Giảm PAPR trong hệ thống OFDM bằng phương pháp nén giãn

90Hìnhă4.33aμăD ngăsóngăd ăliệuănh ăphână256ăbităcốăđ nhălàăd ăliệuăđầuăvàoăchươngă trình PAPR_BER_OFDM.m trên Matlab .... 91 Hìnhă4.33cμăD ngăsóngăd ăliệuănh ăphână256ăbităcốăđ nhăphíaă

M CăL C

LụăL CHăKHOAăH C i

L IăCAMăĐOAN iii

L IăC MăT iv

TịMăT T v

ABSTRACT vi

CỄCăCH ăVI TăT T vii

Ch ngă1:ăT NGăQUAN 11

1.1ăT ngăquanăđ ătƠi 11

1.2.ăM cătiêuăkháchăth ăvƠăđ iăt ngănghiênăc u 11

1.3.ăNhi măv ăvƠăgi iăh năđ ătƠi 12

1.4.ăPh ngăphápănghiênăc u 13

Ch ngă2:ăC ăS ăLụăTHUY T 14

2.1ăCácăph ngăphápăgi măPAPRătrongăh ăth ngăOFDM 14

2.1.1 Giới thiệu chương 14

2.1.2 Các bài báo và hội nghị liên quan 14

2.1.3 Phân loại các phương pháp giảm PAPR 17

2.1.4 Các phương pháp giảm PAPR 18

2.1.4.1ăPhươngăphápăC tăBiênăĐ ă(AmplitudeăClipping)ă[19] 18

2.1.4.2ăPhươngăphápăC aăSổăĐ nhă(PeakăWindowing)ă[15] 19

2.1.4.3ăPhươngăphápăChiaătỷălệăĐư ngăbaoă(EnvelopeăScaling)ă[2] 19

2.1.4.4ăPhươngăphápăC pănh tăPhaăNgẫuănhiênă(RandomăPhaseăUpdate)[3] 20

2.1.4.5ăPhươngăphápăBi năđổiăHadamardă[20] 20

2.1.4.6ăPhươngăphápăChènădãyăMãăgi ă(DummyăSequence Insertion) [16] 20

2.1.4.7ăPhươngăphápăLư căĐồăCh năMứcăSLMă(ăSelectedăLevelăMapping)ă[1] 20

2.1.4.8ăPhươngăphápăDãyătruyềnăRiêngăphầnă(ăPartialăTransmităSequenceă)ă[4] 21

2.1.4.9ăPhươngăphápăGhépăxenă(InterleavingăTechnique)ă[17] 21

2.1.4.10ăPhươngăphápăĐơnăánhăÂmăhiệuă(ToneăInjectionăTechnique)ă[8] 21

2.1.4.11ăPhươngăphápăM ăr ngăKhôngăgianătínăhiệuă(Activeăconstellationă extention)[9] 21

2.1.4.12ăPhươngăphápăLư căđồăMãăhóaăKhốiă(BlockăCodingăSchemes)ă[6] 22

2.1.4.13ăPhươngăphápăLư căđồăMãăhóaăKhốiăconă(SubăBlockăCodingăScheme)[14] 22

2.1.5 Các tiêu chí lựa chọn phương pháp giảm PAPR [13] 23

2.1.6 So sánh một vài phương pháp giảm PAPR 23

2.1.7 Kết luận 23

2.2ăGi măPAPRătrongăh ăth ngăOFDM 24

2.2.3 Tổng quan kỹ thuật nén giãn tín hiệu 28

2.2.3.1ăL chăs ăkỹăthu tănénăgiãnătínăhiệu 28

2.2.3.2ăNénăgiãnătínăhiệuătrongăhệăthốngăOFDM 29

2.2.3.3 Nén giãn tín hiệu theo luật Mu 30

2.2.3.4 Nén giãn tín hiệu theo hàm mũ [5] 32

2.2.4 Mô hình nén giãn tín hiệu theo luật Mu 34

2.2.4.1ăĐặcătínhănénăgiãnăLu tăMuă[27] 34

2.2.4.2ăMôăhìnhănénăgiãnălu tăMuătrongăhệăthốngăOFDM 35

2.3 Kết luận 38

Ch ngă3:ăMỌăPH NGPH NGăPHỄPăNÉNăGIÃNăTệNăHI UăLÀM GI MăPAPRăCHOăH ăTH NGăOFDMăB NGăPH NăM M MATLAB PHIểNăB Nă7.9 39

3.1.ăMôăhìnhănénăgiƣnălu tăMuătrongăh ăth ngăOFDM 39

3.2ăMôăph ngăgi măPAPRătrongăh ăth ngăOFDMăb ngăch ngătrìnhăMatlabă7.9 41 3.2.1 Mục tiêu mô phỏng: 41

3.2.2 Lưu đồ thuật toán chương trình PAPR_BER_OFDM.m cho hệ thống OFDM có bộ nén giản luật Mu làm giảm PAPR 41

3.2.3 Các thông số mô phỏng trong PAPR_BER_OFDM.m và bài báo [24] 46

3.2.4 Kết quả mô phỏng PAPR và BER của luận văn và so sánh với bài báo [24] 46

3.3.1 Mục tiêu mô phỏng: 54

3.3.2 Các tham số mô phỏng chương trình New_COM_OFDM.m 55

3.3.3 Kết quả mô phỏng PAPR và BER của chương trình New_COM_OFDM.m 56

3.3.4 Nhận xét kết quả mô phỏng: 61

3.3.5 Kết luận 61

3.4ăK tălu năch ngă3 62

Ch ngă4:ăTHI TăK ăH ăTH NGăOFDMăVÀăGI MăPAPRăTRểNă KIT FPGA SPARTAN-3E 63

4.1ăT ngăquanăv ăKITăFPGAăvƠăcácăcôngăc ăthi tăk 63

4.1.1 KIT Xilinx Spartan 3e và tài nguyên sử dụng 63

4.1.2 Công cụ Xilinx System Generator 65

4.1.2.1ăPhầnămềmăSystemăGeneratoră12.4 65

4.1.2.2ăCácăthưăviệnăSystemăGeneratorăs ăd ngătrongălu năvĕn 66

4.1.2.3ăMôiătrư ngămôăph ngăth iăgianăthựcăvàăchứcănĕngăCo-Simulation 67

4.2ăTh căhi năh ăth ngăOFDMătrên FPGA 67

4.2.1 Thực hiện khối tạo dữ liệu ngẫu nhiên 67

4.2.2 Thực hiện khối điều chế 16QAM và giải điều chế 16QAM 68

4.2.3 Thực hiện khối IFFT và FFT 71

4.2.4 Thực hiện khối AWGN: 72

4.3ăTh căhi năkh iăgi măPAPRăb ngăph ngăphápănénăgiƣn 73

4.4ăMôăhìnhăgi măPAPRătrongăh ăth ngăOFDMăth căhi nătrênăFPGA 77

4.5ăPhơnătíchăk tăqu ăthi tăk ăh ăth ngăOFDMăcóăkh iănénăgiƣnătrênăKITăSpartană 3e 80

4.5.1 So sánh d ạng sóng giữa mô phỏng MATLAB bằng chương trình BER_PAPR_OFDM.m của chương 3 với mô phỏng trên KIT Spartan 3e 80

4.5.1.1ăD ngăsóngăngõăraăkhốiăt oăd ăliệuăngẫuănhiênăDataSource 80

4.5.1.2ăD ngăsóngăngõăraăkhốiăđiềuăch ă16-QAM 81

4.5.1.3ăD ngăsóngăngõăraăkhốiăIFFT 83

4.5.1.4ăD ngăsóngăsauăkhiăquaăb ănénăgiãn 84

4.5.1.5ăD ngăsóngăsauăkhiăquaăkênhătruyền 85

4.5.1.6ăD ngăsóngăsauăkhiăquaăb ăgi iănénăgiãn 86

4.5.1.7ăD ngăsóngăngõăraăkhốiăFFT 87

4.5.1.8ăSơăđồăchòmăsaoătínăhiệuμ 88

4.5.2 Kiểm tra chuỗi bit dữ liệu phát và thu của mô phỏng trên KIT Spartan 3e bằng dao động kí 90

4.5.2.1ăTrư ngăh păkhôngăcóănhi uăAWGNătrênăđư ngătruyềnăsóngăgi aăphátăvàă thu: 91

4.5.2.2ăTrư ngăh păcóănhi uăAWGNă ămứcăt oăl iă(BERăkhácă0)ătrênăđư ngă truyềnăsóngăgi aăphátăvàăthuμ 94

4.5.3 Các thông số hệ thống và tài nguyên sử dụng 98

4.6 K tălu năch ngă4 99

Ch ngă5:ăăK TăLU NăVÀăH NGăPHỄTăTRI N 100

5.1ăK tălu n 100

5.1.1 Các mục tiêu luận văn đã đạt được 100

5.1.2 Các mục tiêu luận văn chưa đạt được : 100

5.2ăH ngăphátătri năđ ătƠi 100

Ph ăl c 101

Lýăthuy tăv ăOFDM 101

CácăhìnhăhoƠnăch nh 105

TƠiăli uăthamăkh o 108

Li tăkêăHình

Hìnhă2.1ăSơăđồătổngăquátăcácăphươngăphápăgi m PAPR [14] 18

Hìnhă2.2ăSơăđồăkhốiăhệăthốngăOFDM 24

Hìnhă2.3ăB ăđiềuăch ăOFDM 25

Hìnhă2.4ăSơăđồăb ăgi iăđiềuăch ăOFDM 26

Hìnhă2.5ăμăHàmăphânăphốiăCCDFăcủaătínăhiệuăv iăhệăsốăquáăl yămẫuăLăkhácă nhau[1] 28

Hìnhă2.6ăGi măPAPRătrongăhệăthốngăOFDMădùngăkỹăthu tănénăgiãnălu tăµă[11] 29 Hìnhă2.7ăĐồăth ăbi uădi nămốiăquanăhệăcủaătínăhiệuăvàoă- raăcủaălu tăµă[27] 30

Hìnhă2.8ăSơăđồăhệăthốngăOFDMăs ăd ngănénăgiãnătheoăhàmămũă[5] 32

Hìnhă2.9μăĐặcătuy nănénălu tăMuăv iăcácăhệăsốăMuăkhácănhau 35

Hình 2.10ăMôăhìnhănénăgiãnăgi măPAPRătrongăhệăthốngăOFDM 37

Hìnhă3.1μăMôăhìnhănénăgiãnăgi măPAPRătrongăOFDM 39

Hìnhă3.2ăμăĐặcătuy nănénăgiãnăv iăhệăsốăMuă=ă255 40

Hìnhă3.3μăLưuăđồăthu tătoánăăPAPR_BER_OFDM.m cóăb ănénăgi năMuăălàmăgi mă PAPR 43

Hìnhă3.4aμăPAPRătrongăchươngătrìnhăPAPR_BER_OFDM.măcủaătínăhiệuăkhiăchưaă nénăvàăcácătínăhiệuănénăv iăhệăsốăMuă=ă8,ă60,ă255 47

Hìnhă3.4bμăPAPRătrongăHìnhă7ăcủaăbàiăbáoă[24]ăv iăhệăsốăMuă=ă8,ă60ăvàă255 48

Hìnhă3.5aμăBERăcủaătínăhiệuăchưaănénăvàăkhiănénăv iăhệăsốăMu=ă8,ă60,ă255ătrongă chươngătrìnhăPAPR_BER_OFDM.m 50

Hìnhă3.5bμăBERăv iăhệăsốăMu=60ăvàă255ătrongăHìnhă12ăcủaăbàiăbáoă[24] 50

Hìnhă3.6μăPhổătínăhiệuăOFDMăkhiăchưaănénăvàătínăhiệuăđư cănénăv iăMuă=ă8 52

Hìnhă3.7μăPhổătínăhiệuăOFDMăkhiăchưaănénăvàătínăhiệuăđư cănénăv iăMuă=ă255 52 Hìnhă3.8μăMôăhìnhănénăgiãnăs ăd ngăMuă- Modifiedăgi măPAPRătrongăOFDM 54

Hìnhă3.9aμăPAPRăcủaătínăhiệuătrư căkhiăápăd ngănénăgiãnăvàăsauăkhiăápăd ngănénă giãnătrongăchươngătrìnhăNew_COM_OFDM.m v iăhệăsốăMuălầnălư tălàă6, 8, 10, 60 và 255 56

