Tổng quan về MIMO_OFDMKHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA MIMO_OFDM là kĩ thuật sử dụng nhiều anten phát và thu , chia dòng dữ liệu ban đầu thành nhiều dòng dữ liệu con theo một thuật toán cho trướ
Trang 1ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
KỸ THUẬT MIMO-OFDM
SVTH : Tống Xuân Nghĩa LỚP : ĐTVTBK28
GVHD : THS ĐÀO MINH HƯNG
QUY NHƠN - THÁNG 6 NĂM 2010
Trang 2 Chương 1 : Tổng quan về kỹ thuật MIMO-OFDM và hệ thống thông tin di động.
MIMO-OFDM
đánh giá chất lượng hệ thống.
Trang 3Xu hướng phát triển của hệ thống thông tin
di động
GSM/GPRS
WCDMA
GSM/GPRS WCDMA/
IEEE802.1 1
MIMO_OFDM
Tiết kiệm năng lượng
Nhiễu
Băng thông
Vùng bao phủ
Tốc độ rớt dữ liệu
Hiệu quả sử dụng phổ
Giới hạn về băng thông
Vấn đề nhiễu
hệ t hốn
g hoà n hả
o
Tốc độ c
ao
Độ tin cậ
y
lớn
Kết nối m
ọi nơi
IEEE80 2.11
GSM/GPRS WCDMA/
IEEE802.11
Trang 4Môi trường vô tuyến trong thông tin di động
Trang 5Tổng quan về MIMO_OFDM
KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA
MIMO_OFDM là kĩ thuật sử dụng nhiều anten phát
và thu , chia dòng dữ liệu ban đầu thành nhiều dòng dữ liệu con theo một thuật toán cho trước, các dòng dữ liệu này được thực hiện ghép kênh phân chia theo tần số trực giao, trước khi được đưa đến các anten tương ứng và truyền đi Phía thu sẽ cũng nhận các dòng dữ liệu này từ nhiều anten và sử dụng các thuật toán thích hợp để tổng hợp lại dòng dữ liệu ban đầu
Khối phát MIMO
Khối phát OFDM 1
Khối phát OFDM n
TX1
TXn
.
Anten 1
Anten n
Bits
input
RX1
RXm
Khối thu OFDM m
Khối thu OFDM 1
Khối thu MIMO
.
Bits output
Anten 1
Anten m
Khối phát MIMO_OFDM
Khối nhận MIMO_OFDM
Trang 6Ưu điểm của hệ thống
MIMO_OFDMCông nghệ:
Hiệu quả sử dụng phổ, chống
fading nhiều tia…
Tối ưu hoá công suất phát
Chống nhiễu xuyên kí tự, nhiễu
xuyên kênh
Nâng cao tốc độ truyền tín hiệu
Thích ứng hầu hết các tiêu chuẩn
vô tuyến
Thích ứng việc truyền dẫn đa
đường, chất lượng tín hiệu nâng
cao nhờ phân tập không gian
Tăng phạm vi bao phủ…
Tối ưu hoá công suất phát
Nâng cao chất lượng mạng
Giảm chi phí hệ thống
Có thể áp dụng cho hầu hết các hệ thống thông tin
di động
Người dùng:
Chất lượng dịch vụ cao Sự lựa chọn khả dụng cho các nhà
cung cấp dịch vụ…
Độ tin cậy được đảm bảo
Nhiều dịch vụ mới được tích hợp
Trang 7KĨ THUẬT OFDM
SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG OFDM
Định nghĩa và khái niệm:
OFDM(ghép kênh phân chia theo tần số trực giao) là một kĩ thuật điều chế đa sóng trực giao, trong đó dữ liệu được truyền nhờ rất nhiều sóng mang phụ.
Trang 8KĨ THUẬT OFDM
Sắp xếp và mã hóa
M_QAM
Sắp xếp dòng bit nhị phân thành các nhóm Nbits tương ứng với phương pháp điều chế M_QAM.
điều chế cả biên độ và pha.
IDFT/DFT
các sóng mang phụ trực giao.
Thực tế thì bộ FFT/IFFT được thay DFT/IDFT.
Tín hiệu ra là một tín hiệu rời rạc cũng có chiều dài N nhưng trong miền thời gian.
Trang 9KĨ THUẬT OFDM
Chèn dải bảo vệ
Chiều dài CP phải hạn chế
để đảm bảo hiệu suất sử dụng dải tần, nhưng phải lớn hơn trải trễ cực đại.
Chèn Pilot
Và Ước lượng kênh
các kênh con và thời gian để thực hiện giải điều chế bên thu khi bên phát sử dụng kiểu điều chế kết hợp.
cùng với mẫu tin có ích cả ở miền tần số và miền thời gian.
