Ứng dụng bộ xử lý tín hiệu số tms 320c5416 chống nhiễu xuyên biểu tượng trong điều chế đa sóng mang

Ts Msc DH Còng nghé DH Còng nghé Dai hoc Tasmania DH Còng nghé uc Nói dung nghièn cùu : Muc tiéu nghièn cùu : Tìm hieu li thuyé't va khà nàng càc bò càn bang thich nghi Equalizer Ada

DAI HOC QUÓC GIÀ HA NOI DAI HOC GÒNG NGHÈ

KHOA DIÈN TU - VIÈN THÓNG

* * *

^estJttlàJL:

ITNG DUNG BÓ XÙ LY TIN HIÈU SO TMS320C5416

CHÓNG NHIÉU XUYÉN BIEU Tl/ONG TRONO

DIÉU CHE DA SONG MANO

MA SO: QC05.il

CHÙ TRI DE TÀI : THS NGUYÉN QUÓC TUAN

L>f\\ HOC Q U Ò C GIÀ HA NÓI \

TRUNG TÀM THÒNG TIN THU VIÈN

D T / i A

: ? " ^

Ha nói 2006

^0 /HD-NCKH

/là Nói ngày-^{hàn\i - fumi ?.005

H O P D Ó N O THVC HIEN fiÉ TÀI N G H I É N CUtf KHOA HOC

C A P DAI HOC QUÓC GIÀ HA NÓI NÀM 2005

- Càn cu Cóng vari so 254/KHCN ngày 01 thàng 7 nàm 2005 aia Giàm doc Dai

hoc Qìioc già Ha Nói ve vièc giao nhiém vii va chi tiéu kéhoacìì kfioa ìioc i rV/v ngììè va mài truàng nàm 2005:

' Càn cu Ouyél dinh so 562IDl!CN-NCKfl ngay 7 liiàng 7 ndtr 2()U5 utu Hnit truàng Truà7ìg Dai hoc Cóng nghé DHQGHN ve viéc giao niiiém vn ÌÌÌUC iile.'i df (ài NCKH cdp DHQG nàm 2005 do Tìiuyng quàn iy cho càc cìiù nììiém /V» tur

- Càn cu De cUcTng nghièn cihi ciìa de [ài dà dugc phé duyét,

Chùng lói góm:

Ben giao nhiém vy (gol là Ben A): Truòrng Dai hoc Gòng nghé - DHQG HN Dai dién là: GS.VS Nguyén VSn Hieu

Chirc vu: Hieu iruong

Ben nhàn nhiém vii (goi là Ben B)

Òng (Bà); T h S Nguyén Quóc Tuan

Dcrn vi cóng làc: Khoa Dien tir Vién thóng - Truàng Dai hoc Cóng nghé Dien thoai:

k5^ hop dóng thuc hien dò lai nghièn cuu khoa hoc cà'p Dai hoc Quò'c già Ha Nói

ma stì: QC.05.11 vai nhìing diéu khoàn thoà thuàn nhu sau:

Diéu 1: BSn B chiù trach nhièrn tó chuc trién kliai thirc hien cac nói dung fJioc tié'n dò ihirc hien dà dàng kf trong de cirong nghièn ciJU ciia de tài va rhirc hicn 'Ifr du càc nhiem vu dugc Hieu truàng Truàng Dai hoc Cóng nghé giao ghi trong qnyci Iinh

dun^-so 362/DHCTM-NCKH ngày 7/7/2005

Diéu 2: Ben B nóp cho ben A càc san phàm khoa hoc ciia de tài truóc ngày 7/8/2006, bao góm:

01 bài bào khoa hoc dàng trèn tap chi DHQG hoac tuong duang

Bò còng cu xù ly so' lièu va thòng tin cho he iruyen dàn, co càc thòne so- chi tiéu

cu the ghi trèn dia CD (co thè àp dung trite tiép)

Du thào Bài giàng cho chuyèn de: da song mang (de cuong chi tic't cho chuycn de)

- BÓ sung 15 trang nói dung chuyèn de D^f^ (utig dung xir Iy so' cho iruyèn dfm

thòng tin so')

- 01 iuàn vàn cao hoc ve luih virc này (tham già huàng dàn); 01 Uióa luàn tot nghicp

- Tòng quan (xMot bàn bang tieng Vièt va mot bàn bang tiéng Anh - Higlilighi) ve

de tài (tóm tàt muc tiéu, nói dung, phuong phàp nghièn cùu, kct qua va dành già

y nghla khoa hoc cùa càc ket qua dat dugc; mòi bàn dai khoàng 300 tir irén mói

trang già'y khó A4, font Times New Roman, ed chù I3pt cach dòng Jori k'>:^.i

theo file dien iir viét trong WORD

Diéu 3; Nàm 2005, ben A càp cho ben B so tién là: trièu dóng

(bang chù: ) trong tòng kinh phi: 30 triéu dóng cùa de tài dà dugc phé duyét

Chi phi cu thè nhu trong du toàn cùa bàn de cuong chi tiét cùa de tài

Diéu 4: Ben B co tràch nhiém su dung kinh phi dugc càp theo dung muc dich dung

che dò tài chlnh hien hành, quyét toàn vói phòng Tài vu - Ké Luan uuoc lìv-i}

25/12/2005 va thuc hién vièc nghiém thu de tài khòng cham hon 60 ngày sau inòi lian

thuc hien de tài (7/9/2006)

Diéu 5: Ben A giù quyén so hùu dói vói càc két qua khoa hoc cùa de tài Tàt cà ca^

cóng bó licn quan dén nói dung khoa hoc cùa de tài phài ghi rò nguón tài tro kmh phi

nghièn ciru theo ma so' cùa de tài ghi ò trèn

Diéu 6: Hai ben cam két thuc hièn diang càc diéu khoàn dà ghi trong hctp dóng Trong

qua trình thirc hién hgp dóng, hai ben co tràch nhiém thóng bào kip thòi cho nhau

nhùng vàn de vuóng màc va cìmg nhau bàn bac, tich cuc lim bién phap giui (ìuyji

Diéu 7: Hgp dóng làm thành 6 bàn, mòi ben giù hai bàn, mot bàn gùi cho phùn^ 1

Tén de tài ; L/ng dung bò su ly tin hieu so TMS320C5416 chóng nhieu xuyén bieu

tifdng trong diéu che da song mang

Cac càn bò tham già :

Nguyén Vié't Kinh

Pham Xuàn Liic

Nguyén Bich Phifcmg

Tran Quang Dat

Nguyén Dinh Thòng

Pham Thi Tuyé't

PGs Ts Msc

DH Còng nghé

DH Còng nghé Dai hoc Tasmania

DH Còng nghé uc

Nói dung nghièn cùu :

Muc tiéu nghièn cùu :

Tìm hieu li thuyé't va khà nàng càc bò càn bang thich nghi ( Equalizer Adaptive) Khào sàt , nghièn cCfu Cfng dung bò càn bang mién thài gian TEQ trong diéu che'

da song mang

Tìm hieu càc khà nàng Cfng diing cùa kit su' ly so tin hieu TMS320C5416 cùa hàng Texas Instrument

Ung dijng bò su ly tin hieu so TMS320C5416 chong nhiéu xuyén biéu tUc^g

trong diéu che' da song mang

Noi dung nghièn cùu :

Khào sàt khà nàng ùng dung Kit TMS320C5416 de thié't ké' bò càn bang mién

thài gian TEQ cho truyén dàn da song mang

Xày difng giài thuàt de thié't ké' bò càn bang thich nghi

Tò'i ifu hoà bài toàn nham giàm tò'i da so' lu'cfng phép tinh cho phép xù ly giài thuàt thich nghi thcfi gian thifc

- Kiem tra , dành già ké't qua dat dUcfc cà bang mò phòng va xù ly trén kit TMS320C5416

Kei qua nghièn cùu :

Dà nghièn cifu tong quan ve càc Cfng diing bò càn bang mién thdi gian cho truyén dàn thòng tin so'

Thié't ké' , xày difng difdc bò càn bang mién thcfi gian trén ca sa su dung kit

TMS320C5416 nham làm ngan dàp Cfng dcn xung hieu diing

Dà vié't va difese dàng 01 bào cào khoa hoc dàng trén tap chi Khoa hoc va còng nghé Dai hoc quò'c già Ha noi So' 2 - 2 0 0 6

Dà bào cào thành còng 01 bào cào quò'c té'IEEE TENCON 05 , Melbourne và'n

de lién quan

Dà tham già hifóng dàn 01 de tài cao hoc va huóng dàn 02 luan àn tò't nghiép bac dai hoc càc và'n de co lién quan

Tình hình kinh phi cùa de tài :

• Nàm 2005 difese cap 12 triéu

- Nàm 2005 diidc cap 18 triéu

Dà chi theo càc khoàn muc dung theo dii toàn

Xàc nhàn cùa don vi Chù tri de tài

Nguyén Quoc Tuà'n

Xàc nhàn cùa trifòng DHCN

Title : Resolve ISI with Equalization b]; DSP TMS320C5416

C o d e ; Q C 05 11

Project Leader:

Nguyén Quoc Tuan, M.Sc

Faculty of Electronics Telecommunication Engineering Coltech College

Vietnam National University , Hanoi

Project Team:

Nguyén Vié't Kinh

Pham Xuàn Lifc

Nguyén Bich Phiidng

Tran Quang Dat

Research content:

Objectives:

To study theory and performance of adaptive equalizers

To study and applying the time equalizers (TEQ) in multi-carrier modulation (MCM)

To study the application ability of digitai signal processing kit TMS320C5416, Texas Instrument

To apply digitai signal processing kit TMS320C5416 in controlling inter-symbol interference (ISI) in multi-carrier modulation