Hìnhă3.9bμăPAPRăcủaătínăhiệuătrư căkhiăápăd ngănénăgiãnăvàăsauăkhiăápăd ngănénă giãnătrongăchươngătrìnhăPAPR_BER_OFDM.m v iăhệăsốăMuălầnălư tălàă6, 8,10,

60 và 255 57

Hìnhă3.9cμăPAPRătrongăHìnhă7ăcủaăbàiăbáoăh iăngh ă[24]ăv iăhệăsốăMuă=ă2 58

Hìnhă3.9dμăBERăcủaătínăhiệuătrư căkhiănénăgiãnăvàăsauăkhiănénăgiãnătrongăchươngă trình New_COM_OFDM.m v iăhệăsốăMuălầnălư tălàă6, 8, 10, 60 và 255 59

Hìnhă3.9eμăBERăcủaătínăhiệuătrư căkhiănénăgiãnăvàăsauăkhiănénăgiãnătrongăchươngă trình PAPR_BER_OFDM.m v iăhệăsốăMuălầnălư tălàă6, 8, 10, 60 và 255 59

Hìnhă3.9fμăBERăv iăhệăsốăMu=2ătrongăHìnhă12ăcủaăbàiăbáoăh iăngh ă[24] 60

Hìnhă3.10μăPAPRăvàăBERăv iăhệăsốăMu=10ătrongăchươngătrìnhă PAPR_BER_OFDM.m 62

Hình 4.1: KIT Spartan 3e hãng Xilinx 63

Hìnhă4.2μăCácăngo iăviătrênăKITăSpartană3e 64

Hìnhă4.3μăQuyătrìnhăthi tăk ăcủaăSystemăGenerator 65

Hìnhă4.4μăThưăviệnăcủaăSystemăGeneratorăăăăăăăăHìnhă4.5μăKhốiăSystemăGenerator66 Hìnhă4.6μăMôăhìnhăch yăCo-Simulation trong System Generator 67

Hìnhă4.7μăKhốiăt oăd ăliệuăngẫuănhiênăvàăcácăthôngăsố 68

Hìnhă4.8μăM chăthựcăhiệnă16QAMătrênăSystem Generator 69

Hìnhă4.9μăD ngăsóngăngõăraăI,ăQăcủaă16QAMătrênăSystemăGenerator 69

Hìnhă4.10μăM chăthựcăhiệnăgi iăánhăx ă16QAMătrênăSystem Generator 70

Hìnhă4.11μăD ngăsóngăngõăraăI,ăQăcủaăgi iăánhăx ă16QAMătrênăSystemăGenerator 70

Hìnhă4.12μăC uăhìnhăkhốiăIFFTătrênăSystemăGenerator 71

Hìnhă4.13μăC uăhìnhăkhốiăFFTătrênăSystemăGenerator 72

Hìnhă4.14μăKhốiăAWGNătrongăSystemăGenerator 72

Hìnhă4.15μăKhốiănhi uăAWGNătrênăSystemăGenerator 73

Hìnhă4.17μăSơăđồănguyênălýăb ănénăgiãnăvàăgi iănénăgiãnătínăhiệu 74

Hìnhă4.18μăM chăthựcăhiệnăb ănénătrênăSystemăGenerator 75

Hìnhă4.20μăTàiănguyênăphầnăcứngăcủaăkhốiănénăvàăgi iănénătrênăKITăSpartană3e 76 Hìnhă4.21μăMôăhìnhăgi măPAPR trong OFDM trên System Generator (xem hình

l nă ăPh ăl că) 77

Hìnhă4.22μăMôăhìnhăgi măPAPRăsauăkhiăbiênăd chătrênăSystemăGenerator 78

Hìnhă4.23μăThựcăhiệnăch yăchươngătrìnhăgi măPAPRătrênăKITăSpartană3e 79

Hìnhă4.24aμăD ngăsóngăngõăraăt oăd ăliệuănh ăphânăcủaăchươngătrìnhă PAPR_BER_OFDM.m trên Matlab 80

Hìnhă4.24bμăD ngăsóngăngõăraăt oăd ăliệuănh ăphânătrênăKITăSpartană3e 81

Hìnhă4.25aμăD ngăsóngăngõăraătínăhiệuă16QAMătrênăMatlab 81

Hìnhă4.25bμăD ngăsóngăngõăraătínăhiệuă16QAMătrênăKITăSpartană3e 82

Hìnhă4.26aμăD ngăsóngăngõăraătínăhiệuăIFFTătrênăMatlab 83

Hìnhă4.26bμăD ngăsóngăngõăraătínăhiệuăIFFTătrênăKITăSpartană3e 83

Hình 4.27a: D ngăsóngăngõăraătínăhiệuănénăchươngătrìnhăPAPR_BER_OFDM.mă trên Matlab 84

Hìnhă4.27bμăD ngăsóngăngõăraătínăhiệuănénătrênăKITăSpartan 3e 84

Hìnhă4.28aμăD ngăsóngăngõăraătínăhiệuănénăchươngătrìnhăPAPR_BER_OFDM.mă trên Matlab 85

Hìnhă4.28bμăD ngăsóngăngõăraătínăhiệuănénătrênăKITăSpartană3e 85

Hìnhă4.29aμăD ngăsóngăngõăraătínăhiệuănénăchươngătrìnhăPAPR_BER_OFDM.mă trên Matlab 86

Hìnhă4.29bμăD ng sóngăngõăraătínăhiệuănénătrênăKITăSpartană3e 86

Hìnhă4.30aμăD ngăsóngăngõăraătínăhiệuănénăchươngătrìnhăPAPR_BER_OFDM.mă trên Matlab 87

Hìnhă4.30bμăD ngăsóngăngõăraătínăhiệuănénătrênăKITăSpartană3e 87

Hìnhă4.31aμăSơăđồăchòmăsaoătínăhiệu16QAMăphátăđiătrongăchươngătrìnhă PAPR_BER_OFDM.m trên Matlab 88

Hìnhă4.31bμăSơăđồăchòmăsaoătínăhiệu16QAMăphátăđiătrênăKITăSpartană3e 88

Hìnhă4.31cμăSơăđồăchòmăsaoătín hiệu16QAMăthuăvềătrongăchươngătrìnhă PAPR_BER_OFDM.m trên Matlab 89

Hìnhă4.31dμăSơăđồăchòmăsaoătínăhiệu16QAMăthuăvềătrênăKITăSpartan 3e 89

Hìnhă4.32μăTỷăsốăBERăvàăSNRăgi aăMatlabăvàăKITăSpartană3e 90

Hìnhă4.33aμăD ngăsóngăd ăliệuănh ăphână256ăbităcốăđ nhălàăd ăliệuăđầuăvàoăchươngă trình PAPR_BER_OFDM.m trên Matlab 91

Hìnhă4.33bμăD ngăsóngăd ăliệuănh ăphână256ăbităcốăđ nhălàăd ăliệuăđầuăvàoăhệă thốngăOFDMătrênăKITăSpartană3e 91

Hìnhă4.33cμăD ngăsóngăd ăliệuănh ăphână256ăbităcốăđ nhăphíaăthuăcủaăchươngătrìnhă PAPR_BER_OFDM.m trên Matlab 92

Hìnhă4.33dμăD ngăsóngăd ăliệuănh ăphână256ăbităcốăđ nhăphíaăthuăcủaăhệăthốngă OFDM trên KIT Spartan 3e 92

Hình 4.33e: BER khiăphátăchu iă256ăbităcốăđ nhăkhôngănhi uăcủaăchươngătrìnhă PAPR_BER_OFDM.măthựcăhiệnătrênăMatlab 93

Hìnhă4.33fμăBERăkhiăphátăchu i 256ăbităcốăđ nhăkhôngănhi uăthựcăhiệnătrênăKITă Spartan 3e 93

Hìnhă4.34μăD ngăsóngăd ăliệuăphátăvàăthu 94

Hìnhă4.35aμăD ngăsóngăd ăliệuănh ăphână256ăbităcốăđ nhălàăd ăliệuăđầuăvàoăchươngă trình PAPR_BER_OFDM.m trên Matlab 95

Hìnhă4.35bμăD ngăsóngăd ăliệuănh ăphână256ăbităcốăđ nhălàăd ăliệuăđầuăvàoăhệă thốngăOFDMătrênăKITăSpartană3e 95

Hìnhă4.35cμăD ngăsóngăd ăliệuănh ăphână256ăbităcốăđ nhăphíaăthuăcủaăchươngătrìnhă PAPR_BER_OFDM.m trên Matlab 96

Hìnhă4.35dμăD ngăsóngăd ăliệuănh ăphână256ăbităcốăđ nhăphíaăthuăcủaăhệăthốngă OFDM trên KIT Spartan 3e 96

Hìnhă4.35eμăChu iă1024ăbităphátăvàăthuăvềăv iăSNR=24.5ădBă ămứcăt oăl iă(BERă ≠0) 97

Hình 4.35f: BER khiăphátăchu iă1024ăbităcốăđ nhăcóănhi uăv iăSNRă=ă24.5dBăthựcă hiệnătrênăKITăSpartană3eă ămứcăt oăl iă(BERă≠0) 97

Hìnhă4.36μăD ngăsóng d ăliệuăphátăvàăthuătrênădaoăđ ngăký 98

Hìnhă4.37μăC aăsổăsauăkhiăbiênăd chăthànhăcôngătrênăSystemăGenerator 99

HìnhăP1.1ăKho ngăb oăvệ 101

HìnhăP1.2ăTáchăkho ngăb oăvệă ăm iămẫuătínăhiệuăthu 102

HìnhăP1.4ăSơăđồăkhốiăb ăgi iăđiềuăch ăOFDMăs ăd ngăFFT 105

Li tăkêăB ng

B ngă2.1ăSoăsánhăcácăphươngăphápălàmăgi măPAPRă[13] 23

B ngă3.1μăCácăthôngăsốămôăph ngăchươngătrìnhăPAPR_BER_OFDM.mătrênă

Matlabăcủaălu năvĕnă(cácăthamăsốăxemăphầnăkh iăt oăcủaăchươngătrìnhă

PAPR_BER_OFDM.m- Ph ăl că) 46

B ngă3.2μăCácăthôngăsốămôăph ngătrênăMatlabăcủaăbàiăbáoă[24]ă(ătheoăchuẩnăIEEEă802.11aăB ngă79ătrangă9ăcủaă[30]) 46

B ngă3.3μăB ngăcácăgiáătr ăPAPRăcủaăchươngătrìnhăPAPR_BER_OFDM.măvàăbàiăbáoă[24]ăt iămứcăCCDFă=ă10-4 48

B ngă3.4μăB ngăcácăgiáătr ăBERăcủaăchươngătrìnhăPAPR_BER_OFDM.măvàăbàiă

báoă[24]ăt iămứcăSNRă=ă30ădB 51

B ngă3.5μăB ngăcácăthamăsốăcủaăphổătrongăchươngătrìnhăPAPR_BER_OFDM.măvàăbài báo [24] 53

B ngă3.6aμăCácăthôngăsốămôăph ngăchươngătrìnhăNew_COM_OFDM.mătrênă

Matlabăcủaălu năvĕn 55

B ngă3.6băμăSoăsánhăcácăgiáătr ăPAPRăcủaăchươngătrìnhăNew_COM_OFDM.măvàăchươngătrìnhăPAPR_BER_OFDM.m 57

B ngă3.6cμăSoăsánhăcácăgiáătr ăBERăcủaăchươngătrìnhăNew_COM_OFDM.m và

chươngătrìnhăPAPR_BER_OFDM.măt iămứcăSNRă=ă30ădB 60

B ngă4.1μăCácăthôngăsốăKITăSpartană3e 63

B ngă4.2μăCácălinhăkiệnăđư căk tănốiăv iăFPGAăXC3S500E 64

B ngă4.3μăB ngăánhăx ă16ăQAMătheoăchuẩnăIEEEă802.11aă(ăB ngă84ătrang 16ăcủaă[30]) 68

