Bài thuyết trình trình bày các hệ thống thông tin không dây; kỹ thuật OFDM; hệ thống MIMO; kết hợp kỹ thuật OFDM và HT MIMO. Để nắm chi tiết nội dung nghiên cứu mời các bạn cùng tham khảo bài thuyết trình.
Trang 1Đ I H C QU C GIA THÀNH PH H CHÍ MINHẠ Ọ Ố Ố Ồ
TRƯỜNG Đ I H C KHOA H C T NHIÊNẠ Ọ Ọ Ự
KHOA ĐI N T VI N THÔNGỆ Ử Ễ
Đ án môn h c: ồ ọ
Trang 2N I DUNG TRÌNH BÀY Ộ
CÁC H TH NG THÔNG TIN Ệ Ố
KHÔNG DÂY K THU T OFDMỸ Ậ
H TH NG MIMOỆ Ố K T H P K THU T OFDM Ế Ợ Ỹ Ậ
VÀ HT MIMO
Trang 4CÁC H TH NG THÔNG TIN KHÔNG DÂYỆ Ố
Trang 5CÁC H TH NG THÔNG TIN KHÔNG DÂYỆ Ố
H th ng SISO ệ ố
truy n hình ề , các HT truy n d n vô tuy n cá ề ẫ ế
Trang 6thu.
Trang 7• Khi máy phát bi t thông tin v kênh truy n, thì dung ế ề ề
lượng c a HT s tăng theo hàm logarit c a s anten ủ ẽ ủ ốphát
Trang 85 MIMO
H th ng MIMOệ ố
• S d ng nhi u anten phát và nhi u anten thu ử ụ ề ề
• Phân t pậ phát /thu nh nhi u anten t i đ u phát/thu > tăng ch t ờ ề ạ ầ ấ
l ượ ng HT
• S d ng ử ụ beamforming t i phía phát và phía thu > tăng hi u su t ạ ệ ấ
s d ng công su t và tri t can nhi u ử ụ ấ ệ ễ
• Dung l ượ ng c a HT có th đ ủ ể ượ c c i thi n nh vào đ l i ghép ả ệ ờ ộ ợ kênh b ng cách s d ng ằ ử ụ mã không gian_th i gian ờ (V_BLAST)
• Khi kênh truy n đ ề ượ c bi t t i c phía phát và phía thu, HT có th ế ạ ả ể cung c p đ phân t p c c đ i và đ l i ghép kênh c c đ i ấ ộ ậ ự ạ ộ ợ ự ạ
• Dung l ượ ng c a HT trong tr ủ ườ ng h p đ t đ ợ ạ ượ c phân t p c c đ i ậ ự ạ là: C =B.log2(1+ NT.NR SNR) bit/s/Hz
• Dung l ượ ng c a HT trong tr ủ ườ ng h p đ t đ l i ghép kênh c c đ i ợ ạ ộ ợ ự ạ là: C = min (NT,NR).B.log2(1+SNR) bit/s/Hz
Trang 9CÁC H TH NG THÔNG TIN KHÔNG DÂYỆ Ố
Trang 10N I DUNG TRÌNH BÀY Ộ
CÁC H TH NG THÔNG TIN Ệ Ố
KHÔNG DÂY K THU T OFDMỸ Ậ
H TH NG MIMOỆ Ố K T H P K THU T OFDM Ế Ợ Ỹ Ậ
VÀ HT MIMO
Trang 11K THU T PHÂN T PỸ Ậ Ậ
Khái ni mệ
• Phân t p: Là k thu t giúp cho phía thu ậ ỹ ậ
(MS,BTS) c i thi n ch t lả ệ ấ ượng tín hi u thu ệ
b suy gi m do fading nh vi c ị ả ờ ệ k t h p tín ế ợ
hi u thu đa đệ ường đ n t cùng m t ngu n ế ừ ộ ồphát
• Phân t p đậ ược th c hi n t i c MS ho c ự ệ ạ ả ặ
BTS tùy công ngh ệ
Trang 13K THU T PHÂN T PỸ Ậ Ậ
Phân t p không gianậ
Tín hi u đ ệ ượ c truy n trên nhi u đ ề ề ườ ng khác nhau
• Trong m ng h u tuy n: ạ ữ ế tín hi u đ ệ ượ c truy n trên ề
nhi u line khác nhau ề
• Trong m ng vô tuy n: ạ ế Th ườ ng s d ng phân t p ử ụ ậ
anten (phân t p phát/thu) là phân t p trên nhi u ậ ậ ề anten phát/thu (VD: MIMO).