Content:

Studying application ability of kit TMS320C5416 to design time equalizers (TEQ) for multi-carrier modulation

Developing algorithm to design adaptive equalizers

Optimizing the problem to minimize the number of required calculations for processing the real time adaptive algorithm

Verifying and evaluating the obtained results by simulation and processing on kit TMS320C5416

Results:

Studied generally TEQ applications in digitai data

Designed and developed a TEQ using kit TMS320C5416 to shorten the effective impulse response

Published a scientific paper on Science and Technology magazine No 2, 2006, Hanoi National University,

Delivered orai presentation on relating results in IEEE TENCON 05, Melbourne (Australia)

Co-advised a master thesis and supervised a graduation undergraduate thesis on relating subjects

Faculty of Electronic-Telecomm Project leader

Nguyén Quoc Tuan

Coltech College

DAT VAN DE

Càch day 30 nàm John Bingham trình bay phu'c^g phàp truyén dCf liéu bang càch chia dOf liéu thành càc dóng bit song song va rói dùng nò de diéu che' vói mot vài song mang trong he thò'ng Collins Kineplex [1] va dà dang difese quan tàm cho dé'n tan bay già Sif chù y su' diang phifc'ng phàp này lai ducfc tàng lén nhò càc modem difa trén

nguyén ly này dà bat dàu difc'c su diing de truyén dù' liéu hay faximile cho :

• Mang chuyèn mach thoai chung

• Nhóm kénh 68-108KHz phàn kénh theo tàn so FDM

• Radio té' bào

Ngày nay , dCf liéu tò'c dò cao dang difc/c xem xét de truyén trén difòng thué bao so' DSL Ki thuàt này mang nhiéu tén khàc nhau : Diéu che' bién dò trifc giao difese hc?p kénh tnic giao (QAM) [2] hay trifc giao FDM [3] hay hop kénh QAM cap dòng [4],

Nhi/ng chùng déu co the difese goi tén chung là Diéu che da song mang vié't tàt là MCM Nguyén nhàn làm moi ngu'òi chù y tcri MCM là do difa vào mòi ìr\Jdnq truyén tin

co san ( nhii ÓxJòng thué bao ) va ki thuàt xù ly tin hieu dà du'c^c cài thien sau nhiéu

nàm dà difese so' hoà trong dò co 2 nguyén nhàn quan trong nhàt là ;

a) Tin hieu MCM co the dugc xù /y tai mày thu ma khòng làm tàng én ha\; can nhiéu ma nò thuàng gay bòi bò càn bang tuyén tinh dùng trong he thóng dan song mang

b) Thài gian biéu tugng dai cùa MCM làm giàm én dan xung uà phading nhanh

Sa do diéu che' da tàn r(M rac ( là mot loai da song mang - MCM ) bang càch

dùng càc song mang sine <ì\igc chi ra hình dUcJi day :

ibte

w

Serial

to Parale!

Hình 1 : Truyén dàn da song mang co bàn

Resolve IS! with Equalization hv DSP TMS320C5416

De tài QC 05-11

Theo dò ngifòi ta chia bang thòng ròng cùa kénh truyén tin thành càc kénh con

bang hep Af , do vày chùng co dac tinh gàn giò'ng nhau DCf liéu lò'i vào co toc dò

Mfs b/s Óiigc nhóm lai thành càc khò'i , mòi khò'i M bit tifc'ng Cfng mot "bieu

ttióng" vói tò'c do f^ M bit difdc phàn phò'i de càp m„ bit cho song mang thù /„ de diéu che' N^ càc song mang , mòi song mang càch nhau mot khoàng tàn so' Af Trong

d ò :

f^^ = n A/ vói n= n^ tói n2 con

c/dày

M= £w„

Ne = ng - ni + 1

Càc song mang dà diéu che' Óugc còng lai de truyén va phài diióc tàch ra trong bó thu

trifóc khi giài diéu che' Co 3 phifc^g phàp tàch dà du'óc su dung :

• Hói dàu càc modem MCM do su còng nghé FDM do vày chi càn su dung càc

bò Ipc de tàch càc dai Pho còng suàt truyén 3 kénh con à\jgc miéu tà trong

hình 2a Do co khó khan khi su diing bò loc rà't sac canh cho mèi tin hieu sif

dung bang thòng (1 +a)f^ ma nò lón hon tàn so' tò'i thiéu Nyquist /^ do vày hieu suàt su dung bang là fjAf = 1/(1 +a)

ftsl 0.wl«ff)*"9 SQAM spwva

te) QASK ii.rc<fti^ - n)f hrttikwé

Hình 2 : Pho còng suàt tin hièu MCM

Hieu suàt su dtang bang du'óc tàng lén 100% khi su' dtjng diéu che' SQAM sau này, khi dò pho còng suà't truyén nhtf nhau vàn viicrt qua a va chong lén nhau - 3dB tàn so' nhu chi ra trong hình 2b Né'u a<l thi mòi bang con chi chóng sang

bang con ben canh va càc bang con trifc giao sé du'óc tàch tai mày thu Tuy

nhién do so' bò loc bi han che' nén so' song mang phài dù it ( it han 20 )

Hién nay càc song mang difóc khoa bòi d\i liéu bang càch diéu che' QAM Phò càc tin hieu nhif nhau Óugc chi ra trong hình 2c Chùng khòng bi giói han

bang nhitìig lai tàch ra difóc tai mày thu khòng khòng phài nhó càc bó loc dai ma

là nhó bò xif ly bang thòng ( IFFT/FFT) do vày so' song con mang tàng lén rat nhiéu

CRC

Hình 3 : Sa do truyén dan MCM-DMT

Vu diém cùa phifc'ng phàp này nham giàm thiéu hieu Cfng mèo kénh khi truyén

tin ben trong mòi kénh con Còng nghé diéu che' da song mang hién nay là'y phiiOng phàp tìf hóp kénh phàn chia tàn so trUc giao ( OFDM-SQAM ) du'óc su dung cho vò tuyé'n di dòng vào càc nàm 60' con DFT difac su dung vào càc nàm 70' [5] Ké't qua co

y nghìa nhàt là su' dung OFDM-QAM cho he thò'ng mobile so' de trành du'óc càc

diéu kien fading nh\J dà còng bò trong [6] OFDM gàn cùng mot so bit va nàng ÌUOng

bang nhau vói tàt cà càc kénh con, mac dù dac diém riéng cùa càc kénh con là khàc nhau Trong khi dò diéu che' da song mang su dung phifcfng phàp da tàn rói rac (DMT)

su dung cho càc tuyé'n truyén dàn càp dòng ( duóng thué bao so - DSL ) vào càc nàm

cuòi thap kì 90' cùa thè' ki 20^^ nhif diióc miéu tà à hình 3 Theo mò hình thié't ké'

DMT, càc kénh con tò't né'u it mèo va it suy hao ( tai tàm cùa kénh con ) thi co the càp so bit nhiéu hc?n càc kénh tòi , mèo va suy hao nhiéu Day là phifOng phàp phù hc^ vói còng nghé "Water-filling " trong mién tàn so [7] Tén MCM va còng nghé cùa nò du'óc de xUóng bòi Bingham vào 1990 [8]

Nói chung OFDM thiióng dùng de diéu che' truyén dàn tai càc mòi trifóng ma càc thòng so cùa nò bié'n dòi vi du nhif truyén dàn khòng day (wireless) con DMT thifóng dùng cho càc mòi trifóng bié'n dòi chàm hoàc chuan dCfng vi du nhu tuyé'n thué bao so (DSL)

Resolve ISI with Equalization bv DSP TMS320C5416

De tài QC 05-11

Truyén dàn MCM-DMT trén duóng thué bao so co tò'c do bit phu thuòc rat nhiéu vào càc thòng so cùa diióng thué bao, phu thuòc vào phUc^ng thùc phàn phò'i bit cho càc kénh con va càc phifdng thùc xù li tin hieu Trong khuòn khò de tài , chùng tòi sé difa vào càc thòng so difóng thué bao so theo chuan CSAloop dà du'óc dUa ra va ké't

qua khào sàt duóng thué bao so mang PSTN à Viét nam de làm ca sa tinh toàn càc dàp ù^g don xung cùa càc kénh truyén dàn DSL va trén ca sa kit DSP TMS320C5416, chùng tòi tìm kiè'm càc giài thuàt de làm ngàn dàp ùng dan xung

kénh hieu dung, giàm thiéu ISI trong truyén dàn DMT trén duóng DSL

1 BÒ LOC VA BÒ CÀN BANG

Bò loc va bó càn bang co nhiéu diem chung va cùng nhau su dung càc bài toàn va

càc giài thuàt xù ly tin hieu [9] Ve ccf bàn cà bò loc làn bò càn bang déu co gang Uóc lifóng òn co mat va mèo mot tin hieu hay he thò'ng tìf òn va mèo dCf liéu do du'óc Càc

bò loc de han che' òn trong khi do bò càn bang de han che' hay bù trù su' mèo, do vay

càc bó loc thtfóng dùng de ifóc lUóng va nhàn dang he thò'ng trong còng nghé diéu

khien hoc va nén tin hieu Trong khi dò càc bò càn bang thuóng de dùng cho còng nghé

truyén dàn Khi mot tin hieu hay mot he thòng thay dòi theo thói gian thi càc he so cùa

bò loc hay bò càn bang phài thay dòi theo de thich nghi vói su' thay dòi dò

Càc y kié'n trén này dà du'óc chi ra trong [10,11,12], bo loc thich nghi ( hay bò càn bang ) co dang nhU chi ra trong hình 4 duói day :

k di tao ra vector trong so mói w(k+l) dUóc sif dung tai bifóc thói gian tié'p theo cùa

bò loc Lòi vào x(k) du'óc loc tao ra y(k) va giài thuàt thich nghi làm de sao cho y(k) gàn giò'ng vói tin hieu mong muòn d(k) Diéu này chi co khi còng suàt cùa lòi tin hieu e(k) = d(k) - y(k) labe nhàt