B ngă4.4μăTàiănguyênăb ănénăvàăgi iănénăs ăd ng 76

B ngă4.5μăTàiănguyênăđư căs ăd ngătrênăKITăSpartană3e 99

Ch ngă1:ăT NG QUAN

1.1 Tổng quan đề tài

Kỹăthu tăOFDMălàăm tătrư ngăh păđặcăbiệtăcủaăđiềuăch ăđaăsóngămang,ăphùăh păchoăviệcăthi tăk ăm tăhệăthốngăcóătốcăđ ătruyềnădẫnăcao,ălo iăb ăđư cănhi uăxuyênăkýătựăISI,ănhi uăxuyênăkênhăICI…ăBênăc nhănh ngăưuăđi mănổiăb t,ănóăvẫnătồnăt iănh ngănhư că

đi mănh tăđ nh.ăNhư căđi măchínhăcủaăOFDMălàătỷăsốăcôngăsu tăđ nhătrungăbìnhăPAPRă(PeakătoăAverageăPowerăRatio)ăkháăl n [6].ăPAPRăl nădoăOFDMăs ăd ngănhiềuăsóngămangăđ ătruyềnăthôngătin,ăgiáătr ăcựcăđ iăcủaăkýătựătrênăm tăsóngămangăcóăth ăvư tăxaămứcă trungă bìnhă trênă toànă b ă sóngă mang.ă Vìă v y,ă đ ă khôngă làmă méoă tínă hiệuă phát,ă b ăkhu chăđ iăcôngăsu tăph iăđặtă ăch ăđ ădựătr ăl nănênăhiệuăsu tăs ăd ngăkhôngăcao.ăĐ ă

kh căph cănh ngăh năch ănày,ănhiềuăbàiăbáoăvàăh iăngh ă[6][13][14] đãănghiênăcứuăvàăđưaăraănhiềuăphươngăphápăgi măPAPR,ăphươngăphápăbi năđổiănénăgiãnă[24]ălàăm tătrongă

nh ngăphươngăphápăgi măPAPRăhiệuăqu ăvàăd ădàngăthựcăhiện.ăTrongălu năvĕn này,ăkỹ thu tănénăgiãnădựaătrênălu tănénăMu [24]ăđư căứngăd ngăđ ăgi măPAPRăvàătĕngăhiệuăsu tăchoăhệăthống.ăBàiăbáoă[24]ăđãăđềăxu t kỹăthu tăgi măPAPRăs ăd ngăhàmăarctantăchoăk tă

qu ătốtăhơnăsoăv iăcácăkỹăthu tănénăgiãnăs ăd ngălu tăMuăvàănénăgiãnăhàmămũ,ătuyănhiên

lu tănénăgiãnăMuăkhôngăphứcăt păvàăd ădàngăthựcăhiệnătrênăphầnăcứngănênăđềătàiăs ăd ngă

lu tănénăgiãnăMuăđ ăgi măPAPR

1.2 Mục tiêu khách thể và đối tượng nghiên cứu

Đềătàiăs ătìmăhi uătổngăquanăhệăthốngăOFDM,ăcácă nhăhư ngăđ năhệăthốngăOFDMăkhiătỷăsốăPAPRăcao,ăphânătíchătổngăquanăưuăvàănhư căđi măcácăphươngăphápăgi măPAPRăthôngăquaăcácăbàiăbáoăh iăngh ăđư căđềăc pătrongăchươngă2ăcủaălu năvĕn,ădựaătrênăcơăs ăđóăđềăxu tăcáchăgi măPAPRăbằngăphươngăphápănénăgiãnătínăhiệuăs ăd ngălu tănénăgiãnă

Mu, so sánh kh ănĕngăgi măPAPRăv iăcácăphươngăphápănénăgiãnăkhác

Dựaătrênăcácăk tăqu ăphânătíchăvàăsoăsánhăkhiăápăd ngălu tănénăgiãnăMuăvàoăhệăthốngăOFDMătrongăchươngă3,ăngư iăthựcăhiệnăs ăthi tăk ăhệăthốngăgi măPAPRătrongăOFDMătrênăphầnăcứng,ăsauăđóăsoăsánhăk tăqu ăv iăchươngătrìnhăgi măPAPRăch yătrênăphầnămềmăMatlabăphiênăb nă7.9

1.3 Nhiệm vụ và giới hạn đề tài

Theo bài báo IEEE [24] củaăOrhanăGaziăs ăd ngăphươngăphápănénăgiãnătheoălu tăMuă

v iăhàmălog(.) đư căthayăth ăb iăhàmăarctant(.) vàăk tăqu ămôăph ngăchoăth y, PAPRăcủaătínăhiệuăOFDMăgi mă6ălầnăsoăv iătínăhiệuăOFDMăbanăđầu.ă

Trong bài báo [5] củaăTaoăJiangăs ăd ngăphươngăphápănénăgiãnătheoăhàmămũăcóăkh ănĕngăgi măPAPRă6ălầnăsoăv iătínăhiệuăOFDMăbanăđầuăv iăBERătốtăhơnăsoăv iăphươngăphápănénăgiãnătheoălu tăMu,ăđặcătínhăBERăđ tăđư căgầnăv iăđặcătínhăBERăcủaătínăhiệuăbanăđầu

Lu năvĕn s ăđiăsâuăvàoăphươngăphápănénăgiãnătheoălu tăMu đ ăgi măPAPRăcủaătínăhiệuăOFDMănhằmăđ tăđư căkh ănĕngăgi măPAPRăcaoăvừaăc iăthiệnăBERăcủaăhệăthống,ăsauăđóăthi tăk ăb ănénăgiãnăgi măPAPRătrongăhệăthốngăOFDMătrênăphầnăcứng,ăsoăsánhăcácăk tăqu ăthuăđư cătrênăphầnăcứngăvàăk tăqu ămôăph ngăgi măPAPRătrênăMatlabăphiênă

- Chươngă3ăGi măPAPRăbằngăphươngăphápănénăgiãnătínăhiệuμăXâyădựngăchươngătrìnhăthựcăhiệnănénătínăhiệuăs ăd ngălu tăMuătrongăhệăthốngăOFDMătrênăphầnămềmăMatlab phiên

b nă7.9,ăđ ăđ măb oăk tăqu ăcủaăchươngătrình,ăk tăqu ămôăph ngăPAPRăvàăBERăs ăso sánhă v iă bàiă báoă h iă ngh ă [24],ă bàiă báoă đư că đĕngă trongă h iă ngh ă ắUltra Modern Telecommunications and Control Systems and Workshops (ICUMT) nĕmă2011

- Chươngă4ăTrênăcơăs ăchươngă3,ăchươngă4ăthi tăk ăhệăthốngăgi măPAPRătrênăphầnăcứngăFPGAă đ ă th ă hiệnă k tă qu ă thựcă t ă trênă m chă phầnă cứngă củaă chươngă trìnhă môă ph ngă

ắReconfigurable Computing and FPGAs (ReConFig)”ănĕmă2010

- Chươngă5ăM ăr ngăđềătàiădựaătrênăcácăưuăđi măvàănhư căđi măđãăphânătíchă ăchươngă3ăvàăk tăqu ăthựcăhiệnăgi măPAPRătrênăphầnăcứngă ăchươngă4,ăchươngă5ăs ăđềăxu tăhư ngănghiênăcứuăgi mătỷăsốăPAPRănhưăsauμ

Từălu tănénăgiãnăMuăcơăb nă ăbàiăbáoă[17],ăngư iăthựcăhiệnăđềătàiăs ăbi năđổiălu tăMuătheoăhư ngăgi măPAPRănênăcóătên là Mu-Modified.ăLu tăMuăậModifiedăs ăthựcăhiệnănénătínăhiệuătươngătựălu tăMuăcơăb nănhưngăthayăvìănhânătínăhiệuănénăv iăgiáătr ăl nănh tăcủaătínăhiệuăngõăvào,ălu tăMuăậModifiedăs ănhânăv iăgiáătr ătrungăbìnhăcủaătínăhiệuăngõăvàoădoăđóăgiáătr ăđ nhătínăhiệuăkhiănénăs ăgi măvàătỷăsốăPAPRăgi m.ăLu tăMu-Modifiedăđư cătrìnhăbàyă ăm că5.1ăcủaălu năvĕn,ăk tăqu ămôăph ngăsauăkhiăápăd ngălu tăMu-Modifiedăs ăsoăsánhăk tăqu ăv iăbàiăbáoă[24]

Chươngă6ăHư ngăphátătri năvàăk tălu nμ Phátătri năcácăđềăxu tăcủaăchươngă5 trên KIT FPGA

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Đ ăđápăứngăm căđíchăđềătài,ăngư iăthựcăhiệnăđềătàiăs ăthựcăhiệnăcácăn iădungăsauμ

- Tìmăhi uăvàătổngăh păt tăc ăk tăqu ăvềăcácăphươngăphápăgi măPAPRătrongăhệăthốngăOFDM trong các bài báo,ăh iăngh ănư căngoàiăth iăgianăgầnăđâyătrênăcácăt păchíănhưμăt păchíăIEEEătừănĕmă2001ăđ nănĕmă2011,ăăt păchíăkhoaăh căquốcăt ă- International Journal of Scientific and Research Publications nĕmă2012,ăt păchíăx ălýătínăhiệuă- Journal of Signal and Information Processing (http://www.scirp.org/journal/jsip/)ănĕmă2012

- Xâyădựngăchươngătrìnhăthựcăhiệnănénătínăhiệuăs ăd ngălu tăMuătrongăhệăthốngăOFDMătrênăphầnămềmăMatlab,ătrênăcơăs ăđóăthựcăhiệnăgi măPAPRătrênăphầnăcứngăđ ăki mătraăcácăk tăqu ăchươngătrìnhăphầnămềmămôăph ngăđư c

- Trênăcơăs ăn măv ngăho tăđ ngăcủaăhệăthốngăgi măPAPRătrongăOFDMătrênăphầnăcứngăvàăphầnămềm,ăngư iăthựcăhiệnăđềătàiăs ăphátătri năđềătàiătheoăcácăhư ngăthay đổiălu tănénăgiãn Mu đ ăgi măPAPR

Cácăk tăqu ămôăph ngăgi măPAPRăvàăBERătrongăchươngă3ăvàăchươngă5ăs ăđư căsoăsánhă

v iăbàiăbáoăh iăngh ăIEEEă[24]

Ch ngă2: C ăS LÝ THUY T

2.1 Các phương pháp giảm PAPR trong hệ thống OFDM

đi măkhácănóăl iănh ,ănghĩaălàăgiáătr ăđ nhăcủaătínăhiệuălàăl năsoăv iăgiáătr ătrungăbình.ăGiáă

tr ăPAPRăcaoăs ălàmăgi măhiệuăqu ăcủaăhệăthốngădoăgi iăh năho tăđ ngăcủaăb ăkhu chăđ iăcôngăsu t[13],ăđ ănângăcaoăho tăđ ngăcủaăb ăkhu chăđ iăcôngăsu tăRFălàăm tăv năđềătốnăkémădoănóălàă m tătrongănh ngă b ăph năđ tătiềnănh tătrongă máyă phátăvôătuy n.ăTrongăchươngă nàyă s ă trìnhă bày kháiă niệmă vàă cácă phươngă phápă gi mă PAPRă trongă hệă thốngăOFDM

2.1.2ăCácăbàiăbáoăvàăh iăngh ăliênăquan

Theoăcácănghiênăcứuătừănĕmă2001ăđ nă2012ătrênăcácăt păchíăIEEEăvàăt păchíăkhoa

h căquốcăt ă- International Journal of Scientific and Research Publications (ISSN: 5518,ăHouston,ăUSA),ăcóănhiềuăphươngăphápăgi măPAPRăđư căđưaăraănhưμăphươngăphápănén giãn [5],ăphươngăphápădãyătruyềnăriêngăphầnă[4],ăphươngăphápălư c đồăch n mức[1] vàăm tăsốăphươngăphápăkhác [13]

2229-2.1.2.1 Bài báo [1] nĕmă2001ăcủaănhómătácăgi ă MarcoăBreiling,ăStefanăH.ăMüllerăWeinfurtnerăvàăJohannesăB.ăHuberăđãănghiênăcứuăcáchăgi măPAPRăbằngăphươngăphápăSLMμăViệcăgi măPAPRăbằngăcáchănhânăchu iăphaăđ căl păb(u)ăv iăchu iăd ăliệuăbanăđầuăqăt oăraăchu iăa(u)ăđ căl păthốngăkêăkhácănhauăbi uădi năcùngăthôngătinăbanăđầu,ăsauăđóă

kýătựăcóăPAPRănh ănh tăs ăđư căch năđ ăphátăđi,ătrongăđóă0ă<ăuă<ăU,ăv iăgi ăthuy tăcóăUăkýătựăOFDMăbanăđầuă(sơăđồăkhốiăHìnhă1ăvàăHìnhă2ăcủaă[1])