vài bước sóng
Trang 1411 MIMO
K THU T PHÂN T PỸ Ậ Ậ
Phân t p t n sậ ầ ố
Tín hi u đệ ược truy n trên ề nhi u t n s khác nhau ề ầ ố
ho c trên m t ặ ộ d i ph t n r ng ả ổ ầ ộ > b tác đ ng b i ị ộ ởfading l a ch n t n s ự ọ ầ ố
Trang 15K THU T PHÂN T PỸ Ậ Ậ
Phân t p th i gianậ ờ
• N u truy n cùng 1 tín hi u ngoài kho ng ế ề ệ ả
coherent time thì ta có th t o ra 2 tín hi u đ c ể ạ ệ ộ
l p > Đ l i tăng ậ ộ ợ
• Nhược đi m: T i phía thu ph i m t m t kho ng ể ạ ả ấ ộ ả
th i gian đ x lý tín hi u> Không thích h p ờ ể ử ệ ợ
v i các ng d ng th i gian th c.ớ ứ ụ ờ ự
Trang 1613 MIMO
K THU T PHÂN T PỸ Ậ Ậ
Phân t p c cậ ự
Phát tín hi u trên các nhánh có tính phân c c khác ệ ựnhau (tín hi u đệ ược chia đ u cho các nhánh) > ch t ề ấ
lượng thu gi mả
Trang 17Đ L I TRONG H TH NG MIMOỘ Ợ Ệ Ố
Đ l i Beamformingộ ợ
• Kho ng cách gi a các anten trong h th ng ả ữ ệ ố
MIMO thường nh h n bỏ ơ ước sóng
• Beamforming thường được th c hi n trong môi ự ệ
Trang 22• Có hi u su t s d ng ph t n cao đáp ng đ ệ ấ ử ụ ổ ầ ứ ượ c nhu
c u v dung l ầ ề ượ ng
• Kh c ph c đ ắ ụ ượ c nh ượ c đi m c a truy n đa đ ể ủ ề ườ ng đ ể tăng dung l ượ ng và ch t l ấ ượ ng truy n d n. ề ẫ
• Trong các h th ng MIMO, ệ ố phađinh ng u nhiên và tr i ẫ ả
tr có th đ ễ ể ượ ử ụ c s d ng đ tăng thông l ể ượ ng
• Các h th ng MIMO ệ ố cho phép tăng dung l ượ ng mà không c n tăng băng thông và công su t ầ ấ
Trang 23U NH C ĐI M C A H TH NG
MIMO
Nhược đi m:ể
• HT MIMO ch a nhi u anten d n đ n: ứ ề ẫ ế tăng đ ph c t p, th tích, ộ ứ ạ ể
• Vì đi u ki n kênh ph thu c vào môi tr ề ệ ụ ộ ườ ng vô tuy n nên không ế
ph i bao gi h th ng MIMO cũng có l i ả ờ ệ ố ợ
• Khi t n t i đ ồ ạ ườ ng truy n th ng ề ẳ (LOS), c ng đ tr ng LOS cao ườ ộ ườ
h n t i máy thu s d n đ n hi u năng cũng nh ơ ạ ẽ ẫ ế ệ ư dung lượng c a ủ
h th ng SISO t tệ ố ố h n, trong khi đó dung lơ ượ ng c a h th ng ủ ệ ố MIMO l i gi m. Lý do vì các đóng góp m nh c a LOS d n đ n ạ ả ạ ủ ẫ ế
t ươ ng quan gi a các anten m nh h n và đi u này làm gi m u đi m ữ ạ ơ ề ả ư ể
s d ng h th ng MIMO ử ụ ệ ố
Trang 24N I DUNG TRÌNH BÀY Ộ
CÁC H TH NG THÔNG TIN Ệ Ố
KHÔNG DÂY K THU T OFDMỸ Ậ
H TH NG MIMOỆ Ố K T H P K THU T OFDM Ế Ợ Ỹ Ậ
VÀ HT MIMO
Trang 25B NGẰ
TẦN SỐ THỜI GIAN
Trang 2623 OFDM
MÃ HÓA KÊNH
• Là k thu t thêm các bi t d th a giúp cho đ u ỹ ậ ế ư ừ ầ
thu có kh năng phát hi n l i ho c s a l i.ả ệ ỗ ặ ử ỗ
Trang 27K THU T PHÂN TÁN D LI UỸ Ậ Ữ Ệ
Trang 28K THU T PHÂN TÁN D LI UỸ Ậ Ữ Ệ
Kho ng delay nh nh t gi a interleaver và deinterleaver (không tính đ ả ỏ ấ ữ ộ
tr khi truy n qua kênh truy n) là (2MN – 2M + 2) th i gian truy n 1 ễ ề ề ờ ề symbol, v i M là s dòng, N là s c t trong ma tr n do b interleaver ớ ố ố ộ ậ ộ
Trang 29K THU T PHÂN TÁN D LI UỸ Ậ Ữ Ệ
Trang 3025 OFDM
N I TI P SONG SONGỐ Ế
Do chu i thông tin sau khi đ ỗ ượ c interleaving s có băng ẽ thông r t l n => chuy n serial sang parallel đ có đ ấ ớ ể ể ượ c băng thông con < coherence bandwidth => không b ị
fading ch n l c t n s ọ ọ ầ ố
Trang 31ĐI U CH SÓNG MANG CON (MAPPING)Ề Ế
M i symbol đ ỗ ượ c bi u di n b i 2 tr c: I (th c) và Q ( o) ể ễ ở ụ ự ả
Trang 32OFDM
Trang 33IFFT : Chuy n t mi n ể ừ ề t n s ầ ố sang mi n ề th i gianờ .
FFT: Chuy n đ i t mi n ể ổ ừ ề th i gian ờ sang mi n ề t n sầ ố.
Chu i tín hi u vào X(k) , 0 ≤ k ≤ N1 ỗ ệ
Kho ng cách t n s gi a các sóng mang là: ∆f ả ầ ố ữ
Chu k c a m t ký t OFDM là: Ts ỳ ủ ộ ự
T n s trên sóng mang th k là fk = f0 + k∆f ầ ố ứ Tín hi u phát đi có th bi u di n d ệ ể ể ễ ướ ạ i d ng:
Trang 3428 OFDM
KHO NG B O V Ả Ả Ệ
• Đ ượ c chèn gi a các symbols OFDM liên ti p ữ ế
Giúp ch ng l i can nhi u ISI ố ạ ễ
Kho ng b o v ph i l n h n đ dài tr i tr l n nh t ả ả ệ ả ớ ơ ộ ả ễ ớ ấ
• Gi m hi u qu băng thông ả ệ ả
• M t ph n tín hi u đ ộ ầ ệ ượ c copy và chèn vào ph n đ u ầ ầ
• V n gi đ ẫ ữ ượ c tính tr c giao ự
• M t m u OFDM có chi u dài là Ts. Chu i b o v có ộ ẫ ề ỗ ả ệ
chi u dài là TG ề
• Sau khi chèn chu i b o v thì chu k c a tín hi u bây ỗ ả ệ ỳ ủ ệ
gi là Ts + TG ờ
Trang 35BI N Đ I D/A, A/D Ế Ổ
D/A &
Low pass Filter
Trang 3630 OFDM
B CÂN B NGỘ Ằ
Trang 37B CÂN B NGỘ Ằ
Trang 39U, NH C ĐI M C A K THU T OFDM
u đi m:
sóng mang.
Trang 4034 OFDM
Nhược đi m:ể
- Symbol OFDM b nhi u biên đ v i m t kho ng đ ng l n. ị ễ ộ ớ ộ ả ộ ớ
Vì t t c các h th ng thông tin th c t đ u b gi i h n ấ ả ệ ố ự ế ề ị ớ ạ
công su t, t s PARR cao là m t b t l i nghiêm tr ng c a ấ ỷ ố ộ ấ ợ ọ ủ OFDM n u dùng b khu ch đ i công su t ho t đ ng ế ộ ế ạ ấ ạ ộ ở
mi n bão hòa đ u khu ch đ i tín hi u OFDM. N u tín hi u ề ề ế ạ ệ ế ệ OFDM t s PARR l n h n thì s gây nên nhi u xuyên đi u ỷ ố ớ ơ ẽ ễ ề
ch Đi u này cũng s tăng đ ph c t p c a các b bi n đ i ế ề ẽ ộ ứ ạ ủ ộ ế ổ
t analog sang digital và t digital sang analog. Vi c rút ừ ừ ệ
ng n (clipping) tín hi u cũng s làm xu t hi n c méo ắ ệ ẽ ấ ệ ả
nhi u (distortion) trong băng, l n b c x ngoài băng ễ ẫ ứ ạ
Trang 41U, NH C ĐI M C A K THU T OFDM
Nhược đi m:ể
OFDM nh y v i t n s offset và s tr ạ ớ ầ ố ự ượ ủ t c a sóng mang
h n các h th ng đ n sóng mang. V n đ đ ng b t n s ơ ệ ố ơ ấ ề ồ ộ ầ ố trong h th ng OFDM ph c t p h n h th ng đ n sóng ệ ố ứ ạ ơ ệ ố ơ
mang. T n s offset c a sóng mang gây nhi u cho các sóng ầ ố ủ ễ mang con tr c giao và gây nên nhi u liên kênh làm gi m ự ễ ả
ho t đ ng c a các b gi i đi u ch m t cách tr m tr ng ạ ộ ủ ộ ả ề ế ộ ầ ọ
Vì v y, đ ng b t n s là m t trong nh ng nhi m v thi t ậ ồ ộ ầ ố ộ ữ ệ ụ ế
y u c n ph i đ t trong b thu OFDM ế ầ ả ạ ộ