Thifóng co 3 loai bó loc difóc su dung :

• Càn bang tuyé'n tinh - FFE ( feed forward )

• Càn bang phàn hòi xàc dinh - DFE ( Decision-Feedback )

• LTÓC lUóng chuèi gàn giò'ng nhàt - MESE ( Maximum likelihood sequence estimator )

Hìrìh 5b : Bò ìgc con bang phàn hòi xàc dinh

Bò loc tuyé'n tinh bao mot day càc bò tré "tap" , so lifóng càc bò tré tùy thuòc vào yéu càu cùa bò loc va tàt nhién nén là it nhàt né'u co thè nhàm de lifu trif càc màu dé'n tìf lò'i vào Sau mèi mot chu kì biéu tUc^ng, bò càn bang dUa ra tòng cóng càc trong so cùa càc già tri trong day tré va nàng càp càc trong so de chuan bi cho chu ki biéu tifóng tié'p theo Bò càn bang loai này con difóc goi là " khòng gian biéu tifOng

vi toc dò màu lòi vào va toc do màu lò'i ra là nhif nhau Né'u tò'c dò lòi vào là 1/T ( T là chu kì cùa biéu tifóng ) va toc dò màu lòi ra là K ^ ( K là so nguyén ) va trong so difóc nàng càp khi co tin hieu lò'i ra thi bò loc ( bò càn bang ) difóc goi là " khòng gian mành "

Bò loc ( bò càn bang ) phàn hòi xàc dinh là bò loc phi tuyé'n Nò chCfa mot bò loc hifóng thuàn va mot bò loc phàn hòi Bò loc hifóng thuàn thi tifdng tif nhif bò loc tuyé'n tinh " khòng gian biéu tifóng " néu ra trén day con bò loc phàn hói bao góm mot day tré doan ma lò'i vào cùa nò là tin hieu " decision "' làm cho tin hiéu càn bang

Resolve ISI with Equalization bv DSP TMS320C5416

De tài QC 05-11

Bó loc này vìfa dUóc dùng de giàm òn , vìfò dùng de triét nhiéu xuyén biéu tUcmg (ISI) Nhif à sa dò trén day, bò loc hifóng thuàn co chiéu dai L con bò loc phàn hòi co chiéu dai N-L Né'u tò'c dò lòi vào là K/T va tò'c dò lòi ra 1/T thi trong mèi chu

kì bieu tifóng, bò loc nhàn K màu lòi vào tai bó loc hifóng thuàn cho ra 1 " decision " tai lòi vào bó loc phàn hòi Bò loc difa ra tòng già tri càc day bò tré hifóng thuàn va phàn hòi va ròi nàng càp càc trong so , chuan bi cho chu kì biéu tifóng tié'p theo

Càc bò loc va bò càn bang tuyé'n tinh va phàn hòi xàc dinh là càc bó loc ( bò càn bang ) thich nghi ma chùng dùng càc giài thuàt thich nghi trong khi dò bò loc ( bò

càn bang ) ifóc lifóng chuèi gàn giòng nhàt su dung giài thuàt Viterbi Càc Cfng dung ca

bàn cùa bó loc difóc chi ra trong càc hình [6a,6b,6c] va hình 6d

sao cho lòi ra y(k) giòng lòi vào x(k) di cho lèi e(k) rà't nhò thi tifCng tif nhif trén,

hàm truyén cùa bò loc hoàn toàn là nghich dào cùa hàm truyén he thòng chùa bié't dé'n

Bò tré là rat càn thié't de dàm bào tinh thói gian thifc cùa bò loc Trong he loc òn , bò

loc thich nghi xoay òn lò'i vào n(k) tró thành cùng hoac co tifdng quan lón han vói òn

cùa tin hieu s(k) do vày loc difóc òn Khi bò loc hòi tu, lèi e(k) sé là Uóc lUóng tòt ve

òn cùa s(k) Trong he dif doàn ( hình 6d ), bò loc dif doàn lòi vào hién hành cùa s(k)

là y(k) bang càch dùng càc màu trifóc dò s(k-l), s(k-2), Né'u bò loc thich nghi difóc

thi cho lèi e(k) rat nhò va i;(k) là iióc lifóng dùng cùa s(k) He này thifóng difóc

dùng de làm trc?n càc tin hieu hay là nén (mò hình hoà ) mot tin hieu theo càc he so dif

doàn

2 CAC GIAI THUAT THICH NGHI

Xù li tin hieu thich nghi hay giài thuàt thich nghi cho càc bò loc thich nghi ( hoac bò

càn bang ) hàu hé't déu difa trén kl thuàt hình phuang tèi thiéu ma nò là và'n de ce'

bàn de giài mot phifdng trình tuyé'n tinh Ax = y chifa difóc xàc dinh

Trong dò A là ma tran kénh chù nhàt kich thUóc (mxn) dUcfc dinh nghìa bao

gòm càc khò'i diéu che', kénh va giài diéu che' nhif biéu dién trong hình difói day Né'u

m > n thi sé co nghiém A là ma tran chù nhàt do vày khòng thè tinh ma tran nghich

dào va do vay chùng ta thifóng phài làm cho Av gàn giòng y thi càng tòt bang

càch làm cho lèi cùa Ax-y là bè nhàt Kì thuàt bình phifdng tòi thiéu nhàm tòi giàn

norm-2 cùa e tue là :

e = (\\Ax-y\\J = (Ax-yYiAx-y) (2.2)

Resolve ISI with Equalization bv DSP TMS320C5416

De tài QC 05-11

De giàm thieu e , ma tran A phài bié'n doi nhó viéc dùng bò loc thich nghi

( hay bò càn bang ) mac nói tié'p vói kénh truyén , càc he so cùa bó loc thich nghi phài difóc nàng càp de tìm già tri tòi thiéu cùa lèi bình phifc?ng trung bình ( MMSE ) giùa vector tin hieu mong muòn d(k) va vector tin hiéu nhàn difcfc y(k) cùa vector tin hieu

lòi vào x(k) tai màu thù k ( nhU trong hình_4 ) Do vay :

do Vày: >v.,, = R-'P (2.7)

Biéu thùc (2.7) difóc goi là biéu thùc Wiener-Hopf co thè tinh du'óc nhu'ng vói

chi phi tinh toàn rat cao Do vay trén thifc te , càc giài thuàt thich nghi thuóng su dung

kl thuàt do dòc ca sa (gradient base) ma giài thuàt lèi bình phifdng tòi thiéu LMS thuóng

difcfc su dung Khi dò :

Né'u chùng ta lày trung bình ( hay làm trcfn ) V^ ta thu du'óc ;

E\V,] = E{-2e{k)x{k)} = E{-2[d{k)-w'{k)x{k)]x{k)} = 2RMk)-2P - V,,

Biéu thùc (2.9) phài lUa chpn kich thùc bifóc thich nghi /i mot càch phù hcfp de

làm càn bang càc yé'u tò khàc nhau giùa tò'c dò hói tu va lèi bình phifcfng trung binh con

dif lai (MSRE) Né'u // lón thi nhanh hói tu nhifng MSRE sé lón Trong thifc te ^

thifóng difóc chon :

0 ^ /i ^ KTT\ ~ 0 < M < —r ^ ^ (2-10)

A^ E[X^ {k)\ N [Input Sig Power)

hàng so thói gian hòi tu

A lui Sig Power

3 BÓ C A N BANG MIÉN THÒI GIAN -TEQ

Bò càn bang mién thói gian - TEQ (Time-domain Equalizer) difóc su dung trong

che tram thu phàt da tàn rói rac (DMT) trong diéu che' da song mang (MCM) nhàm muc

dich rùt ngàn dàp Cfng dc^ xung hiéu dung toàn bó cùa he thòng truyén dàn Khi dò

dàp Cfng dc?n xung kénh hiéu dung phài difóc ngan lai bang càch difa tin hieu thu difese

qua mot bò càn bang mién thói gian trifóc khi giài diéu che' TEQ - ve ca bàn dò là bó

loc thich nghi co the diéu chinh difóc - difóc su dung de nhàm diéu khièn dò tré va dàp

Resolve ISI with Equalization bv DSP TMS320C5416

DètàiQC05'll

ùng bién do tai càc tàn so nào dò di dat difóc mot dac tinh dòng nhàt trén toàn bò

bang thòng, tu dò làm giàm nhiéu xuyén biéu tifóng (ISI) Vói toc dò tuyén dàn thàp,

ngifói ta hoàn toàn co thè thu thàp càc màu thò'ng ké difóc gùi qua mang va xàc dinh

dac tinh trung binh cùa kénh rói thi thié't ké' bò càn bang bù trù co dinh Tuy nhién khi

tò'c dò truyén dàn cao thi khòng thè làm difóc nhU vay do tin hieu dù liéu hoat dòng

trong vùng tàn so phi tuyé'n cùa kénh truyén trén tuyé'n cùa nò va do vay càc dac tinh

thay dòi rat nhiéu va mat khàc khòng thè dif doàn trùóc du'óc kièu òn khi ké't nói trong

mang dien thoai chuyèn mach còng còng

r —

Hình 8 : Mò hình kènh vói bò càn bang

Mot bò càn bang ve ca bàn là mot day càc bò tré càc thòng so (tap) lòi vào vùa

co thè difóc dat trifóc bang càch kiém tra tin hiéu mot càch tuàn hoàn vói dù liéu

difóc truyén vùa tifOng thich va lién tue du'óc diéu chinh bòi mot he thòng phàn hòi

phù hcfp vói giài thuàt nào dò

trong dò W(T) là dàp bò càn bang mién thói gian Vói he thòng rói rac di = T, do vày

T = nT , t = kT ò day T là thói gian là'y màu tin hiéu, k là so màu cùa tin hiéu trong

khoàng thói gian t , vay tin hiéu rói rac lò'i ra :

n=0

Nhif ta dà bié't , dò dai cùa tién tò Cp it nhàt bang h -^1 , trong dò h là dò dai

dàp Cfng dan xung cùa kénh De nàng cao hieu qua bang thòng kénh truyén va nàng cao

dung lifóng truyén dàn thi diéu càn thié't là phài giàm dò dai cùa Cp càng nhiéu càng

tò't né'u co thè ISI khi dò cùng difóc giàm thiéu nhó sif hc^ nhàt cùa bò loc FIR va

TEQ trong thié't bi thu trifóc khi DFT nhó bó làm ngàn dò dai hieu dung dàp Cfng don

xung cùa kénh CIR [13]

Hình 9 cho ta sa dò khò'i cùa TEQ bao gòm mot tàng thUc hién tré A màu vói

bò Ipc FIR co dàp Cfng dc^ xung mong muòn (TIR) vói dò dai b màu [14] Nhif dà

thay trong hinh 9 tàng trén là càc thùc thè vat ly ( kénh truyén , bó càn bang ) trong

khi dò tàng difói dcfn giàn chi là càc khò'i tifc^g Cfng vói càc biéu thùc toàn hoc

chù khòng phài là càc thùc thè vat ly Tai tàn so lày màu chuan thi thói gian tré nàm

trong khoàng tu ^ = 1 tói 50 màu cho hàu hé't moi tuyé'n vòng thué so thUc dang

dxiac su dung (CSA) Mot mò hình tuyé'n truyén dàn co thè dnac xàc dinh trong [15]

hoac trong [16] Dò lech e(k) là sif khàc nhau giùa dàp Cfng dcfn xung biéu tifóng thu difóc (SIR) va dàp Cfng dcfn xung biéu tifóng mong muòn (TIR)

— ^ + +

Hình 9 : TEQ làm ngan lai dàp Cfng don xung Dat dàp Cfng xung cùa bó càn bang là w=( WQ, WJ, , w^.-^ T va dàp Cfng xung cùa TIR là b={ bo, bi, , b^.i )^ Khi dò lech difóc dat bang zero thi bò thu SIR

tifcfng difCng vói bò thié't ké' TIR ve dò tré vói A màu Do dò dai TIR difóc chi

dinh bòi dò dai Cp ma chùng ta co 3 thòng so càn difóc xàc dinh tòi ifu : b , A va w

Day là phifCng phàp su dung cà ép buóc doan -''tap" don vi trén TIR làn ép

buòc nàng lifcfng dcfn vi trén cà (b) làn (w) va sau cùng là cho MSE thàp nhàt [17] [18]

va u) = (WQ, WJ, , WM.I) , hàm ttfong quan R^ là ma tran [NxN] phàn tu' , R^^ là ma

tran [MxM] , R^^ là ma tran [MxN] phàn tu' con R^^ là ma tran [NxM] phàn tu De thay

De tài QC 05 11

Biéu thùc trén là vector còt vói N phàn tu Biéu thùc này con du'óc goi là

nguyén ly trùc giao cho e va x vi thè' R^b = R^^w cùng là vector còt vói N

phàn tu Tùcfng tu ta co

RvyW = R^b (3.6a) Vày: w = R^-^R^b (3.6b) Thay thè' (3.5) vào (3.6) ta co

MSE = b'^(R,,-R,,R,;^R^)b

= b'R^,,b (3.7)

De trành b=[0] khi cho MSE = 0 chùng ta già dinh trén b chi co duy

nhàt mot "tap" bang 1 tai vj tri /

Khi d ò : b^ et = 1 (3 8)

tue là vector dcfn vi e, = (0, 0, , i , 0, ,0)^ vói 1 tai vi tri / Su dung (3.8) vói

(3.5) phifcfng phàp Lagrange tìm cùc tiéu cho toàn tu À theo b

Càc bò xù li so tin hiéu ( DSP ) co rat nhiéu ifu diém : 1) DSP cho phép Iqp

trình cho cac he thóng xù li so , de dàng nàng cdp hai; càu hinh lai he thong 2) Rat

on dinh ve nhiet dò va chóng lai su già hoà cùa cac linh kien 3) Cho dò làp lai rat cao va 4) Co dò chinh xàc tòt theo \;èu càu cùa nguòi dùng Ngoài ra DSP con co

càc ùu diém khàc nhif : 5) Cho phép luu trù va trui^én dòn dù lièu, 6) cho phép xù

li vói càc giài thuàt phùc tap , 7) co khà nàng phàt hien va hieu chinh lòi va 8) co già thành thdp hcfn so vói càc bò xù li tin hièu Analog cùng hai Rat nhiéu Cfng

dung cùa DSP nham thié't ké'bò loc ( IIR, FIR, Kalman ) , bò nhàn chap, xù li tifc^g quan , bié'n dòi ( DFT, FFT, DCT, ) va ma hoà ( Hufman, Trellis, ) Càc bó xù

li so tin hiéu thifóng difóc dùng khi co dói hòi càc tinh toàn trong thói gian thùc (

Real-Time) do chùng co céiC kié'n trùc tòi ifu Hình 10 cho ta sif dò kié'n trùc cùa

TMS320C5416 [19]

MEMORy

P r o g r a m ROM

«rt^fT/rc»

40 Bit BaiTel ( - 1 M 3 1 )

AODfi£ SS

ALU

40 Bit ALU

<Viterbt) EXP Encoder

Hình 10 : Sade kién trùc TMS320C54I6

TMS320C5416 cùa Texas Instrument su dung kié'n trùc Harvard nhuTig thay dòi chùt it Nò chùa 1 bus chifcfng trình (PB) va 3 bus dù liéu ( CB, DB va EB) 1 bò

6an vi so hoc va Logic (ALU) 40 bit vói 1 thanh ghi dich cùng 2 bò tich luy 40 bit cho

Resolve ISI with Eqtioli/.ation bv DSP TMS320C5416 13

De tài QC 05-11

phép trifóng so hoc difóc xù ly 32-bit da nhiém Bò nhàn tich luy ( 17bit x 17bit )

vàn hành chi 1 nhip cho phép xif li càc phép toàn hé't sue òn dinh TMS320C5416

co 6 che'dò dia chi cho phép linh hoat ngp, càt va trao doi dù liéu tu CPU vói bó nhó

trong ( RAM-56K, R0M-16K) hay bó nhó mó ròng, tò'c dò cao Càc ngàt (ngat cùng va

cà ngàt mém) sé giùp xif ly hay dinh chi càc thao tàc de vàn hành càc dich vu ngàt theo

2 che'dò maskable va non-maskable tai nhiéu vi tri , nhiéu mùc ifu tién khàc nhau Tò'c dò xù ly cho 1 vàn hành trén 1 nhip cho càc lén dà'u phay co dinh tu 25ns cho tói lOns (tue là khoàng 40MIPS)

TMS320C5416 chOfa mot tap lénh vói 6 mùc dùóng òng Mòi mot trang thài difóng òng difóc dòc làp vói nhau do vay nò cho phép càc lénh vàn hành chóng là'p lén nhau Tu do tai bat kì mot nhip mày cho trifóc thi mot trong sàu lénh co thè difóc tàc dòng , mèi mot giai doan khàc nhau difóc hoàn thien Càc giai doan cùa mòi mot lénh difóng òng bao gòm Prefetch-Fetch-Decode-Access-Read-Exe/Write Giai doan Prefetch tinh toàn dia chi cùa càc lénh dat vào PAB Giai doan Fetch là'y lénh khi su dung PB Lénh này tié'p tue difóc giài ma hoac bién dich ( giai doan Decode ) Trong giai doan Access , lénh xàc dinh dia chi cùa thao tàc , dat vào DAB và/hoac CAB Khi thao tàc dà difóc tap hóp va dat vào DB và/hoac CB ( co thè là EAB né'u là lénh vié't ) thi cuòi cùng lénh dà difóc hoàn thien

Difóng òng cho phép nhiéu lénh du'óc nap vào CPU dòng thói va tat nhién de su dung càc lénh difóng òng là diéu rat khó khan khi tò chùc chifchng trình dù ràng chùng cho ta càc xif ly so phùc tap trong thói gian thùc Chùng co thè dùóc thùc hién trong

chUcrtig trình nhó sU phò'i hop càc lén goi CC{ D ) va ré nhành co diéu kien B( D ) khi

kiém tra CC Do vay mòi mot lénh mày difese coi là vàn hành trong 1 chu ki nhip CPU

va chùCng trình du'óc vàn hành òn dinh ve toc dò xù li , dàp ùng yéu càu thói gian thùc cùa xùly so tin hiéu

Kit TMS320C5416 vói càc cóng cu tao ma ca bàn CCS IDE co khà nàng gó ròi

va phàn tich tien trình thói gian thùc Khi thié't làp CCStudio, nò cho phép ngaói dùng cà'u hình phàn mém CCStudio IDE de làm viéc vói nhiéu phàn cùng va mò phòng mong

muòn khàc nhau Nò con cho phép sif dung càc tuy chpn de tao ra càc cà'u hình riéng

cùa ngifói dùng tu cau hình chuan cùa DSP TMS320C5416

CCS {Code Composer Studio^) cùa Texas Instrument hinh thành nén ca sa tao

ra càc giao dien trong he diéu hành Windows hay Unix (Linux) cho phép soan thào

chifdng trình trén 2 ngòn ngù làp trình ce' bàn : Hop ngù - Assembly va ngòn ngù C

CCS cho phép bién lién ké't càc chifCng trìng ngòn ngù ( C, ASM ), dich ma , nap ma

tu PC vào kit DSP TMS320C5416 qua giao dien USB , giàm sàt va diéu khièn thói

gian thùc càc tié'n trình vàn hành trén kit DSP Phàn mém này co thè du'óc su dung mò

phòng trèn nén MATLAB de ifóc lùóng càc tham so ban dàu hay hoat dòng cùa he

5 CÀC GIÀI THUÀT THU' CHO TEQ HE THÓNG DMT-MCM

Trifóc khi truyén dù liéu theo phùOng phàp DMT, chùng ta càn bang kénh bang

càch dùng bò càn bang co dò dai hCfu han m, sao cho hàu hé't nàng lifcfng cùa toàn bò

dàp ùng nàm trong cùa so co dò dai / Né'u / là dò dai cùa tién tò tuàn hoàn ( CP )

gàn vói phàn dàu cùa tCfng khung DMT, thi khung so liéu va toàn bò dàp Cfng cùa kénh

va bò càn bang sé dùóc xoan (convolved) vòng, va dàu ra cùa kénh trong mién tàn so sé

cho ké't qua là mot phàn tu bang càch nhàn phàn tu cùa so liéu mién tàn so vói toàn bó

dàp Cfrig tàn so cùa kénh Bài toàn càn bang co thè difóc goi là mot bài toàn tòi thiéu

hoà: Vày ta muòn giàm thiéu sai so giùa bà't ky mot dàp Cfng xung ÓOn co dò dai / va

dàp Cfng xung dc^n do viéc dat thém mot bò càn bang phia sau kénh

Nhù dà thay trong phàn 3 , theo ly thuyé't de tìm du'óc TEQ tò'i uli, ta phài giài

N phUc?ng trình 3.12 sao cho b^^^ = bj =^ min MSE (!) Diéu này là mot

van de hé't sue khó khan khi phài thùc hién xif li thói gian thùc do so lifóng tinh toàn là

rà't lón ( vói N=512, m = 1 =32 thi R,^ là ma tran [512x548] cho 512 phu'cmg trinh )

do vay tìm 1 giài thuàt gàn dùng cho TEQ là diéu càn thié't nhàm giàm thiéu chi phi tinh

toàn Trifóc hé't chùng ta dùng phàn mém MATLAB nhàm mò phòng TEQ de u-óc

lùóng càc tham so càn thié't

Giai thuàt thù TEQ MMSE trèn MATLAB

Già su cho trifóc dàp ùng kénh bang h va bò càn bang bang W, khi dò dàp ùng

toàn bò sé bàng6 = / i * ^ Muc dich là tao ra b co dò dai / Do viéc dat du'óc

diéu này mot càch chinh xàc là hàu nhù bat khà thi ve mat tinh toàn, tham chi ngay cà

trén ly thuyé't, nén ta muòn co d\iac mot cùa so co kich thùóc / vói hàu hé't nàng

lùdng cùa b nàm trong cùa so này Phàn nàng lifcmg nàm ngoài cùa so chinh là òn

trong ^càc khung làn càn, do dò ty le nàng lùóng trong cùa so so vói nàng lu'gng ngoai

cùa so sé là mot SNR giò'ng nhù tinh hiéu dung cùa bó càn bang

Muc dich cùa giài thuàt thù này de thié't ke dàp ùng dc^ xung hùu han (FIR) càn

bang UJ vói L+1 "tap" sao cho dàp Cfng kénh dà du'óc càn bang iv*h xàp xi vói

Resolve ISI with Equalization bp DSP TMS320Cr>416 15

DétàiQC05'll

dàp ùng dc?n xung mién th(M gian gòc ( SIR ) tuy y b chi co v+1 màu khàc zero

ké nhau Trong dò h, { i = 0,1 v.| là dap Cfng ÓOn xung cùa kénh thói gian rói rac

Óuac cho trifóc Giài thuàt thù này co thè difóc thUc hién trifóc khi khói tao thié't làp ket

noi truyén dàn DMT MCM trén DSL (off-line) hoac co thè difóc thùc hién dinh kì sau khoàng thói gian han dinh trong khi truyén dàn DMT MCM (on-line)

Hình 12 chi ra giài thuàt thù ca bàn 1 chuòi (nhi phàn) già ngàu nhién difóc

dùng de tao ra 1 vector thù X mién tàn so co dò dai N Bié'n dói IFFT co dò dai

N dùóc thùc hién de co vector thù mién thcrt gian x Vector thù x này sau dò sé

difóc gùi nhiéu làn qua kénh de tao nén 1 tin hiéu tuàn hoàn co chu ki N Tai mày thu, vector thu 6\Jac y dò dai N ÓUac xàc dinh bang còng thùc sau :

Y = x*h + n

Rad EU " " ^

Phal

DAC toc

1-1 Kcinh

b opi

ADC Loc U

» i GHÌnii r Rnd

ItiJ

W

opl

Hinh 12 : Giài thuàt thù de con bang dàp ùng dan xung

Trong dò n là vector òn thu du'óc Dòi vói hàu hé't càc kénh thòng tin co mùc òn

bò xung trung binh zero thi ành hùóng cùa òn khòng dàng ké khi chùng ta lày trung bình già tri quan sàt dùóc cùa y trong 1 khoàng thói gian dai Khi dò y sé duyc coi

là nhàn chap tuàn hoàn cùa x va h Mot bàn sao dia phùc?ng cùa x tai mày thu

cùng vói y sé difóc dùng de thù SIR, tinh b , w va dò tré A cùa bò càn bang FIR

nhù sau :

• Uóc lùóng phò tin hiéu thù nguòn X ,

• Uóc lùóng phò tin hiéu thu Óuac Y

\jàc lùóng phò tàn so kénh truyén H

Xày dùng ma tran tu tùc?ng quan tin hiéu thù nguòn (R^)

Xày dùng ma tran tu tùc?ng quan tin hiéu nhàn qua kénh co òn [R^]

Xày dùng ma tran tùcfng quan giùa tin hiéu thù nguòn va tin hiéu nhàn (R^^)

Thifc hien vòng làp càc thù tue sau :

i) Nàng cdp R^,^ : Nàng càp R^iy dùóc thùc hién lién tue nhàm tinh ma

tran tifc?ng quan tòi ifu giùa tin hiéu nguòn va tin hieu truyén qua kénh

co nhiéu

ii)

iii)

Nàng càp b^^^ : b^p^ difóc tinh trén ca sa tinh già tri riéng cùa vector opt

riéng cùa ma tran tifdng quan R^i^ theo dò tré doan cùa bó dàp Cfng ddn xung mong muòn (TIR)

Nàng cdp w^^^ : w^p^ dùóc nàng càp trén ca sa hàm tifcfng quan giùa

so liéu nguón va so liéu truyén qua kénh co nhiéu va vector b^p^ dùóc tinh trén day theo biéu thùc (3.6)

min(MSE)

Già tri w^pj dat difóc tai

Vóng làp thùc hién trong khoàng D^^^ dé'n D,

"j QTuan - TEQ Ngan dap ung don Kung kerm <h'V^5£}

File Edit View Insert Toois Window Help

Tre(nnin) w-tap

16 1.71033 4.85e10"G

nl2sl

Enlef Exit

Tin hieu thu

im 2CD 3X1 un SDD

Dap ung don xung kenh duoc lam ngan it goc

Hinh 13 : Giao dién chuong trinh mò phòng TEQ trén MATLAB

Dùa trén dai thuàt dùóc miéu tà nhù trén , mot chùcfng trình mò phòng TEQ lam ngàn dàp Cfng dc^ xung hiéu dung kénh trén mòi trùóng MatLab dùóc dà vié't Mò hinh

kénh su dung CSA Loop^l [20] Chifdng trình cho ta hình ành ve dàp Cfng ÓOn xung

kénh gòc va difóc làm ngan Tò'c dò bit dat difóc tuy theo mò hình kénh co thè dat tói trén 8Mb/s va lèi bình phùc'ng trung bình cùa he nhò nhàt tói 10'"^ Giao dién cùa

chùdng trình dùóc mò tà nhù hình 13 Dàp ùng àan xung kénh gòc màu xanh co so

doan khà lón (>100-tap) va difóc làm ngan lai theo mong muòn (32-tap) màu dò

Chùc^g trình mò phòng con cho ta ké't qua miéu tà su phu thupc toc dò bit vào so doan dù kié'n cùa bò càn bang TEQ Ké't qua cùa chùdng trinh mó phóng dà

Resolve ISI with Equali/.ation òy DSP TMS320C5 Tn r: :—

D A I HOC Q U O C GIÀ H>^ - \ ; ,

TRUNG TÀM THÒNG TIN THU VIÈN

17

D€tàiQC05'll

dùóc so sành vói càc ké't qua cùa càc chu'c'ng trình khàc thié't ké' TEQ làm ngan dàp ùng ddn xung hiéu dung kénh su dung giài thuàt giàm thiéu lèi bình phifOng trung bình

(MMSE), giàm thiéu nàng lifóng cùa dàp Cfng dc?n xung ò ben ngoài cùa so mong

muòn tu dò nàng cao ty so tin hiéu trén òn dà difóc làm ngàn lai (MMSNR) va tòi da toc dò bit (MBR) va cho ké't qua khà quan vói ké't qua sai lech khòng dàng ké

Chùdng trình mò phòng cho ta y tifóng khà nàng vié't càc chifc^g trinh ngòn ngù C va ASM , dich sang ngòn ngù mày ròi nap (nhùng) vào TMS320C5416 lam ngàn dàp Cfng dcm xung kénh hiéu dung trong truyén dàn DMT-MCM trén DSL ( vói toc dò khung dù liéu 4K Frame/sec, thói gian hoàn thành léù li phài < 250)j.sec vói mòi mot khung chùa N = 512 màu ) Theo (3.6) ta co R^yW = R^^b Trong dò R^^ là ma tran tùdng quan chéo vào ra kénh con R, là ma tran tu tifc^g quan lò'i ra kénh Nói

chung thi b sé difóc tinh toàn trùóc tién va su dung (3.6) thi ta sé xàc dinh difóc w Dich cùa vàn de là ta phài thu à\Jac h*w co 1 dò tré tifcrig ùng xàp xi cùa b Né'u

b co càc phàn tu bang zero trong dàp ùng cùa nò thi khi dò w va co thè là h

cùng sé co càc phàn tu zero nhif thè' Theo [21] va [22] thi dàp Cfng dcfn xung mong muòn TIR là ma tran dòi xCfng (v+l)x(v+l)

£9 7 2005

Càc giài thuàt che dò Off-Linc cho DSP

That ra thi khó co the tinh Ó\Jac ma tran R^ trong (3.6) mot càch trUc tiep

Né'u su dung phùc^ng phàp tinh [23] va dùa theo mot thuàt toàn do Jeff Wu ma nhiéu tàc già dà sif dung de giàm bót dò phùc tap khi tinh toàn cùa viéc xày difng càc

ma tran R^ va R^^ là diéu càn thié't Jeff dà thu dùóc thuàt toàn này tu viéc già thié't

ve dàng diéu cùa kénh ADSL Thuàt toàn cùa Jeff tién lói hcfn vi nò dói hòi it phép

còng va phép nhàn han khié'n nò dò nhay càm hc?n vói càc sai so ìiiOng tu hoà

Bang càch su dung càc dac tinh nhàn chap vòng DFT y = x ® li =

IDFT {DFT{x] * DFT[h] ] trong dò " * " chi phép nhàn vector giùa càc phàn tu - phàn

tu tùc?ng ùng thi khi dò phép tinh nhàn chap vóng dùóc thùc hién trong mién tàn so Meo này co thè difóc àp dung cho nhiéu phép toàn nhàn ma tràn-vector vi nhif vói ma tran Toeplitz Su dung phùc?ng thùc này rat co hiéu qua cho càc phép xù ly so tin hiéu FFT/IFFT thùóng dà tòn tai ( hoac co san ) trong phàn cùng DSP

Mot ky thuàt difóc mò tà trong [25] dùa trén LMS mién tàn so Ta ifóc lifóng dàp ùtig loc ( TIR ) toàn bó b bang càch àp dung IFFT vào ké't qua chia dòi FFT cùa dàu

ra cùa bò càn bang nhó veda X dà gùi di ( chuèi training ) Sau dò ta tao cùa so b tói

dò dai cùa tién tò tuàn hoàn va dùng tin hiéu sai so mién thói gian B^X - M/^, V

trong phùCng trình LMS de tinh IV Con B chinh là FFT cùa dàp Cfng toàn bò dà difóc

cifa so hoà, W là FFT cùa bò càn bang difóc cùa so hoà W mói difóc chuyèn vào

mién thói gian bang càch dùng IFFT vào cùa so hoà dé'n dò dai m Diéu này du'óc minh hoa trén hình 15

o 2N phép nhàn de tinh toàn lèi

e Giài thuàt LMS dói hòi 3N phép nhàn

+ 3 — tinh FFT de thu difdc B,

2

Resolve ISI with Equali/.ation bv DSP TMS320Cry4ì6 19

Do dò de N bang 512 cho DMT-MCM trén DSL vói bang thòng 1.1 MHz ta càn

khoàng 1 4 x 5 1 2 + 6 4 x 5 1 2 = 39936 (* ) phép nhàn cho tòng còng 8 khòi theo giài

thuàt trén day

Dòi vói càc thuàt toàn off-line, ta càn tinh toàn difóc mot ifóc lifc^ng dàng tin cày

hoac ve kénh, hoac ve qua trình tu lién ké't hoac lién ké't chéo giùa càc so liéu gùi va

nhàn De co difóc ùóc lifóng tin cày ve kénh, dàu tién ta phài là'y trung binh mot so

lùóng lón càc khung so liéu nhàn dùóc Vi chuèi thù ( training sequence), nhif quy dinh

trong tiéu chuan T I , El là tuàn hoàn vói chu ky bang dò dai cùa khung dò, Ta lày

trung binh mot so khung nham giàm dàng ké ành hifóng cùa òn Sau dò bang càch

chia so trung bình này cho chuèi training ta co thè nhàn difóc mot ifóc lifóng FFT tòt

ve kénh Bang càch thùc hién IFFT ta sé nhàn difóc ifóc lifóng ve dàp Cfng kénh mién

thói gian Ky thuàt này tifc?ng difCng vói viéc àp dung mot day (train) xung dc^ vào lòi

vào vói chu ky bang dò dai cùa kénh va lày trung binh càc dàp ùng xung dc^ nhàn duc'c

No sé cho mot dàp Cfng kénh chinh xàc né'u khòng co òn va sé khòng hieu qua néù cà

ve mat tinh toàn làn khò'i lùóng so liéu càn co né'u nhif dàp Cfng kénh ngàn hc?n nhiéu so

vói kich thùóc cùa khung

Co mot vài càch khàc de ifóc lifóng kénh nhif ifóc lifóng tifc^g quan chéo

giùa lòi vào lò'i ra kénh [26] va khi nhàn lòi ra kénh vói nghich dào cùa mot ma

tran dù liéu già dinh cu thè [27] Né'u bò càn bang là ngan hc'n dàp ùng kénh ( nhu

trong trùóng hcfp cùa DMT) va né'u diéu này difa tói chi càn ma tran tu tifOng quan va

ma tran tifCng quan chéo co kich thifóc nhò thi co thè tinh toàn càc ma tran R này

mot càch trùc tié'p De tinh toàn ma tran tu tùc^g quan cùa dù liéu nhàn du'óc ( mot

ma tran Toeplitz ) chùng ta chi càn ùóc lùóng 1 còt con vói ma tran tifc^g quan chéo

chùng ta phài ùóc lùóng 1 hàng va 1 còt Càc thao tàc này càn Km va K{m-^l]

phép nhàn trong dò K là so ùóc lùóng càn thié't de nhàn difóc ké't qua trung binh là tòt

nhàt Ma tran tu tùc^g quan co kich thùóc mxm con ma tran tifcfng quan chéo c6

kich thùóc mxl

Vector riéng

Mot so bài toàn òdc5c xày dùng nhù mot bài toàn tòi ifu hoà co diéu kien co thè

giài dùóc nhù mot bài toàn tri riéng cùa ma tran tu lién ké't Ngùói ta thùóng trành càch

xày dùng bài toàn nhù vày vi nò dòi hòi phài khai trién thành phàn riéng Tuy nhién

ta sé chi ra ràng mùc dò phùc tap cùa viéc khai trien càc thành phàn riéng co thè bòi di

dàng ké nhó cài tié'n phùc^g phàp còng suà't [23] Dò là viéc tim vector riéng tuc^g

ijftig vói già tri riéng cùa ma tran R Mot thuàt toàn rat co ich Óuiac goi là thuàt toàn

còng suàt, su dung phùdng phàp làp de tìm vector riéng dò Nò hòi tu nhanh vói nghiém khà chinh xàc va giài quyé't càc sai so do su dung khuòn dang so dà'u phay co dinh Tu dò co the tinh toàn dùóc vector he so bó loc va so sành nò vói ké't qua ly thuyé't

Ve mat toàn hoc, bài toàn sé tò'i giàm già tri trung bình E (e^ } trong dò :

Q = (b - bf X Vectcf x là mot vectc' dù liéu cùa càc dàu vào hién dang co tàc dòng dé'n lò'i ra cùa bó càn bang, vecta b cùa dàp Cfng toàn bò va è là b vói so tap

ben ngoài cùa so nàng lùóng tòi da difóc dat bang 0 Ta giói han nàng lifc^ng này trong lòi ra cùa kénh toàn bó bang dc^ vi do vay sé khòng co khuyé'ch dai tin hiéu

Nhù vày, ta muòn giài mìn{(b - bf R^^x (b - bjl tue là b ' R^, b =

7J là ma tran tu tùCng quan cùa vector x ben trong dàp Cfng khàc zero cùa h difese

goi là è , p" thifóng difese bié't trifóc bòi nhiéu càch Bang càch dùng Largrange ,

XX

ta co thè tìm già tri tòi thiéu v^ R^.^v - Àv^ R^v

Bang càch là'y dao hàm va dat biéu thùc bang zero ta co :

Ve ca bàn day là ma tran thu difóc dòi vói dò dai kénh giàm trong càn bang

Viterbi Nghiém vectc? riéng co thè tòng quàt hoà de bao gòm bà't ky mot hàm chi phi

nào co dang bac hai trong v Vi du , co the gòp mot diéu kien ve tinh tran cùa dàp ùng toàn bò vào Trong [28] ành hùóng cùa bò càn bang lén viéc hùy tié'ng vpng dà Óitac

dùa vào trong hàm chi phi Càc vectd riéng là nghich dào cùa già tri riéng tòi da cùa

ma tran nghich dào dò, va vecta riéng ké't hóp cùa nò, Nhù vày co thè dùng phifong

Resolve ISI with Equalization bv DSP TMS320CS416 21

De tài QC 05-11

phàp cóng suàt de tìm vectcf riéng càn thié't sau khi ma tran này Ó\jiac nghich dào

PhùCng phàp còng suàt co thè hòi tu vói nghiém chinh xàc bang càch àp dung lién tié'p càch làm này