QuanăsátăHìnhă3ăcủaă[1],ăv iăphươngăphápăSLM,ăPAPRăcủaătínăhiệuăOFDMăt iămứcăCCDF = 10-5gi mă1.8ădBăv iăU=4ăvàăgi mă2.5ădBăv iăU=16ăsoăv iătínăhiệuăOFDMăbanăđầu

2.1.2.2 Bài báo [4]ănĕmă2004ăcủaănhómătácăgi ăSeungăHeeăHanăvàăJaeăHongăLeeăđãăđềăxu tăcáchăgi măPAPRăbằngăphươngăphápăPTS.ăTrongăbàiăbáoănày,ăngoàiăphươngăphápăPTSăthôngăthư ngăcònăcóăhaiăphươngăphápăgi măPAPRălàăphươngăphápăPTSălặpăthayăđổiă

tr ngătháiăvàăkỹăthu tăgi iăh năsốălầnălặpăPTS

QuanăsátăHìnhă4ăcủaă[4]ăv iăcácăkỹăthu tăPTSăgi măPAPRăđángăk soăv iătínăhiệuăOFDMăbanăđầu,ăt iăCCDFă=ă10-3,ăPAPRăcủaătínăhiệuăgốcăbanăđầu,ătínăhiệuădùngăkỹăthu tăPTSălặpăthayăđổiătr ngătháiă(IterativeăFlippingăAlgorithm),ăkỹăthu tăgi iăh năsốălầnălặpăPTSă(ReducedăComplexityăPTS)ăvàăkỹăthu tăPTSăNguyênăThủyă(OrdinaryăPTS)ălầnălư tă

là 11dB, 7.8 dB, 6.9 dB và 6.55 dB

2.1.2.3 Bài báo [5]ănĕmă2005ăcủaăTaoăJiang,ăYangăYangăvàăYongăHuaăSongăđãăđềă

xu tă s ă d ngă kỹă thu tă Nénă Giãnă phiă tuy nă theoă Hàmă Mũă (Exponentială Companding),ăphépăbi năđổiănàyăs ămangăl iăhiệuăsu tăcaoăhơn phươngăphápănénăgiãnătheoălu tăµătrongăhệăthốngăOFDM

QuanăsátăHìnhă4ăcủaă[5],ăv iăkỹăthu tănénăgiãnătheoăhàmămũăgi mă1dBăsoăv iătínăhiệuăbanăđầu,ăkỹăthu tănénăgiãnătheoălu tăµăthayăđổiăr tăítăkho ngă0.1dBăsoăv iătínăhiệuăbanăđầuă

t iămứcăCCDFă=ă10-3, Hình 6ăcủaă[5]ăchoăth yăhiệuăsu tăcủaăphươngăphápănénăgiãnătheoăhàmămũăgầnăv iăhiệuăsu tăgi iăh năcủaăhệăthốngăOFDMăhơnăphươngăphápănénăgiãnătheoă

lu tăµ

2.1.2.4 Bài báo [7]ănĕmă2006ăcủaăChinăLiangăWangăvàăShengăJuăKuăđãăđềăxu tăs ă

d ngă kỹă thu tă gi mă PAPRă v iă bi nă đổiă Nénă Giãnă Đơnă Gi nă (Lowă ComplexityăCompandingă),ăkỹăthu tănàyăgi măđ ăphứcăt pătrongăviệcătínhătoánăsoăv iăphươngăphápănénăgiãnătheoăhàmămũăvàănénăgiãnătheoălu tăµănhưngăvẫnăđ măb oăkh ănĕngăgi măPAPRă

và tốiăưuăhiệuăsu tăcủaăhệăthống

Quan sát Hình 3,ăHìnhă4ăvàăHìnhă5ăcủaă[7],ăkỹăthu tănénăgiãnăđơnăgi năcóămứcăPAPRăcaoăhơnăphươngăphápăgi măPAPRăbằngăphươngăphápănénăgiãnătheoăhàmămũăt iăCCDFă=ă

10-4nhưngăhiệuăsu tăBERăvàăhàmăM tăĐ ăPhổăCôngăSu tăPSDă(PowerăSpectrumăDensity)ătốtăhơn

2.1.2.5 Bài báo [13]ănĕmă2008ăcủaătácăgi ăTaoăJiangăvàăYiyanăWuăđãăsoăsánhăvàăđưaăraăưuăđi măvàănhư căđi măcủaăcácăphươngăphápăgi măPAPRătrongăhệăthốngăOFDM Tácăgi ăđãăsoăsánhăcácăphươngăphápăgi măPAPRătrongăhệăthốngăOFDMăv iăNă=ă256ăsóngămangăcon,ăs ăd ngăđiềuăch ă16-QAM, hệăsốăquáăl yămẫuăL=4,ăsốălư ngătínăhiệuăOFDMă phátă điă làă 104 kýă tựă OFDM Khi hàm CCDF = 10-3,ă PAPRă lầnă lư tă choă cácăphươngăphápătươngăứngălàμăphươngăphápănénăgiãnătheoăhàmămũă2.6ădB,ăkỹăthu tăchu iăphátăthànhăphần 6.6ădB,ăkỹăthu tăh năch ăâmăs călàă6.8 dB,ăkỹăthu tăxénătínăhiệuălàă6.9ădBăvàătínăhiệuăOFDMăbanăđầuălàă11.7ădB.ăQuaăđóăphươngăphápănénăgiãnătheoăhàmămũăgi măPAPRătốtănh tăvàăphươngăphápăc tă- xénătínăhiệuălàăkémăhiệuăqu ănh t

QuanăsátăHìnhă7ăcủaă[13],ăthôngăquaăkênhătruyềnăAWGN,ăđ ăđ tăđư cămức BER là

10-3 thìăcácăphươngăphápăgi măPAPRădùngănénăgiãnătheoăhàmămũ,ăkỹăthu tăchu iăphátăthànhăphần,ăkỹăthu tăh năch ăâmăs c,ăkỹăthu tăc t-xénătínăhiệuăcóămứcăSNRătươngăứngălàă14.9 dB, 15.7 dB, 16.6 dB, và 25.6 dB

Tácăgi ăđãăsoăsánhătổngăquanăcácăphương phápăgi măPAPRăvềăviệcătĕngăthêmăcôngă

su tătínăhiệu,ăđ ăphứcăt p,ăgiãnbĕngăthôngăvàăBERăcủaătínăhiệuă(B ngă2ăcủaă[13])

Phươngăphápăgiãnănénătínăhiệuăcóănhiềuăưuăđi măhơnăcácăphươngăphápăcònăl iănhưμăkhôngăphứcăt p,ăd ăthựcăhiện,ăkhôngăthayăđổiătínăhiệuăbanăđầuăvàăkhôngălàmătĕngăbĕngăthôngătínăhiệu

2.1.2.6ăNhómătácăgi ăB.ăRagini,ăM.ăSushanthăBabuăvàăK.ăKishanăRaotrongbàiăbáoă[23]ănĕmă2011,đưaăraăphươngăphápăgi măPAPRădùngăkỹăthu tănénăgiãnăk tăh păv iăMãă

Ki măTraăBităChẵnăLẻăM tăĐ ăTh păLDPCă(LowăDensityăParityăCheckăCode),ăviệcăthêmă

b ămãăhóaăvàoăhệăthốngănhằmăki măsoátăl iăvàătĕngădungălư ngăhệăthống

Phươngăphápănénăgiãnătheoăhàmămũăgi mă9.1dBăvàăphươngăphápănénăgiãnăk tăh pămãăLDPCăgi mă8dBăsoăv iătínăhiệuăOFDMăbanăđầuăkhôngăs ăd ngăkỹăthu tăgi măPAPRă(

phápănénăgiãnăk tăh păLDPCăcóăBERăth păhơnăsoăv iăhaiăphươngăphápăcònăl iă(ăXemăHìnhă5ăcủaă[23]ă).ăVìăv y,ăbàiăbáoă[23]ăđềăxu tăs ăd ngăphươngăphápănénăgiãnătheoăhàmămũăđ ăgi măPAPRăcủaăhệăthốngăOFDM

2.1.2.7 Trong bài báo [25]ănĕmă2012,ănhómătácăgi ăN.ăDewanganăvàăM.ăSinghăđãăđưaăraăm tăsoăsánhăkhácăgi aăphươngăphápăgi măPAPRăv iăkỹăthu tăACEăvàăkỹăthu tănénăgiãnătheoăhàmămũ,ătheoă[25]ăphươngăphápăxénătínăhiệuădựaătrênă thu tătoánăACEăgi măPAPRăkháăhiệuăqu ătuyănhiênăBERăchoăk tăqu ăcaoăhơnăsoăv iănénăgiãnătheoăhàmămũ

V iămứcăCCDFă=ă10-2 (ăB ngă5.1ăcủaă[25]),ăPAPRăcủaăcácăphươngăphápăACEăgi mă5ădBăvàăphươngăphápănénăgiãnătheoăhàmămũăgi mă7.3ădBăsoăv iătínăhiệuăOFDMăbanăđầuăkhôngăs ăd ngăkỹăthu tăgi măPAPR.ăVìăv yăbàiăbáoă[25]ăđềăxu tăgi măPAPRăs ăd ngăphươngăphápănénăgiãnătínăhiệuătheoăhàmămũ

2.1.3ăPhânălo iăcácăphươngăphápăgi măPAPR

Cóănhiềuăphươngăphươngăphápăgi măPAPR.ăSauăđâyălàăsơăđồăphânălo iătổngăquátăcácăphươngăphápăgi măPAPRătrongăhệăthốngăOFDMă[14]

Cóăth ăchiaăcácăphươngăphápăgi măPAPRăthànhăhaiănhómăchính.ăNhómăthứănh tăbaoăgồmăcácăphươngăphápăgâyăméoăd ngătínăhiệu,ănhómănàyăs ăd ngăcácăkỹăthu tălàmăthayăđổiăd ngăcủaătínăhiệuăđ ăgi măcácăđ nhăcao.ăNhómăthứăhai làăcácăkỹăthu tăxáoătr nătínăhiệu,ănhómănàyăcóănhiềuăphươngăphápăđư căđềăxu tăvàăcóăth ăchiaăchúngăraăthànhăhaiănhómănh ăNhómănh ăthứănh tălàăcácăphươngăphápăxáoătr năkhôngăs ăd ngăthôngătinăbiên,ănhómăthứăhaiălàăcácăphươngăphápăxáoătr năcóăs ăd ngăthông tinăbiên.ăSơăđồăHìnhă1.1 th ăhiệnătổngăquátăsựăphânălo iăcủaăcácăphươngăphápăgi măPAPRă[14]

Hình 2.1ăSơăđồ tổngăquátăcácăphươngăphápăgi m PAPR[14]

Kỹăthu tălàmăbi năd ngătínăhiệuăgi mătrựcăti păcácăđ nhăcaoăbằngăcáchăgâyăméoătínăhiệuătrư căkhiătínăhiệuăt iăb ăkhu chăđ i.ăNhưngăcácăkỹăthu tănàyăcóăm tăb tăl iăđóălàăgây bứcăx ăngoàiăbĕngăOBRă(OutăofăBandăRadiation)ăvàănhi uătrongăbĕngăkhôngămongămuốnă

nênălàmăgi măhiệuănĕngăcủaăhệăthống

Thayăvìătácăđ ngăđ ăthayăđổiăđ nhăcủaătínăhiệuăgi măPAPRănhưăphươngăphápălàmă

bi năd ngătínăhiệuănhómăkỹăthu tăxáoătr nătínăhiệu s ăthayăđổiăsựăs păx pătínăhiệuăv iănhiềuăphươngăphápăkhácănhauăđ ătínăhiệuăsauăkhiăxáoătr n đ tăđư căPAPRămongămuốn

2.1.4ăCácăphươngăphápăgi măPAPR

2 1.4.1 Phương pháp Cắt Biên Độ (Amplitude Clipping) [19]

Phươngphápđơngi nnh tđ gi mPAPR đólàc tbiênđ Biên đ đ nhcủatínăhiệus đư cgi iă h n m t mức ngưỡngă chophép.Khitínă hiệuă vư tquá mức

