thu đầu tiên. Tính chất tán xạ thời gian(time dispersive) của kênh truyền dẫn đa đường dải rộng được thể hiện qua thông số mean excess delay, τ, và rms delay spread, τ σ. τ được định nghĩa là moment cấp một của power delay profile:
ak, P(τ k): biên độ, công suất thành phần thứ k của tín hiệu đa đường. Rms delay spread (στ) là căn bậc hai moment trung tâm cấp hai của power delay profile:
2.7. Phổ Doppler (Doppler spectrum)
Trong phần này, chúng ta sẽ tập trung tìm hiểu ảnh hưởng của doppler shift vào việc truyền một sóng mang chưa điều chế tần số fc từ BS. Một MS di chuyển theo hướng tạo thành một góc αi với tín hiệu nhận được từ thành phần thứ I như hình 2.3. MS di chuyển với vận tốc v, sau khoảng thời gian Δt đi được d=v.Δt. Khi đó đoạn đường từ BS đến MS của thành phần thứ I của tín hiệu sẽ bị thay đổi một lượng là Δl.
Hình 2.3: Hiệu ứng Doppler
Theo hình vẽ ta có Δl = d cosαi (2.11)
Khi đó, pha của tín hiệu sẽ bị thay đổi một lượng :
λ : Bước sóng của tín hiệu.
Dấu “-“ cho thấy độ trễ pha của sóng sẽ giảm khi MS di chuyển về phía BS.
Tần số Doppler được định nghĩa như là sự thay đổi pha do sự di chuyển của MS trong suốt khoảng thời gian Δt :
Thay phương trình (2.12) vào phương trình (2.13) ta được:
Với fm=v/λ =vfc/c là độ dịch tần doppler cực đại ( từ tần số sóng mang được phát đi) do sự di chuyển của MS. Chú ý rằng, tần số Doppler có thể dương hay âm phụ thuộc vào góc αi. Tần số Doppler cực đại và cực tiểu là ± fm ứng với góc αi =00 và 1800 khi tia sóng truyền trùng với hướng MS di chuyển :
αi=00 ứng với trường hợp tia sóng đi tới từ phía trước MS.
αi=1800 ứng với trường hợp tia sóng đi tới từ phía sau MS.
Điều này tương tự với sự thay đổi tần số của tiếng còi xe lửa được tiếp nhận bởi một người đứng ở đường ray khi xe lửa đang tới gần hay đi xa dần người đó.
Trong một môi trường truyền dẫn thực, tín hiệu đến bộ thu bằng nhiều đường với khoảng cách và góc tới khác nhau. Vì vậy, khi một sóng sin được truyền đi, thay vì bị dịch một khoảng tần số duy nhất (Doppler shift ) tại đầu thu, phổ của tín hiệu sẽ trải rộng từ fc(1-v/c) đến fc(1+v/c) và được gọi là phổ Doppler.
Khi ta giả thiết xác suất xảy ra tất cả các hướng di chuyển của mobile hay nói cách khác là tất cả các góc tới là như nhau (phân bố đều), mật độ phổ công suất của tín hiệu tại bộ thu được cho bởi :
với k là hằng số (2.15)
Chú ý rằng,
Hình dạng của S(f) được mô tả như hình 2.4:
Hình 2.4: Phổ công suất Doppler
2.8. Trải phổ doppler và thời gian kết hợp (Doppler spread and coherence time)
Delay spread và coherence bandwidth là các thông số mô tả bản chất tán xạ thời gian của kênh truyền. Tuy nhiên, chúng không cung cấp thông tin về sự thay đổi tính chất theo thời gian của kênh do sự chuyển tương đối giữa MS và BS hay do sự di chuyển của các vật thể khác trong môi trường truyền dẫn. Doppler spread và coherence time là những thông số mô tả bản chất thay đổi theo thời gian của kênh truyền.
Doppler spread BD là thông số do sự mở rộng phổ gây ra bởi sự thay đổi theo thời gian của kênh vô tuyến di động và được định nghĩa là khoảng tần số mà phổ tần doppler nhận được là khác không. Khi một sóng hình sin có tần số fC được truyền đi, phổ tín hiệu nhận được, phổ doppler, sẽ có các thành phần nằm trong khoảng tần số fc-fd đến fc+fd với fd là độ dịch tần do hiệu ứng doppler. Lượng phổ được mở rộng phụ thuộc vào fd là một hàm của vận tốc tương đối của MS và góc αi giữa hướng di chuyển của MS và hướng của sóng tín hiệu tới MS. Nếu độ rộng phổ của tín hiệu lớn hơn nhiều so với BD, ảnh hưởng của doppler spread là không đáng kể tại bộ thu và đây là kênh fading biến đổi chậm.
Coherence time Tc chính là đối ngẫu trong miền th

---