Già tri riéng nhò nhàt cùa Vvà già tri riéng dùóc ké't hóp cùa nò là nghjch dào cùa già tri riéng tòi da cùa ma tran nghich dào dò va vector riéng difóc ké't hc^ cùa nò PhùOng phàp còng suàt sé hòi tu tói nghiém dùng bang càch làp lai àp dung càc interation

VK+1 = V ' ^ V K

trong dò Vp; -^ v khi k -> oo Phifcfng phàp nghich dào thifóng khó dat difóc ké't qua mong muòn do càc vàn de phùc?ng phàp tinh so tiém àn do vày ngùói ta thu'óng cài tié'n phùOng phàp cóng suà't de giài làp lai biéu thùc :

Ma tran phia ben trai co thè difóc phàn li de thu du'óc nghiém tinh so òn dinh nhanh Nhifng vói phùc^g phàp này , so phép toàn chia ( cùng nhif nhàn ) là rat lón va phu thuòc vào ( so tap ) cùa bò càn bang (w) va cùa TIR (b) Néù b = w = 32 thi so phép chia hay tifOng difOng so phép nhàn là : 96K + 3X 32" +8x 32^ /3 = 96K +

90453,

Giài thuàt LMS mién thòi gian Off-line

Cà 2 giài néu à trén day mèi giài thuàt déu co mat yé'u hoac chi phi tinh toàn

lón nhiùig cho khà nàng hòi tu nhanh hoac chi phi tinh toàn khà thàp nhifng khà nàng hòi tu chàm hc'n do vay viéc tìm ra càc giài phàp gàn dùng khàc cho chi phi tinh toàn va hòi tu chap nhàn du'óc là vàn de luòn dùóc quan tàm cho càc phifcfng phàp so Difa vào

2 phifcfng phàp trén day, chùng tói thù mot giài thuàt thich nghi [24] du'óc miéu tà nhif trong hình 16 difói day , giài thuàt này difóc dùng theo che'dò off-line Trifóc hé't

chùng ta ifóc lùóng kénh h nhif dà miéu tà ngay trén day Thòng thu'óng chùng ta su

dung mó hình kénh CSAIoop^l [29] cho thuàn tién , dù dò là còng viéc khà dcfn giàn nhùng nò khòng thuòc ve vàn de dùóc xem xét tai day Sau dò chùng ta tien hành càc bùóc sau :

Bat dàu vói già tri nào dò cùa w

a) Dat h là dù liéu lò'i vào bò loc W

b) Tai thói diém n nàng càp w nhó giài thuàt LMS vói sai so bang lòi ra cùa

bò loc b„ va lòi vào bang h Biéu thùc khi dò co dang : w^^i = w„ -^ 2 jjb,^ h Trong dò h là vector difóc tò hcfp cùa càc phàn tu h hién hành trong bp càn

bang va trong lue thùc hién nhù vày , hày kiém tra lò'i ra cùa bò loc này de xù ly

e) Khi lò'i ra vùót qua 1 già tri ngùóng dat trùóc thi già thié't lèi LMS bang zero cho so lòi ra bang /

d) Tié'p tue loc va nàng càp vói toàn bò dò dai cùa h

e) Làp lai càc bùóc trén cho tói khi LMS hòi tu

955-78.5^

69.6^

52.3^

61.1- 34.0^

43,6-^

26.2:1 17.4- 8.?^-

LTÉD 1 i ^f Help, press FI Ln 5^ Col 28 rjUM

-, ^

1 !." X

; start * t WNGSTOfMH:) < /sdQ05416dsk(Spectr f^^TM5320CS4vCodeCù

Nhif vày khàc vói càc giài thuàt ÓUac néu ra trifóc day , theo giài thuàt này - ò che' dò training of-Iine - thay vi dùng càc màu dU liéu du'óc xàc dinh trifóc , chùng la su dung dù liéu chinh là cac he so' cùa dàp ùnq kénh truyén Vat ly ( fi ) difóc lam ngàn lai nhó bò loc thich nghi ( u; ) do vày giài thuàt làm ngan dàp ùTig kénh hieu dung don giàn

De tài QC 05-11

han nhiéu va Óxiac quy ve chù yé'u là giài thuàt cùa bò loc thich nghi ( u; ) co toc dò hói

tu nhanh, dò on dinh cao

Dò phOfc tap cùa tinh toàn trong giài thuàt này chù yé'u nam trong phàn thich nghi

va bang : - m phép nhàn de cho 1 loi ra cùa bò càn bang w

- LMS dòi hòi m phép nhàn

Ben canh dò chùng tòi càn m */ phép toàn trén mòi mot khung de loc trong khi chiia thich nghi de kiém tra lò'i ra cùa bò càn bang Vi thè' trén mòi mot khung

chùng ta càn 2*m* ( N - l ) + m*i phép toàn nhàn Vói m = I = 32 va N = 512

thi giài thuàt càn 31740 phép nhàn trén mot khung va nhi/ vày chi bang 3/4 làn

dò phifc tap cùa giài thuàt it phùc tap ( *) trén day

Chifcfng trình chinh ÓxSac vié't trén nén ngòn ngù* làp trinh C ( minisis.c ) va càc

khói chifc?ng trình con vié't bang hcfp ngCJf cho TMS320C5416 ( du'óc in ra trong phàn phu lue 2 cùa bào cào ) vói càc modul :

• fltoqlS.asm de chuyèn doi khuòn dang dù' liéu tu dàu phay di dòng sang

dang Q15

a ql5tofl.asm chuyèn doi khuòn dang dù liéu ngifcfc lai tu' Q15 sang dàu phay

di dòng

• sqrtv.asm tinh càn bac hai cùa 1 so' 16-bit

• macrosÌMsm chùa 1 so' thù tue de co gang rùt gon 1 so phép toàn

• unpacki.asm chuyèn doi 1 so N phàn tu thifc IFFT lò'i vào thành N/2 phàn

tif phifc cùa IFFT

a csalmat.h chùa dCf liéu càc thòng so' cùa dàp ifng kénh chuan CSALoop^l

difóc dinh nghia cùa ITU va ATSI

0.4 0.3 0.2 0.1

0 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4

Hinh 17 : Dap ùng dan xung kènh hièu dung uà góc

Phàn mém CCStudio"^ cùa Texas Instrument cho càc kit DSP cho phép soan thào, bién dich , lién ké't file ngòn ngif va nap vào TMS320C5416 de vàn hành Chùng ta

dà nhàn difóc càc thòng so' bò Ipc w sao cho dàp ùng dan xung hiéu dung ( b = h*w - màu dò ) co dang nhif hình 17 trén day dà rùt ngàn lai so vói dàp ùng don xung góc h ( màu xanh )

Hình 18 cho ta hình ành difa ra su phu thuòc cùa dò phùc tap khi tinh toàn vói kich thifóc cùa cùa so TEQ De dành già thói gian vàn hành cùa bó càn bang, chùng tói phài kiém tra mot càch khà ti mi so lifóng thao tàc cùa càc lénh trong chifOng trình

thùc hién theo giài thuàt va sa bò làp bang ma cùa minh tifc^ng ùng vói càc dò dai

khàc nhau cùa bò càn bang tifc?ng ùng trong mién tàn so de so sành

Càc phép nhàn dàu phay co dinh chié'm mot so lifóng dù lón càc nhip ( clock ) do

vay viéc kiém soàt va giàm thiéu càc phép toàn nhàn ( chia ) là diéu càn thié't dùac dat ra Ngoài ra càc viéc su dung phép toàn so hoc khàc nhif còng, trù dxiac thay

the'bang càc phép toàn logie nhif XOR, dich trai , dich phài, quay cùng phài difóc xem xét nham su dung toc dò tinh co hiéu qua nhà't Mot TEQ co kich thifóc bang 16-tap hoàn toàn co thè xù ly thói gian thùc vói khoàng 1520000 nhip clock Vói DSP TMS320C5416 co toc dò 300MHz thi thói gian xù ly khoàng 250 ^sec Tuy nhién khi kich thifóc TEQ co so' tap nhiéu hcfn thi so nhip clock lón hc^ nhiéu va do vay thói gian xù ly sé lón hc^n Già tri trung bình du'óc su dung bang 1000 làn lap

- c e:

De tài QC 05-11

xung kénh hiéu dung sao cho dai bào ve cho vóng tién tó ( CP ) cùa 1 bieu tifóng co

thè difóc su dung co hiéu qua nhàt ( giàm thiéu nhiéu xuyén biéu tifóng trong truyén

dàn diéu che' DMT - MCM qua DSL vói CP mong muòn )

Muc tiéu cuà giài thuàt là phài co gang dcfn giàn, tinh toàn so va quan trong

nhàt là nò lap lai nhiéu trén bò loc thich nghi TEQ de tinh tói giàn nàng lifóng trung

bình ben ngoài cùa so mong muón Ngoài ra giài thuàt con phài chù y tói càc sai so

va khà nàng chuyèn dòi càc so dàu phay di dòng sang dàu phay co dinh de chùng co

thè difóc àp dung tinh toàn trong phàn cùng DSP

Chùng tòi chàn thành bay tò long bié't cfn dé'n Gs Nguyén Dinh Thòng dà cho

chùng tòi nhùng y kié'n quy bau de giài quyé't càc khó khan khi thùc hién de tài Chùng

tòi xin chàn thành càm an Gs Vs Nguyén Vàn Hiéu , Ban giàm hiéu Dai hoc Còng

nghé va phóng Sau Dai hoc va nghièn cùu khoa hoc trifóng Dai hoc Còng nghé dà tao

diéu kien cho chùng tòi hoàn thành de tài này

Q'àl lièu Ihaj^t kJuìa

[ I ] M.L.Doelz , ET.Heald and D.L.Martin " Binary Data transmission tecniques for Linear