Đ ăgi măsựătáiăphátătri năcủaăcácăđ nhăcaoătínăhiệuăph iălặpăl iănhiềuălầnăcácăb ăc tăvàă

l căđ năkhiăđ tăđư căm tăbiênăđ ămongămuốn,ăcácămứcăc tăbiênăđ ăkhácănhauăs ă nhă

hư ng t iăBERăt iăđầuăthuăkhácănhau

Bàiăbáoăđềăxu tăv iăhệăsốăA=3.24dB,ăsốălầnălặpăc tăvàăxénălàă3,ăPAPRăcủaătínăhiệuăsauăkhiăc t-xénăgi mă3dBăt iăCCDF=10-3soăv iătínăhiệuăOFDMăbanăđầu,ăn uăc t-xénăk tă

h păkỹăthu tăchuy năv ăPAPRăgi mă5dBăsoăv iătínăhiệuăbanăđầu

2 1.4.2 Phương pháp Cửa Sổ Đỉnh (Peak Windowing) [15]

ụătư ngăcủaăphươngăphápăc aăsổăđ nhăđóălàănhânătínăhiệuăcóăđ nhăl năv iăc aăsổăkhôngăph iăhìnhăch ănh tănhưăc aăsổăd ngăGauss,ăCosin,ăKeiserăvàăc aăsổăHamming.ăKhiătínăhiệuăOFDMănhânăv iăcácăc aăsổ nàyăthìăphổăk tăqu ălàătíchăch păcủaăphổăOFDMăbanăđầuăv iăphổăcủaăcácăc aăsổ.ăĐ ăgi mănhi uăngoàiăbĕngăthìăđiềuăkiệnălýătư ngălàăcácăc aăsổăcàngăhẹpăcàngătốt.ăMặtăkhácăn uăcácăc aăsổăquáădàiătrongămiềnăth iăgianăthìănhiềuămẫuătínăhiệuăs ăb ă nhăhư ngădẫnăđ nătĕngăBERăt iăphíaăthu.ă

Phươngăphápănàyăch ăphùăh păv iălư căđồăđiềuăch ăPSKăvìăt tăc ăcácăđư ngăbaoăcủaăcácăsóngămangăconălàăbằngănhau.ăKhiăhệăthốngăOFDMăthựcăhiệnălư căđồăđiềuăch ăQAMătỷălệăđư ngăbaoăcủaăsóngămangăs ăgâyăraăsuyăgi măm nhăgiáătr ăBER Đ ăgi iăh năsựăsuyă

gi măgiáătr ăBER,ăđ ăl năđư ngăbaoăcủaăthôngătinăcũngăcầnăph iădựătr ăkhiăsốăsóngămangă

l n

2 1.4.3 Phương pháp Chia tỷ lệ Đường bao (Envelope Scaling) [2]

Trong bài báo[2] củaăFoomoolijareonăvàăFernandoăđềăxu tăphươngăpháp Chiaătỷălệă

Đư ngăbao đ ăgi măPAPR.ăụătư ngăcủaăphươngăphápănàyălà chiaăd ăliệuăngõăvàoăthànhăcác nhóm, sauă đóă nhână m iă nhómă v iă hệă sốă s ă làmă thayă đổiă đư ngă baoă củaă cácă sóngămangăconătrongănhóm,ăhệăsốănàyănằmătrongăkho ngă(0,1].ăThayăđổiăhệăsốăchoătừngănhómăsauăđóăsoăsánhăgiáătr ăPAPRăngõăraăcủaătừngătrư ngăh p,ătrư ngăh pănàoăchoăPAPRănh ă

nh tăs ăđư căđưaăvàoăhệăthống

Hình 7ăcủaă[2] th ăhiệnătínăhiệuăsauăkhiăgi măPAPRăbằngăphươngăphápătỷălệăđư ngăbaoăv iăhệăsốăthayăđổiăđư ngăbaoălàă0.4ăchoăk tăqu ăgi mă4dBăsoăv iătín hiệuăbanăđầu

2 1.4.4 Phương pháp Cập nhật Pha Ngẫu nhiên (Random Phase Update)[3]

TrongbàibáocủaNikookarandLidsheim [3]đãđề xu t m tthu ttoánc p nh tăphaăngẫu

nhiênđ gi mgiátr PAPR ụă tư ngă chínhă củaă phươngă phápă nàyă làăphangẫunhiênđư ct oravà nđ nhă choă cácsóng mang,ă việcă t oă raă phaă ngẫuă nhiênă ph ăthu căvàoăviệcătínhătoánăPAPRăcủaătínăhiệuă(ăSơăđồăHìnhă1ăcủaă[3]ă)

2.1.4.5 Phương pháp Biến đổi Hadamard [20]

Khis d ngcông thứcbi nđổiHadamardcóth giúp làmgi msựxu thiện

củacácđ nhcaoso v iă tínă hiệu OFDMgốc củahệthống.Ýtư ngcủaphương

thứcs d ngbi nđổiHadamardlàgi msựtựtươngquant ingõvàođ gi mđ nh tínăhiệu

Hìnhă2ăcủaă[20]ăchoăk tăqu ăPAPRăcủaătínăhiệuăsauăkhiăbi năđổiăHadamardăgi mă2dBăsoăv iătínăhiệuăbanăđầu,ăn uăbi năđổiăHadamardăk tăh păkỹăthu tăNénăgiãnăPAPRătínăhiệuă

gi mă5dBăsoăv iătínăhiệuăbanăđầu

Phươngphápnày kháđơngi ndođó b thukhôngăquáphứct p, ngoàiraphương pháp này khôngăcầnădùngăđ năthôngătinăbiên

2 1.4.6 Phương pháp Chèn dãy Mã giả (Dummy Sequence Insertion) [16]

Chu iăd ăliệuăngõăvàoăđư căchiaăthànhăBăbităsongăsongăsauăkhiăđiăquaăb ăchuy năđổiănốiăti păsongăsong.ăSauăđóăDăbităgi ăđư căthêmăvào.ăDãyăgi ăcóăth ăch nătừădãyătươngăquană hayă dãyă bùă đ ă gi mă PAPR.ă N uă PAPRă th pă hơnă giáă tr ă đ nhă trư c,ă nóă s ă đư cătruyền.ăNgư căl iăs ăch năm tădãyăgi ăm iăthayăth ădãyăcủăvàăl iătínhăPAPRăđ ăsoăsánh.ă

Phương phápnàychènDbit không mang thôngtin dođó màă BERs không

b nhhư ngdol i củathôngtinph T ib nh n thìđơngi nch cầnlo ib cácthôngtingi ăchènvàolàthuđư cthôngtinăbanđầu

2 1.4.7 Phương pháp Lược Đồ Chọn Mức SLM ( Selected Level Mapping) [1]

Phươngăphápănàyădựaătrênăthu năl iălàăPAPRăcủaăm tătínăhiệuăr tănh yăc măv iăcácă

d chăphaă(phaseăshifts)ătrongăd ăliệuămiềnătầnăsố.ăViệcăgi măPAPRăđ tăđư căbằngăcáchănhânăcácăchu iăphaăđ căl p U v iăd ăliệuăbanăđầuăvàăxácăđ nhăPAPRăcủaăm iăk tăh pă

Hìnhă3ăcủaă[1]ăchoăk tăqu ăPAPRăcủaătínăhiệuăsauăkhiăs ăd ngăphươngăphápăSLMăv iăchu iăphaăU=16ăgi mă2.5dBăsoăv iătínăhiệuăbanăđầu

2.1.4.8 Ph ương pháp Dãy truyền Riêng phần ( Partial Transmit Sequence) [4]

ụătư ngăchínhăcủaăphươngăphápăPTSălàăt păh păsóngămangăph ămangăthôngătinăXµăcủaăkýătựăOFDMăđư căphânăchiaăthànhăVăkhốiăph ăr iăr că X() , ă=1,….,V.ăNóiăcáchăkhác,ăm iăsóngămangăph ăs ăd ngămang kýătựăOFDMăXµăăđư căphânăvàoăchínhăxácăch ă

m tătrongăVăkhốiăph ăX().ăSauăđóănhânăcácăkhốiăph ătheoăthứătựăv iăcácăhệăsốăphaătaăthuă

đư căchu iătínăhiệuăđãăthayăđổiăv iăcácăbiênăđ ăsóngămangăph ăkhácănhau.ăCuốiăcùng,ă

ch năcácăchu iăcóăPAPRănh ănh tăđ ătruyềnăđi

2 1.4.9 Phương pháp Ghép xen (Interleaving Technique) [17]

Kỹăthu tăghépăxenăđ ăgi măPAPRătrongăOFDMăgiốngăv iăkỹăthu tăSLM.ăThayăvìăs ă

d ngăcácădãyăphaănhưătrongăphươngăphápăSLMăthìăv iăkỹăthu tăghépăxenăl iăs ăd ngăcácădãy hoán v ăđemăl iăPAPRănh ănh tăđ ătruyềnăđi.ăCóăhaiălo iăkỹăthu tăghépăxenăđóălàăghép xen ngẫuănhiênăvàăghépăxenăcóăchuăkỳ

2.1.4.10 Phương pháp Đơn ánh Âm hiệu (Tone Injection Technique) [8]

ụătư ngăcủaăphươngăphápănàyălàătĕngăkíchăthư căchòmăđi măcủaătínăhiệu Bằngăcáchăánhăx ătươngăứngăm iăđi mătrongăchòmăđi măvàoăm tăvàiăđi mătươngăđươngătrongăchòmă

đi măm ăr ngăm i.ăRồiăsauăđóăch năchòmăđi măchoăgiáătr ăPAPRănh ănh tăđ ătruyềnăđi.ăVìătínhăch tăđơnăánhătrongăánhăx ănàyămàăngư iătaăg iăphươngăphápănàyălàăđơnăánh âm hiệuă(ToneăInjection)

Bài báo [8]ăđãăk tăh păTIăv iăcácăchòmăsaoăl căgiácă7ăđi mătínă hiệuăchoăk tăqu ăPAPRgi mă3.9dBăsoăv iătínăhiệuăbanăđầuă( Hìnhă3ăcủaă[8])

2.1.4.11 Phương pháp Mở rộng Không gian tín hiệu (Active constellation

extention)[9]

kỹthu tgi mPAPRtươngtựnhưTI.Trong kỹ thu tnày, nh ngđi m

củakhônggiantínhiệunằmbênngoàis tựđ ngm r ngraxabênngoàisov ikhônggiantínhiệubanđầudođó màPAPRcủakhốiă d liệuđư cgi mdoă côngsu tă trungă bìnhtínă hiệuătĕnglên.C th ă đốiă v ihệthống OFDMs d ngđiềuch QPSKchom isóng mangcon.Trong

vàcáchđềucáctr cthựcvàtr c o.Khicónhi utr ngGaussian,giátr h p

lệchophépcủacácđi mtínhiệulàbốnăgócăphầnătưăgi iăh năb iăcácăđư ngănétăđứtă(nằmătrongăvùngă bóngă râm).ă B tă cứă đi mnàonằmxahơnranh gi iquy tđ nh củachòmă đi mquyđ nh

s làmtĕnggi ibiênvàđ mb os gi m BERchohệthống

Bài báo [9]ăđềăxu tăgi măPAPRăs ăd ngăphươngăphápăACEăk tăh păkỹăthu tăTỷălệăthích nghi (Adaptive-Scaling )ăchoăk tăqu ăPAPRăđ tă5.3dB,ăgi mă6.7dBăsoăv iătínăhiệuăOFDMăbanăđầu

2.1.4.12 Phương pháp Lược đồ Mã hóa Khối (Block Coding Schemes) [6]

ụătư ngăcủaăphươngăphápălư căđồămãăhóaăkhốiădựaătrênăđặcăđi mălàăgiáătr ăPAPR cóăth ăđư căgi măbằngăcáchămãăhóaăkhối d ăliệu thànhăb ăcácătừămãăchoăphépămàătrongăđóăcácătừămãăkhôngăcóăgiáătr ăPAPRăcao.ă

M că đích mã hóa làđ ă tránhph iă truyền cáckhốiă d liệucóPAPRcao.ă M t

phépánhx đư c thựchiệntừ m ttừd liệu3-bitvào m ttừ4-bit, cáctừ4-bitl p thành

m tb ngtracác mã,haycáchkháclà s d ngătổăh plogicth hiệnăquanăhệcủa b mã,vàăb mãă4-bit này chota PAPRth p.Trongđóbabită đầucủatừ mãlàbaă bită d liệucầntruyềnbită thứ

tưlàbităki mtra chẳngl theoquylu tălẻă(ăB ngă1.1ăcủaă[6] )

2.1.4.13 Phương pháp Lược đồ Mã hóa Khối con (Sub Block Coding Scheme)[14]

V isốsóng mangconl nhay nóicáchkháclàkíchthư ckhungd liệul n(chu id liệudài) thì phươngpháp mãkhốikhông cóhiệuqu gi mPAPR.Bằngcách chiachu id ăliệudàithành

cáckhốiă con(sub-block)rồi mãă hóacáckhốiconnàybằnglư c đồhệ

h đư cgi mvà phươngphápnàyđư c

2.1.5ăCácătiêuăchíălựaăch năphươngăphápăgi măPAPRă[13]

m tphươngphápgi mPAPRc th Các y uă tốnàybaogồm kh nĕnggi mPAPR (Reduction PAPRCapability),kh nĕng tĕngcôngsu t tínhiệutruyền,tĕngBER b nh n,gi m

tốcđ d liệu (loss indatarate),và mứcđ tínhtoánphức t p

2.1.6ăSoăsánhăm tăvàiăphươngăphápăgi măPAPR

R tnhiềucác kỹthu tgi mPAPRkhông xemxétđ ntácđ ng củacácthànhphầntrong máy phátă nhưă b l c máyphát, b chuy nđổisốtươngtự,vàb khu chđ icôngsu ttruyền Trongthựct các

kỹthu tgi mPAPRch đư cs d ngsaukhithựchiệncẩnth nvàphântíchchiphítrongmôitrư n

g thựct Sauđâylàb ngso sánhăm tăvàiăkỹăthu t gi măPAPR

B ngă2.1ăSoăsánhăcácăphươngăphápălàmăgi măPAPRă[13]

Tênăk ăthu t Gơyăméoăd ng

tínăhi u Tĕngăcông su t Gi măt căđ d ăli u

2.1.7ăăK tălu n

Sauă khiđãtìmhi ucácphươngpháp gi m PAPR,tìmhi u m tsốch tiêuđánhă giácác

PAPRcóth gi mbằngcáchlàmméotínhiệunhưc tbiênđ vàl c(clipping and filter),C asổđ nh(Peak Windowing),Chia tỷlệĐư ngbao(EnvelopeScaling),

c pnh tphangẫunhiên(RandomPhaseUpdate),nhưng các kỹthu t

nàyl igâybứcx ngoàibĕngvà méod ngtrongbĕng V icác kỹthu txáotr n tínă hiệuă không

s d ngthôngtinbiênnhư s ă d ngă công thứcbi nđổiHadarmard vàchèndãymãgi ,v ihai

kỹthu tnàythì

b thulàtươngđốiđơngi n.Cácphươngphápngẫunhiênhóatínhiệunhưlư cđồch n mức (SLM)vàdãytruyềnriêng phần(PTS)vàghépxen(Interleaving)thìtĕngđ phứct p

chođầuthuvàgiátr BERs giatĕngn uthôngtinbiêntruyềnb l i,ă phươngă phápă M ă

r ngChòmsaoTíchcực(ActiveConstellationExtention)l ilàmtĕngcôngsu tăphát

Tỷă sốă PAPRă caoă làă m tă như că đi mă quană trongă củaă hệă thốngă OFDMă nênă v nă đề nghiêncứucácphươngpháp m iđ gi m PAPRth tăsựăcầnăthi t

2.2 Giảm PAPR trong hệ thống OFDM

2.2.1 T ng quan h th ng OFDM

Hình 2.2 Sơăđồ khối hệ thống OFDM

Banăđầu,ădòngăd ăliệuăđầuăvàoăv iătốcăđ ăcaoăđư căchiaăthànhănhiềuădòngăd ăliệuăsongăsongătốcăđ ăth păhơnănh ăb ăchuy năđổiănốiăti p-songăsong.ăM iădòngăd ăliệuăsongăsongăsauăđóăđư căđiềuăch ăsóngămangăcaoătần.ăSauăđóăđư căđưaăđ năđầuăvàoăcủaăkhốiăIFFT.ăTi păđóăkho ngăb oăvệăđư căchènăvàoăđ ăgi mănhi uăxuyênăkýătựă(ISI),ănhi uăxuyênăkênhă(ICI)ădoătruyềnătrênăcácăkênhăvôătuy nădiăđ ngăđaăđư ngăăvàăti năhànhăchènătừăđồngăb ăkhung.ăCuốiăcùngăthựcăhiệnăđiềuăch ăcaoătần,ăkhu chăđ iăcôngăsu tăvàăphátăđiă

Trongă quáă trìnhă truyền,ă trênă cácă kênhă s ă cóă cácă nguồnă nhi uă tácă đ ngă đ nă nhưănhi uăGausianătr ngăc ngă(AdditiveăWhiteăGaussianăNoise-AWGN),ăFadingăđaăđư ng

ăphíaăthu,ătínăhiệuăthuăđư căchuy năxuốngătầnăsốăth păvàătínăhiệuăr iă r cănh nă

đư căsauăb ăD/Aăthu.ăKho ngăb oăvệăđư călo iăb ăvàăcácămẫuăđư căchuy năđổiătừămiềnă

th iăgianăsangămiềnătầnăsốăbằngăphépăbi năđổiăFFTădùngăthu tătoánăFFTă(khốiăFFT).ăSauăđó,ătùyăvàoăsơăđồăđiềuăch ăđư căs ăd ng,ăsựăd chăchuy năvềăbiênăđ ăvàăphaăcủaăcác sóng mangăconăs ăđư căs păx păngư cătr ăl iăvàăđư căgi iămã.ăCuốiăcùng,ăphíaăthuăs ănh năl iă

đư cădòngăd ăliệuănốiăti păbanăđầuăsauăkhiăchuy nătừăsongăsongăvềănốiăti p

2.2.1.1B đi u ch OFDM

Hình 2.3 B điều ch OFDM

D ăliệuăđầuăvàoăcóăd ngăd(t)ăđư căchiaăthànhăNFFTdòngăd ăliệuăsongăsongăd(t)ăv iătốcăđ ăd ăliệuăgi măđiăNFFT lầnăthôngăquaăb ăphânăchiaăS/P.ăDòngăbitătrênăm iăluồngăsongăsongăđư căđiềuăch ăthànhămẫuătínăhiệuăphứcăđaămứcăd'

K(t),ăphươngăphápăđiềuăch ă ăbĕngătầnăcơăs ănàyăthư ngăđư căs ăd ngălàăM-QAMăhoặcăQPSK.ăCácămẫuătínăhiệuăd'

K(t)

l iăđư cănhânăv iăxungăcơăs ăg(t).ăM căđíchăcủaăphépănhânănàyălàăgi iăh năphổăcủaătínăhiệuăphátăsaoăchoăphùăh păv iăbềăr ngăkênhătruyềnăchoăphép.ăTrongătrư ngăh păbềăr ngăphổătínăhiệuăphátăl năhơnăbềăr ngăkênhătruyềnăchoăphépăthìătínăhiệuăphátănàyăs ăgâyăraănhi uăxuyênăkênhăđốiăv iăcácăhệăthốngăkhác.ăD ngăxungăcơăs ăđơnăgi nănh tălàăxungăvuông,ăxungăcơăs ăcóăbềăr ngăcủaăm tămẫuătínăhiệuăOFDM

Sauăkhiănhânăv iăxungăcơăs ătínăhiệuăl iăđư căd chătầnăđ năkênhăconătươngăứngăthôngăquaăphépănhânăv iăhàmăphức.ăPhépănhânănàyălàmăcácătínăhiệuătrênăcácăsóngămangă

ph ăthu cătrựcăgiaoănhau.ăSauăđóătínăhiệuăđư căđưaăquaăb ătổngăvàătaăđư cătínăhiệuăngõăraăcóăd ngμ

k

k

e kT t g d t

m

1

2)

(.)

Tínăhiệuănàyăđư căg iălàămẫuătínăhiệuăOFDMăthứăk.ăTínăhiệuăsauăđóăđư căchènăvàoă

m tă chu iă b oă vệă (ă Guardă intervală )ă đ ă lo iă trừă nhi uă xuyênă kýă tựă ISIă (ă IntersymbolăInterference )

2.2.1.2 B ăgi iăđi uăch ăOFDM

Hình 2.4 Sơăđồ b gi iăđiều ch OFDM

ămiềnăth iăgianătínăhiệuăthuălàătổngăcủaăătíchăch păcủaătínăhiệuăphátăvàăđápăứngăxungăcủaăkênhătruyềnăv iănhi uăc ngăGaussian.ăĐ ăđơnăgi năhóaăchoăviệcămôăt ănguyênă

t căgi iăđiềuăch ăthìătaăkhôngăxétăđ nănhi uăGaussian

0

) ( ).

, ( )

, (

* ) ( )

V iă ( t, )làăđápăứngăxungăkênhătruyềnădẫn

 làăth iăgianătr ătruyềnădẫn

kT t

g d t

n

k k

) , ( ).

( )

Cácăbư căthựcăhiệnă ăb ăgi iăđiềuăch ăOFDMăcóăchứcănĕngăngư căl iăsoăv i các chứcănĕngăđãăthựcăhiệnă ăb ăđiềuăch ăOFDM

2.2.2 K háiăni măt ăs ăPAPR:

PAPR củaătínăhiệuăOFDM đư căđ nhănghĩaălàăt ăsốăcôngăsu tăđ nhătứcăth iătrênăcôngă

su tăđ nhătrungăbìnhăcủaăm iăkýătựăđaăsóngămang,ădựaăvàoăcôngăthứcă(7.6)ăcủaă[18]ăgiáătr ăPAPRăđư cătínhnhư sau:

Hình 2.5 : Hàm phân phối CCDF của tín hiệu v i hệ số quá l y mẫu L khác nhau[1] Xétăb ăkhu chăđ iăthựcăhiệnătuy nătínhăhóa,ăg iăµmax làăhiệuăsu tăcựcăđ iăcủaăb ăkhu chăđ i,ăquanăhệăgi aăhiệuăsu tăb ăkhu chăđ iăµă,ăµmax vàăPAPRăđư cămôăt ănhư sau:

Khi PAPR=1 (PAPR tính theo dB=0), hiệu su t b khu chăđ iăđ t cựcăđ i Hiệu

su t gi m m t n aăkhiăPAPRătĕngă3dB, đ cho hiệu su t b khu chăđ i cao thì ph i

gi m giá tr PAPR

Hàm phân phốiătíchălũyăCDFă(Cumulative Distribution Function)ăthư ngădùngăđ đánhăgiáăch tălư ng các kỹ thu t gi m PAPR Hàm Phân Phối Tích Lũy Bù CCDF (Complementary Cumulative Distribution Function) là hàm bù củaăhàmăCDFăđư c s

d ng thay th hàmăCCDFăđ đánhăgiáăPAPR.ăHàmăCCDFăcủaăPAPRăđư căđ nhănghĩaă

là xác su t mà PAPR của m t khối d liệuăvư t quá m t giá tr gi i h năđ nhătrư c

Hàm CDF ký tự củaă PAPR{s(t)}ă làμă Prob{PAPR{s(n)}<γ2}=(1-2Q(γ))N.ă Vìă v y, hàm CCDF=1-(1-2Q(γ))Năv i N là số sóngămangăvàăγălàămức PAPR quan sát Trên Hình 2.5 CCDF = 10-3 v i số sóng mang ph N= 256 và các hệ số quá l y mẫu L=1, 2, 4, 16 PAPR củaăOFDMătĕngăkhiăhệ số quá l y mẫu L=1, 2, khi L>4, PAPR của hệ thốngătĕngăkhôngăđángăk tươngăđươngăv i PAPR khi L=16 [1]

2.2.3 Tổngăquanăkỹăthu tănénăgiãnătínăhiệu

2.2.3.1 Lịch sử kỹ thuật nén giãn tín hiệu

Thu tătoánănénăgiãnătínăhiệu đư căA.B.Clarkăsángăch ă1928ăt iăAT&Tăv iăm căđíchătruyềnăvàănh nă nhăquaămôiătrư ngănhi u,ăsauăđóăkỹăthu tănénăgiãnăđư căứngăd ngăr ngărãiătrongălĩnhăvựcăx ălýătínăhiệuăsốăvàăcácăhệăthốngăvi năthôngăkỹăthu tăsốă[30]

Kỹăthu tănénăgiãnădựaătrênăthu tătoánălu tă hoặcăAălàăm tăthu tătoánănénăgiãnătínăhiệu,ănóăs ălàmăgi măph măviăd iăđ ngăcủaăm tătínăhiệuăâmăthanh.ăTrongăcácăhệăthốngătươngătự,ăđiềuănàyăcóăth ălàmătĕngăTỷălệăTínăhiệuătrênăNhi uăSNR (Signal to Noise Ratio)

đ tăđư cătrongăquáătrìnhătruyền,ăvàătrongălĩnhăvựcăkỹăthu tăsố,ănóăcóăth ălàmăgi măl iă

lư ngăt ăhóaăcủaăhệăthống

Trong lu năvĕn này,ăthu tătoánănénăgiãnăđư căápăd ngătrongăviệcăgi măPAPRăcủaătínăhiệuătrongăhệăthốngăOFDM

2.2.3 2 Nén giãn tín hiệu trong hệ thống OFDM

Kỹăthu tănénăgiãnăđư căs ăd ngăđ ăgi măd iăđ ngăcủaătínăhiệuăvàăgi măsựăbi năd ngătínăhiệuăkhiăđiăquaăkênhătruyềnăgi iăh n.ăTínăhiệuăcóăPAPRăcaoăkhiăđiăquaăb ăkhu chăđ iăcôngăsu tăcaoăHPAăs ănằmătrongăvùngăkh chăđ i l nănh tăvàăgầnăvùngăphiătuy n,ăk tăqu ălàătínăhiệuăb ăxénăb iăb ăHPA,ăkhiăđóăBERă ăphíaăthuăs ătĕngălênăvàăphổăcủaătínăhiệuăr ngăhơn [13]

Cácăb ăbi năđổiăSốă- TươngătựăDACăvàăb ăTươngătựă- SốăADCăv iăsốămứcălư ngăt ă

b ăgi iăh n,ăkhiătínăhiệuăcóăPAPRăcao khiăquaăb ăDACăs ăgâyăraăsaiăsốălư ngăt ăđốiăv iăcácătínăhiệuăchứaăd ăliệuăvìăv yăl iălư ngăt ăs ătĕngălên,ăđiềuănàyăkhôngăđư căch pănh năđốiăv iăcácăhệăthốngăcóăđ ăphânăgi iălư ngăt ăth p.ăKỹăthu tănénăgiãnăs ănénăcácătínăhiệuăvàăt oănênăm tăphânăphốiăkhôngăđềuăvìăv yăbiênăđ ăcủaăcácătínăhiệuăl nănh tăs ăkhôngăđ tă

t iăgi iăh năcủaăhệăthốngăvàăs ăkhôngăcóăsựăbi năd ngăcủaătínăhiệuăx yăraă[13].ăT iăphíaăthu,ăho tăđ ngăcủaăb ăgi iănén giãnăs ăkhôiăph cătínăhiệuăgốc

Biế àđổià FFT

Biế

àđổiàNốiàtiếp-So gàso gàv àgiảià nén giãn

Biế àđổià Tươ gàtự-Số Chuỗià ità gõà

Chuỗià ità gõàv o

AWG

2.2.3.3 Nénăgiãnătínăhiệuătheoălu tăMu

Lu tănénăgiãnăMuăđ ănénăgiãnătínăhiệuăâmăthanhăvàăđư căs ăd ngăđ ănénăgiãnătínăhiệuătrongăhệăthốngăOFDMă[24] [27]

Hình 2.7 Đồ th bi u di n mối quan hệ của tín hiệu vào - ra của lu t µ [27]

Hình 2.7 làăđồăth ăcủaălu tănénăgiãnăµăv iăhệăsố nén µ=255

Đồăth ătrênăchoăphépănénăcácătínăhiệuăv iăngõăvàoăcóăbiênăđ ăl năvàăgiãnăcácătínăhiệuăcóăbiênăđ ănh

Công thứcă(2.1)ănénăgiãnătínăhiệuătheoălu tăMu dựaătheoăcôngăthưcă(4)ăcủaă[17]

yn = V 1+ln⁡(μ|s n |/V )

ln ⁡(1+μ) sgn sn (2.7)

� là hệ số nén giãn, trong [24], hệ số � đư căch nătừă1ăđ nă255

T i b thu, tín hiệuăđư c gi i nén giãn v i cùng hệ số � t iăbênăphátătheoăcôngăthứcă(6)ăcủaă[17]

sn = V

μ (e yn ln 1+μ /V − 1) sgn yn (2.8)

Theo [24]ăđềăxu tă môăhìnhăbi nă đổiănénă giãnă m iăbi năđổiădựaătrênă môăhìnhălu tăMuănhằmăc iăthiệnăkh ănĕngăgi măPAPRăcủaătínăhiệuăOFDMăvàăgi ămứcănĕngălư ngătrungăbìnhăngõăraăngangăbằngăv iăngõăvào.ăTínăhiệuăsauăkhiănénăgiãnătheoă[24] là:

y = α × log⁡(1 + μX x

m

a

) × sgn(x) (2.9)Trongăđóμ

Ea (log ⁡(1+μX m x ))2

a/2

(2.10)

V iăµălàăhệăsốănénăgiãn,ătrongă[24]ăcácăthôngăsốăµăđư căch năcóăgiáătr ă8,ă60ăvàă255,ă

v iăµ=255ăgi măPAPRătốtăhơnăhaiăgiáătr ăcònăl i

Và Xm =ămax(|x|)ăv iăxălàătínăhiệuăOFDMăgốc.ă

Hệ số � làăcôngăsu tătrungăbìnhăcủaătínăhiệuăngõăraăsauăkhiăthựcăhiệnănénăgiãnă[25] Hệăsốăaălàăcôngăsu tăcủaăbiênăđ ătínăhiệuăsauăkhiăthựcăhiệnănénăgiãnă[25]

Tínă hiệuă nénă giãnă sauă khiă điă quaă kênhă truyềnă AWGNă s ă đư că gi iă nénă giãnă(decompanding)ă ăphíaăthuμ

x =Xm

μ exp⁡ yαa − 1 × sign(x) (2.11) Theo bài báo [24]ăch năgiáătr ăa=1ăhoặcăa=2ăđư căđềăxu tăs ăd ngăđ ăđ tăđư căhàmă

M tăđ ăPhổăCôngăsu tăPSDă(PowerăSpectralăDensity)ătốtăhơnăvàăBERăđư căc iăthiệnăhơnăphươngăphápănénăgiãnătheoăhàmămũă(Hìnhă5ăvàăHìnhă6ăcủaă[24])

N uăs ăd ngăkỹăthu tăgi măPAPRăbằngăphươngăphápănénăgiãnătheoălu tăMuăthuầnătúyăthìănóălàmătĕngăm tăđ ăphổăcôngăsu tă(PSD)ăcủaătínăhiệuăphátăvàătĕngăBERăcủaătínăhiệuăthu

Vìăd ngăhìnhăh căvàăđư ngăđặcătuy năcủaălàmălog(.)ăvàăhàmăarctan(.)ăgiốngănhauănênăbài báo [24]ăs ăd ngăhàmăarctan(.)ăthayăhàm log(.) và hàm tan(.) thay hàm lũyăthừaăcơăsốă

e đ ăthựcăhiệnănénăgiãnătínăhiệu.ă

y = α × atan(1 + μX x

m

a

) × sgn(x) (2.12) Trongăđóμ

Hình 2.8 Sơăđồ hệ thống OFDM s d ngănénăgiãnătheoăhàmămũ [5]

Kỹăthu tăđư căđưaăraătrongăbàiăbáoănàyălàăphươngăpháp nénăgiãnăphiătuy nătheoăhàmămũμsn = 1

Biế àđổiàSo gà song- Nốiàtiếpàv à

Biế àđổiàSố- Tươ gà tựàv àKhuế hàđạià aoà tầ

Giảiàđiềuà

hếà

Biế àđổiàSo gà song- Nốiàtiếp

Biế àđổià FFT

Biế Song song và giảià

àđổiàNốiàtiếp-Biế àđổià Tươ gàtự-Số Chuỗià ità gõà

Chuỗià ità gõàv o

AWG

Sklàătínăhiệuămangăthôngătinăsauăkhiăbi năđổiăS-Pătừăchu i d ăliệuăđư căđiềuăch ăQAM/mPSKă(theoăcôngăthứcă(1)ăcủaă[5])

Sk làămẫuătínăhiệuăOFDM,ăsauăkhiăquaăb ăIFFTătaăđư căchu iăSn

Cácăkýătựăthôngătinăngõăvàoălàăđ căl păthốngăkêăvàăphânăphốiăgiốngănhauă

(statistically independent and identically distributed)

PAPR theoăkỹăthu tănénăgiãnătheoăhàmăvẫnăduyătrìămứcăcôngăsu tătrungăbìnhătínăhiệuătrongăkhiăho tăđ ngăbi năđổiănénăgiãnăkhôngătuy nătính.ă

Hàm nén giãn h(x) theo côngăthứcă(13)ăcủaă[5]ăđư cătínhănhưăsauμ

h(x) = sgn x α[1 − exp(−x 2

σ 2

d

Hàmăsgn(x)ăbi uădi năphaăcủaătínăhiệuăngõăvàoăkhiăbi năđổiănénăgiãn

dălàăb căcủaăd ngănénăgiãnătínăhiệuătheoăhàmămũ

αălàăcôngăsu tătrungăbìnhăcủaătínăhiệuăngõăra.ăĐ ăđ măb oăcôngăsu tătrungăbìnhăcủaătínăhiệuăngõăraăvàăngõăvàoăgiốngănhauăthìăhệăsốăαăđư cătínhănhưăsauμ

2.2.4ăMôăhìnhănénăgiãnătínăhiệuătheoălu tăMu

2 2.4.1 Đặc tính nén giãn Luật Mu[27]

Thu tătoánălu tăMu làăm tăthu tătoán nénăgiãnătínăhiệu tiêuăchuẩnăđư căs ăd ngătrongăcácăhệăthống vi năthông sốăcủa B căMỹăvàăNh tăB n nhằmănhằmătốiăưuăhóaăhệăthống,ăvíă

d ănhưăgi m d iăđ ng củaăm t tínăhiệuătươngătự đ ălư ngăt ăhóaăvàămãăhóaănh ăphânătínăhiệuăđóărồiătruyềnăđi

Gi ăs ăchoătínăhiệuăđầuăvào x,ăphươngătrìnhăbi uădi nălu tă cóăd ngănhưăsauμ

ln ⁡(1+µ) �� ( ) (2.19) Trongăđóăμă

µ làăhệăsốănénă

xălàătínăhiệuăvào

y làătínăhiệuăra

Ngư căl iăv iăbi uăthứcănénătrên,ătaăcóăbi uăthứcăgi iănénă ăBi uăthứcăgi iănénă s ă

ph căhồiăl iătínăhiệuăbanăđầuătừătínăhiệuănh năđư c.ăBi uăthứcăgi iănénăcủaălu tă đư că

bi uădi nănhưăsauμ

F−1(y) = (1+µ)| |−1

µ �� ( ) (2.20)

Cáchămãăhóaătheoălu tăMu làmăgi măđ ăr ngăd iăđ ngăcủaătínăhiệu,ădoăđóătĕngăhiệuă

qu ămãăhóaăvàăk tăqu ălàăt ălệătínăhiệuătrênănhi u caoăhơnăsoăv iăt ălệătínăhiệuătrênăméoăcóă

đư căbằngămãăhóaătuy nătínhăv iăm tăsốălư ngăbitănh tăđ nh

Lu tănén giãnMu đư căđềăngh ăs ăd ngănhiềuă ăB căMỹ theoătiêuăchuẩnăITU-T.ăĐ ăă

l nămẫuăgi iăh nălàă12ăbits [27]

Khiăhệăsốănénăcàngăl năthìătínăhiệuăđư cănénăcàngăm nh.ăĐặcătínhănénăgiãnăđư cămôă

t ăb iăhìnhăsauμ

Hìnhă2.9μăĐặc tuy n nén lu t Mu v i các hệ số Mu khác nhau Theo Hình 2.9 đặcătínhănénăgiãnăs ăd ngăđặcătínhănénătheoăhàmălogarit.ăNóăho tăđ ngănhưăsauμ

Thayăvìănénăcácătínăhiệuăcóăbiênăđ ăđ nhăcao,ăthu tătoánănénăgiãnălàmătĕngăcácăgiáătr ăcủaătínăhiệuănh ăđ nămứcăgầnăv iăcácătínăhiệuăcóăbiênăđ ăđ nhăcao.ăTuyănhiên,ăvì các tín hiệuănh ăđư cătĕngălên,ăcôngăsu tătrungăbìnhăcủaătínăhiệuăs ătĕngăđồngănghĩaăv iăviệcănhi uăs ătĕng.ăĐâyălàăm tănhư căđi măcủaăphươngăphápănénăgiãnătínăhiệuătheoălu tăMuăsoă

v iăphươngăphápănénăgiãnătheoăhàmămũăvìănénătheoăhàmămũăcóăth ătĕngămứcăcôngăsu tăcácătínăhiệuănh ăvàăgi măcôngăsu tăđ nhăcácătínăhiệuăl nămàăkhôngălàmăthayăđổiămứcăcôngă

su tătrungăbìnhăcủaătínăhiệu.Điềuănàyănghĩaălàăcácăhệăsốănénăgiãnăs ăquy tăđ nhămứcăđ ănénănhiềuăhayăítăcủaă môăhình.ăQuáătrìnhăx ălýănénăkhôngătuy nătínhăs ălàm xu tăhiệnănhi uătrongăbĕngăvàăbứcăx ăngoàiăbĕng,ăđiềuănàyăs ălàmătĕngăBERăcủaăb ăthu,ăngư iăthựcăhiệnălu năvĕn s ătốiăưuăhóaăcácăhệăsố Muătrongămôăhìnhănénăgiãnăđ ăgi măBERăvàăPAPR củaăhệăthốngăm tăcáchăh pălý

2 2.4.2 Mô hình nén giãn luật Mu trong hệ thống OFDM

Từăcôngăthứcă nénălu tă Mu suyă raăcôngăthứcănénăgiãnătrongăhệăthốngăOFDM theo

côngăthứcă(4)ăcủaă[17]μ

µlàăhệăsốănén

Snlàătínăhiệuăngõăvào

Sn’ăălàătínăhiệuăngõăra

V là biênăđ ăngõăvàoăl nănhâtăcủaătínăhiệuăsn

sgn(.)ălàăbi uăthứcăd uăcủaătínăhiệuăngõăvào,ăđư căđ nhănghĩaănhưăsauμ

Môăhìnhănénă giãnăđư căápăd ngăđ ăgi măPAPRăcủaăhệăthốngăOFDMăvừaălo iăb ă

đư căcácă nhăhư ngăxénăkhôngămongămuốnăcủaătínăhiệuăb iătínhăphiătuy năcủaăHPA.ăMôăhìnhătruyềnădẫnănàyăđư cătrìnhăbàyătrongăHình 2.10 Môăhìnhănàyăch ătr ngătâmăvàoăviệcănénăgiãnătínăhiệuămàăkhôngăchúătr ngăđ năcácăy uătốăkhácănhưăkhốiămãăhóaăvàăgi iămã.ă

Hình 2.10 Mô hình nén giãn gi m PAPR trong hệ thống OFDM

S ăd ngăki uăđiềuăch ăbĕngătầnăcơăs ăM-QAMăđ ăánhăx ăcácăbităngõăvàoăthànhăchu iăcácăkýătựăđiềuăch ănốiăti pătốcăđ ăcao,ăchu iăd ăliệuănàyăđư căchiaăthànhănhiềuădòngăd ăliệuă songă songă tốcă đ ă th pă hơnă nh ă b ă chuy nă đổiă nốiă ti pă - song song S-P (Serial - Parallel).ăM iădòngăd ăliệuăsongăsongăsauăđóăđư cămãăhóaăs ăd ngăthu tătoánăs aăl iăti nă(FEC)ăvàăđư căs păx pătheoăm tătrìnhătựăh năh p.ăNh ngăkýătựăh năh păđư căđưaăđ năđầuăvàoăcủaăkhốiăIDFT.ăKhốiănàyăs ătínhătoánăcácămẫuăth iăgianătươngăứngăv iăcácăkênhănhánhătrongămiềnătầnăsố.Sauăđó,ătínăhiệuăđư căbi năđổiătừ songăsongăsangănốiăti păvàăchènăcácăkho ngăb oăvệăđ ăgi mănhi uăxuyênăkýătựăISIădoătruyềnătrênăcácăkênhădiăđ ngăvôătuy năđaăđư ng.ăSauăkhiăchènăkho ngăb oăvệ,ătín hiệuăquaăb ănén,TínăhiệuăgốcăOFDMă

v iăcácăđ nhătínăhiệuăxu tăhiệnăngẫuănhiênădaoăđ ngăv iăcôngăsu tăđ nhăl n.ăSauăkhiănénătínăhiệuăcóăphânăphốiăđềuăkhôngăxu tăhiệnăcácăđ nhătínăhiệuăl nănênăcóăPAPRăth păhơnăsoă

v iătínăhiệuătrư căkhiănén.ăQuáătrìnhăx ălýănén s làmătĕngăcôngăsu tătrungăbìnhăcủaătínă

AWGN

hiệu.ăSauăđóătínăhiệuăs ăquaăb ăbi năđổiăDACăvàăđư căbi năđổiăthànhăd ngătínăhiệuăliênă

t căth iăgian,ătínăhiệuăđãăđư cănénăkhiăquaăb ăDACăs ătốtăhơnătínăhiệuăbanăđầu.ăTínăhiệuănàyăs ăquaăb ăHPAăđ ăchuy năđổiălênătầnăsốăcaoăvàătruyềnătrênăcácăkênhătruyền.ăTrongăquáătrìnhătruyền,ătrênăcácăkênhăs ăcóăcácă nguồnănhi uăgâyă nhăhư ngănhưănhi uătr ngă

c ngăAWGN

ăphíaăthu,ătínăhiệuăđư căchuy năxuốngătầnăsốăth păvàăđư căbi năđổiăsangăd ngătínăhiệuăsố.ăSauăđóătínăhiệuăs ăđư căgi iănénăgiãnălu tăAăbằngăcôngăthứcă(2.17).ăKho ngăb oăvệăđư călo iăb ăvàăcácămẫuăđư căchuy nătừămiềnăth iăgianăsangămiềnătầnăsốăbằngăphépă

bi năđổiăDFTădùngăthu tătoánăFFT.ăSauăđó,ătùyăvàoăsơăđồăđiềuăch ăđư căs ăd ng,ăsựăd chăchuy năvềăbiênăđ ăvàăphaăcủaăcácăsóngămangănhánhăs ăđư căcânăbằngăbằngăb ăcânăbằngăkênh (Channel Equalization) Các ký tựăh năh păthuăđư căs ăđư căs păx păngư cătr ăl iăvàăđư căgi iămã.ăCuốiăcùngăchúngătaăs ăthuănh năđư cădòngăd ăliệuănốiăti păbanăđầu 2.3 K tălu n

Chươngă2ăđãătrìnhăbàyăcơăs ălýăthuy tăvềăhệăthốngăOFDMăvàălu tănénăgiãnăMu,ăđồngă

th iătrình bày mô hình nén giãnăs ăd ngălu tăMuătrongăhệăthốngăOFDM,ăsoăsánhăphươngăphápănénăgiãnăMuăvàăcácăphươngăphápăgi măPAPRăkhác,ăưuăđi măcủaăphươngăphápănénăgiãnătheoălu tăMuălàăkhiăthựcăhiệnătrênăphầnăcứngăđơnăgi n,ăkhôngăphứcăt p,ăd ăthựcăhiệnăvàăđ tăđư cătiêuăchíăgi măPAPR

Ch ngă3:ăMỌăPH NGPH NGăPHỄPăNÉNăGIÃNăTệNăHI Uă LÀMăGI MăPAPRăCHOăH TH NGăOFDMăB NGăPH N M Mă

MATLABăPHIểNăB Nă7.9

3.1 Mô hình nén giãn luật Mu trong hệ thống OFDM

Mô hìnhănénăgiãnăđ ăgi măPAPRăcủaăhệăthốngăOFDMăđư cătrìnhăbàyăHìnhă3.1.ăMôăhìnhănàyădựaăvàoămôăhìnhănénăgiãnătrongăhệăthốngăOFDMăcủaăbàiăbáoă[22] (Hình 1

củaă[22])

Hình 3.1: Mô hình nén giãn gi m PAPR trong OFDM DựaăvàoăHìnhă1ăcủaă[22]ălu năvĕnăđềăxu tămôăhìnhănénăgiãnăs ăd ngălu tăMuă Hình 3.1 Mô hình ch ătr ngătâmăvàoăviệcănénăgiãnătínăhiệuămàăkhôngăchúătr ngăđ năcácăy uătốăkhácănhưăkhốiămãăhóaăvàăgi iămã

Hìnhă3.1,ămôăt ăv ătríăkhốiănénăvàăgi iănénătrongăhệăthốngăOFDM.ăMôăhìnhăs ăd ngă

ki uăđiềuăch ă16-QAMăđ ăánhăx ăcácăbităngõăvàoăthànhăchu iăcácăkýătựăđiềuăch ăĐầuătiên,ăd ăliệuăvàoătốcăđ ăcaoăđư căchiaăthànhănhiềuădòngăd ăliệuăsongăsongătốcăđ ăth păhơnănh ăb ăchuy năđổiănốiăti p/songăsongă(S/PμăSerial/Parrallel).ăM iădòngăd ăliệuă

songăsongăsauăđóăđư căđưaăđ năđầuăvàoăcủaăkhốiăIFFT.ăKhốiănàyăs ătínhătoánăcácămẫuă

th iăgianătươngăứngăv iăcácăkênhănhánhătrongămiềnătầnăsố.ăSauăđó,ătínăhiệuăquaăb ă

nén,ăb ănénăMuăđư căchoăb iăcôngăthứcă(3.1).ăTínăhiệuăgốcăOFDMăv iăcácăđ nhătínă

hiệuăxu tăhiệnăngẫuănhiênădaoăđ ngăv iăcôngăsu tăđ nhăl n.ăSauăkhiănénătínăhiệuăcó

16 QAM Mapping

16QAM Demapping

IFFT

FFT

Gi iă nén tín

hi u

Nén tín

hi u

Nhi uă AWGN

phânăphốiăđềuăkhôngăxu tăhiệnăcácăđ nhătínăhiệuăl nănênăcóăPAPRăth păhơnăsoăv iătínăhiệuătrư căkhiănén.ă

= � ln⁡(1+�| |/�)ln⁡(1+�) �� (3.1) Côngăthứcănénălu tăMuă(3.1)ăthamăkh oătừăcôngăthứcă(4)ăcủaă[17]

Trongăquáătrìnhătruyền,ătrênăcácăkênhăs ăcóăcácănguồnănhi uăgâyă nhăhư ngănhưănhi uă

tr ngăc ngăAWGN

ăphíaăthu,ătínăhiệuăs ăđư căgi iănénăgiãnălu tăMuăbằngăcôngăthứcă(3.2).ă

� ln 1+µ /� − 1 �� (3.2)Côngăthứcă(3.2)ăthamăkh oătừăcôngăthứcă(6)ăcủaă[17]

Tínăhiệuăsauăkhiăgi iănénăđư căchuy nătừămiềnăth iăgianăsangămiềnătầnăsốăbằngăphépă

bi năđổiăDFTădùngăthu tătoánăFFT.ăSauăđó,ătínăhiệuăđư căchuy nătừăsongăsongăsangănốiăti păvàăquaăb ăgi iăđiềuăch ă16ăQAM,ăkhôiăph căd ăliệuăbanăđầu

Cácăcôngăthứcănénătínăhiệuă(3.1)ăvàăgiãnătínăhiệuă(3.2)ăcóăđặcătuy nănénăgiãnăđư căv ăbằngăchươngătrìnhăcompanding.mă[Ph ăl că]ă(chươngătrìnhăMatlabăphiênăb nă7.9)ălàμ