Khoảng cách giữa 2 tín hiệu pilot
+Trong miền tần số:
+Trong miền thời gian:
max
1
f s
D
f τ
≤
max
1
t
D S G
D
≤
+
Trang 10TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT MIMO
Bộ chuyể
n đổi MIMO
Bộ giải chuyể
n đổi MIMO
*
*
*
dữ liệu vào
dữ liệu ra
Anten phát
Anten thu
Hij
Ưu điểm:
Tăng độ lợi mảng, làm tăng tỉ số tín hiệu
trên nhiễu, từ đó làm tăng khoảng cách
truyền dẫn mà không cần tăng cơng suất
phát
Tăng độ lợi phân tập: làm giảm hiện tượng
fading thông qua việc sử dụng hệ thống
anten phân tập, nâng cao chất lượng hệ
thống
Tăng hiệu quả phổ: bằng cách sử dụng
ghép kênh không gian
Tăng dung lượng kênh mà không cần tăng
công suất phát và băng thông
Nhược điểm
Tăng độ phức tạp trong xử
lí tín hiệu phát và thu
Kích thước của thiết bị di động tăng lên
Nhiễu đồng kênh: do sử dụng nhiều anten truyền dữ liệu với cùng một băng tần
Nhiễu liên kênh: do nhiều người dùng sử dụng cùng
hệ thống MIMO
Khái niệm và định nghĩa:
Kĩ thuật MIMO là kỹ thuật sử dụng
nhiều anten phát và nhiều anten thu
Phân loại: phân tập theo không
gian, phân tập theo thời gian, phân
tập theo tần số, mã hoá khối không
gian thời gian, mã hoá lưới không
gian thời gian và ghép kênh không
gian
Trang 11PHÂN TẬP
Phân tập thời gian
Phân tập không gian
Bộ kết hợp kiểu quét
∑
=
= n r
i
i
r
1
.
i
i A e φ
=
= n r
i i
A r
1 2
Bộ kết hợp tín hiệu thu
Bộ kết hợp kiểu lựa chọn
Bộ kết hợp tỉ số cực đại
Định nghĩa: Phân tập là kĩ thuật cải thiện độ tin cậy của tín
hiệu bằng cách sử dụng hai hay nhiều kênh thông tin liên lạc
với các tính chất khác nhau.
Trang 12MÃ HÓA KHỐI KHÔNG GIAN_THỜI GIAN (STBC)
Mã hóa:
Mã hóa với 2 anten phát(Alamouti) Mã hóa với 4 anten phát
Mã hóa với số anten phát
là Nt
Định nghĩa: STBC là kĩ thuật được sử dụng trong truyền
thông vô tuyến, truyền nhiều phiên bản các dòng dữ liệu qua nhiều anten và sử dụng nhiều phiên bản của các tín hiệu nhận khác nhau để nâng cao chất lượng tín hiệu thu.
Trang 13MÃ HÓA KHỐI KHÔNG GIAN_THỜI GIAN(STBC)
GIẢI MÃ:
Bộ giải mã trực giao STBC là giải mã tối ưu (maximum
likelihood decoding) được thực hiện tại bộ thu với quá trình xử lí tuyến tính
Sơ đồ giải mã của STBC
Trang 14HỆ THỐNG MIMO_OFDM
Sơ đồ khối của bộ phát của hệ thống MIMO_OFDM
Sơ đồ khối của bộ thu của hệ thống MIMO_OFDM
Trang 15HỆ THỐNG STBC_OFDM
Mô hình hệ thống STBC-OFDM 2x2
t
X
Từ mã không gian-thời gian được cho bởi:
Tại mỗi thời điểm t, một khối bit thông tin được mã hoá để phát ra một từ mã không gian thời gian mà nó bao gồm 2*M kí tự được điều chế
Trang 16MÔ PHỎNG
Trang 17KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
Trang 18 Kết luận:
Tìm hiểu kĩ thuật OFDM, MIMO trong thông tin di động.
Trình bày tổng quan kĩ thuật MIMO_OFDM trong thông tin di động.
Phân tích hệ thống MIMO_OFDM thông qua hệ thống STBC_OFDM trong thông tin di động.
Nghiên cứu STBC kết hợp mã turbo,TCM để tạo độ lợi mã hoá, nâng cao chất lượng hệ thống.
Tìm hiểu các kĩ thuật khác trong hệ thống MIMO_OFDM: STTC, SM.
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG MỞ ĐỀ TÀI.
Trang 19CẢM ƠN SỰ THEO DÕI CỦA QUÍ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN