ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN CHO CÁC HỆ THỐNG OFDM

Nội dung chính của chương IV° Nguyên lí ghép phân chia theo tần số trực giao OFDM ° Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA.. ° Ưu – nhược điểm của OFDMA ° Đa truy nhập phân c

CHƯƠNG IV

ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN CHO CÁC HỆ THỐNG OFDM

ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN

Nội dung chính của chương IV

° Nguyên lí ghép phân chia theo tần số trực giao OFDM

° Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA

° Ưu – nhược điểm của OFDMA

° Đa truy nhập phân chia theo mã đa sóng mang

MC-CDMA

C

Nguyên lý trực giao (cont )

° Không gian hàm thực:

0 )

( ) (

) cos(

) (

) sin(

) (

0 )

( ) (

) cos(

) (

) sin(

) (

2 1

nwt N

t f

mwt M

t f

dt t f t f

wt B

t f

wt A

t f

n

T m n

Nguyên lý trực giao (cont )

) 2

sin(

) sin(

0 s(nwt)dt sin(mwt)co

n m where

T 0

0 n(nwt)dt sin(mwt)si

Ν m.n

Trong đó: mw và nw được gọi là các hài bậc m và n của tần số w tương ứng

Orthogonal Frequency Division

Multiplexing( OFDM )

° Nó là một dạng đặc biệt của FDM

° Khoảng cách giữa các sóng mang được lựa chọn sao

cho chúng trực giao với nhau

° Vì vậy không cần khoảng bảo vệ giữa các sóng mang với nhau

Ví dụ về OFDM (cont )

Tín hiệu điều chế với C1 Tín hiệu điều chế với C2

Tín hiệu điều chế với C3 Tín hiệu điều chế với C4 Điều chế mỗi cột với sóng mang con tương ứng, sử dụng BPSK

Ví dụ về OFDM (cont )

° Final OFDM Signal = Sum of all signal

) 2

sin(

) ( )

Nguyên lý OFDM

° Vẽ sơ đồ đầu phát và đầu thu

° Biểu diễn tín hiệu đầu ra OFDM

° Tính toán tín hiệu thu được, giả thiết không có nhiễu trên kênh truyền

Nguyên lý OFDM

Nội dung chính của chương IV

° Nguyên lí ghép phân chia theo tần số trực giao OFDM

° Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA

° Ưu – nhược điểm của OFDMA

° Đa truy nhập phân chia theo mã đa sóng mang

MC-CDMA

OFDM-FDMA ( OFDMA )

° Mỗi đầu cuối chiếm dụng một

tập con các sóng mang con

° Tập con được gọi là một kênh

lưu lượng OFDMA

° Mỗi kênh lưu lượng được giao

độc quyền cho một người sử

dụng bất cứ lúc nào

user1 user2 user3 user4

OFDM-FDMA ( OFDMA )

° The IEEE 802.16e/ WiMax sử dụng OFDMA là kỹ thuật

đa truy nhập

2048 sóng mang con

khoảng cách giữa các sóng mang con

OFDM-FDMA (System View)

Nội dung chính của chương IV

° Nguyên lí ghép phân chia theo tần số trực giao OFDM

° Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA

° Ưu – nhược điểm của OFDMA

° Đa truy nhập phân chia theo mã đa sóng mang

MC-CDMA

° Phân tập đa người dùng:

—Các tín hiệu băng rộng chịu ảnh hưởng của fading lựa chọn

tần số.

—OFDMA cho phép người dùng khác nhau để truyền tải trên

các phần khác nhau của phổ băng rộng (kênh lưu lượng)

— Người sử dụng khác nhau cảm nhận được phẩm chất kênh khác nhau, một kênh fading sâu cho một người sử dụng

vẫn có thể thuận lợi cho người khác

Ưu điểm của OFDMA

Multi-user Diversity

Ưu điểm của OFDMA

° Sử dụng phổ hiệu quả

4/3 Hz per symbol

6/5 Hz per symbol

Ưu điểm của OFDMA

° Máy thu đơn giản

—Loại bỏ được nhiễu trong tế bào như xảy ra với dạng tách

sóng đa người dùng trong CDMA.

— Sự trực giao của mã bị phá hủy bởi fading lựa chọn tần số

—Chỉ có bộ xử lý FFT được yêu cầu

° BER tốt hơn chỉ trong môi trường Fading

Nhược điểm of OFDMA

° Tỷ số công suất đỉnh trên công suất trung bình (PAPR) lớn

avg

P

t

x PAPR

° Sự đồng bộ

—Sự đồng bộ chặt chẽ giữa các người dùng được yêu cầu

cho FFT trong máy thu

—Các tín hiệu Pilot được sử dụng cho đồng bộ.

Nội dung chính của chương IV

° Nguyên lí ghép phân chia theo tần số trực giao OFDM

° Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA

° Ưu – nhược điểm của OFDMA

° Đa truy nhập phân chia theo mã đa sóng mang

MC-CDMA

MC-CDMA System

2

j d

MC

K j

•Phổ công suất của mỗi người

dùng được trải trên toàn bộ phổ

băng tần

° OFDM: đơn người dùng

° MC-CDMA: đa người dùng, được giới thiệu bởi Linnartz, 1993

° Nếu chúng ta chia kênh tổng thành N kênh con băng

hẹp, và có N người dùng muốn phát thông tin đồng thời, làm thế nào để thực hiện?

° So sánh với OFDMA!

So sánh MC-CDMA

với OFDM và DS-CDMA

MC-CDMA advantages over OFDMA and OFDM

° Trong OFDMA, một người dùng có thể được gán một kênh xấu,

° Để giải quyết vấn đề này, chúng ta cần xây dựng lên

“lịch” đa người dùng, điều này cũng có khả năng bị trễ

° Trong MC-CDMA, một tín hiệu người dùng được trải trong một phổ rộng Người dùng không được gán các sóng mang độc quyền

Multicarrier CDMA

° Giả thiết K người dùng hoạt động đồng thời trong cùng một băng tần

° Mỗi người dùng thứ k, trải mỗi ký hiệu dữ liệu bằng cách phân bổ

nó vào L sóng mang con với trọng số cl(k), (l =1 L), là các chip của các mã CDMA cụ thể của người dùng:

° Giả thiết tốc độ chip:  k T

Multicarrier Spread Spectrum

Người

dùng

thứ k

Hệ thống MC-CDMA cơ bản

MC-CDMA Downlink Transmitter

Ví dụ

° Cho người dùng thứ n có dãy dữ liệu đầu vào là 1:

° Tiến hành MC-CDMA với

° Chíp: 00110110

° OFDM với 8 sóng mang con có tần số cơ bản là f n

(cos(2f n t)).

° Vẽ sơ đồ đầu phát và đầu thu

° Biểu diễn tín hiệu đầu ra MC-CDMA

° Tính toán tín hiệu thu được, giả thiết không có nhiễu trên kênh truyền