Syatem " Proc IEEE vol.45 pp.656-661 , May 1957

[2] B.HIrosaki " An Orthogonally Multiplex QAM System Using the Discrete Fourier

Transform" IEEE Trans Comm Voi COM-29 pp.982-989 July 1981

[3] I.Kalet and N.A.Zervos " Optimized Decision Feedback Equalization versus Optimized

Ortliogonal Frequency Division Multiplexing for High-speed Data Transmission Over the Locai Cable Network "IEEE Int'l Conf Commu Ree pp.1080-1085 Sept 1989

[4] J.Fegreus " Prestissimo " Digital Rev p.82-87 Apr 1986

[5] S.B.Weinstein and P.M.Ebert " Data transmission by frequency-devision multiplexing

using the discrete Fourier transform " IEEE Trans, on Communication voi COM-19 , pp

628-634 Oct 1971

[6] L.J.Cimini " Analysis and Simulation of a Digital Mobile Channel Using Orthogonal

frequency Division Multiplexing " IEEE Trans, on Comm voi COM-33 , pp 665-675, July

1985

[7] I.Kalet " The MulliTone Channel " IEEE Trans on Comm, voi 37 pp.119-124, Feb

1989

[8] J.A.C Bingham " Mullicarher Modulation for Data Transmission: An Idea Whose Time

Mas Come_ " IEEE Comm Magazine , voi 28, pp.5-14, May 1990

[9] Nguyén Dinh Thòng , " Adaptive Filters and Equalizers ", University of Technology

Sydney , 2005

[10] Bernarrd Skiar " Digital Communications : Fundamental and Applications " 2*^ editor ,

Prentice Hall 2001

[ I I ] John Proakis " Digital Communications " , Prentice Hall , 2003

[12] Matlab , Communication Toolbox

[13] [P.J.P Melsa , R.C Younce and C E Rohrs " Impulse Responde shortening for

deserete multitone transceivers " IEEE Transations on Communications, voi 44 pp

1662-1672 Dee 1996

[14] G Asian, B.L Evans and S Kiaes " Equalisation for Discrete MultiTone Transceivers

to Maximize Bit Rate " IEEE Transation on Signal Processing voi 49 pp.3123 -3131

Dee 2001

[15] N.Q Tuan N.V Kinh N.D.Thong va N.H Thi " BIT-LOADING IN DESCRETE MULTITONE (DMT) MODULATION ON PSTN SUBSCRIBER IN VIETNAM " - Hòi nghi Quóc té Dién tù-truyén thòng 2004 pp

[16] D.G Messerschmitt , " LINE MODE- A transmission line modeling program " 1999

http://www.isl.stanford.edu/people/cioffi/linemode

[17] N Al-Dhahir and J M Cioffi '' Efficiently computed reduced parameter input-aided

MMSE equalizer for ML detection : A unified approach " IEEE Transaction on Information

Theory" voi 32 pp 903-915, May 1996

[18] Lee , Chow and Cioffi " Performance Evaluation of a Fast " IEEE Juarnal on

Selected Areas in Commu , vol.13,no.9,pp.1564-1570,Dec1996

[19] TMS320C5000 DSP/BIOS Application Programming Interface ( API ) Reference Guide - Texas Instrument , Nov 2001

De tài QC 05-11

[20] Australian Telecommunication Standards Institute, Transmission and Multiplexing^™* ;

Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL)\ Requirements and performance, TESI ETR

[24] Mohammed Nafie and Alan Gathere 'Time-Domain Equalizer training for ADSL"

Texas Instrument Dallas USA, 2000 in Proc IEEE Int Conf on Comm.,voi 2, pp 1085-1089

June1997 138

[25] J Chow, J Cioffi and J Bingham, "Equalizer Training Algorithms for Multicarrier Modulation Systems," ICC proceedings, pp 761-765, 1993 5 D Falconer and F Magee, Jr.,

[26] I Lee and J.Cioffi " A fast Computation Algorithm for the Decision Feedback Equalization " IEEE Transactions On Communication, Voi 43, N o l i , Nov 1995

[27] R Ziegler and J Cioffi " Estimation oftime-varving digitai Radio Channel " IEEE Transactions On Vehicular Technology, V o i 4 1 , No.2, pp.134-151, Feb 1992

[28] P Melsa, R Younce and C Rohrs, "Impulse Response Shortening for Discrete Multitone ransceivers"' IEEE Trans, on Communications, Voi 44, No 12, Dee 1996

io cào tai hói nghi Quoc té IEEE , TENCON 05 , Melbourne Australia 11/2005 )

Viability of a wavelet-based multicarrier

modulation ADSL system

Q T Nguyén is a lecturer at the Vietnam National University, Hanoi, Vietnam, tuannq^\-nu-cdu.vn

D T Nguyén is a Professor at the University of Tasmania, Hobart, Australia, d.t.nguven^f7;utas.edu-au

ract: In this paper the authors make a case for further

y into the viability of a wavelet-based multicarrier

ulation (IMCM) scheme as an alternative to the current

-based system used in an asymmetrical digitai subscriber

(ADSL) Current work on wavelet-based MCM tends to

irly compare the performance of wavelet-based MCM to

of the conventional MCM Biorthogonal wavelet bases

-lic wavelets as commonly used - have a quite different

:ture from the classica! FFT-based harmonic structure

lin each subband in the proposed wavelet-based MCM

m, we have essentially a TDM arrangement Thus a

;let-based MCM system is a combination of orthogonal

I (between translates) and orthogonal scale division

iplex (OSDM) Uniess this particular structure of a

e wavelet-based MCM system can be better understood

exploited for appropriate channel equalisation and

ng and signal demodulation, it will not be meaningful to

)are the performance of a wavelet-based MCM system to

of the current FFT-based system

e: Data Communications, Modems, Wavelet Transform

I INTRODUCTION

em data communication technologies have shown a

-al trend towards schemes of linear modulation for

transmission over dispersive channels Some popuiar

cations of linear modulation are COMA

(Code-ion Multiple Access) and OFDM (Orthogonal

lency Division Multiplex) The general principles of

schemes are that the transmission signal can be made

^a series of "pulses" - preferably from a prescribed

gonal set, modulateci by the input data to be

nitted FFT-based OFDM is the basis for the

HIPERLAN 2 wireless standard [6J and ihe baseband

version of OFDM.- known as Discrete Vlullitonc (DM I )

has been standardised for Asymmetric Digital Subscriber Lines (ADSL) systems [4]

Most current systems emplo> sinusoidal ''pulses" mainK

to take advantage of the efficienc) and ortliotzonaliiN ot the FFT implementation In this paper we are interested

in the future possibility of usiniz more compactl>

supported pulses for linear modulation These finitely supported pulses may be of a windowed complex sinusoid

type, e.g the well-known Gabor systems, a windowed

real-valued sinusoid type e.g Wilson bases [7 8] or compactly supported vvavelels Llìorl has been

concentrated in the design of Windows for improved

frequency localisation, e.g, [7] More reccniK

consideration has also been given to wavelet pulses, in

particular dyadic orthogonal wavelet bases which have

logarithmic subband spacing (i.e constant-Q t>'pe) [8,9]

In lheor> any function that is essentiall\ hoth time-liniucd

and frequency-limited can be used for transmission pulses

However in practice, a chosen set of transmission pulses

have to satisfy a number of requirements in order to enable

uency domain [2] The name MCM and its technology

first promoted by Bingham in 1990 [3] The MCM

:ture above when used for data transmission in HDSL

ADSL have been standardised by ITU G.992.2 in

1999 [4] The ulilised channel bandwidth in ADSL i^

1.104MHz over N/2 = 256 subchannels of 4.3125kHz each Therefore the sampling frequency i s / = 2.208MHz and the IFFT size is A' = 512

ing/modulation maps a block of B incoming bits to

Df A/States (B=log2A/) in the signal constellation, each

ulating a subchannel carrier That is, for each

arrier at frequency nAf, we have a set of M possible

s for the information bearing complex coefficient

, M=16 in 16QAM and 8 in SQAM, etc For

mission, it is more convenient to transmit real signals,

ive obtain N real output samples for each transmitted

ol x{/c) by mirroring and complex conjugating of the

'alues ofX{n) to create an 7V-point input to the IFFT

attraction of IFFT implementation is that, due to the

onic (ortìiogonal) relationship between the

irriers, there is no intercarrier interference (ICI) The

vidth of each subchannel is the DFT's rectangular

vidth Af, and the subchannel response has a sinc(^;r)

ion, hence there is no intersymbol interference (ISI)

lunately, after transmitting through a time-dispersive

channel and also due to finite-lengih implemeniaiion in DFT/IDFT, the orthogonality is destroyed and iSl and IL 1

again occur It is the transient lai! samples ihai spili o\er

to interfere with the next symbol producing ISI This fact

gives rise to the idea of pre-pending a cyclic prefix (CP) of

v samples length to (i) at least covers or guards against the ISI effect of tail samples of the previous s>'mbol response and (ii) makes v(A) appear periodic so tliai ils stead>-stale output is periodic allowing FFT implementation thus avoiding ICI It is obvious that the CPs length has lo cover at least the length of the channel i.e (Z.-Ì), i.e v > (I-I) The channel throughput is decreased by the ratio M(//+v) by the use of CP To maintain high channel bandwidth efficiency, it is necessari lo keep the CP as short as possible ISI is then minimised b\ incorporaiinu

an FIR time-domain equaliser (TEQ) in the receiver betbre

the FFT in order to siiorten the etfective leni^th ol ilie

^ ^ Ì K M i H © ^ l/.y.c -^

• h

LPnot used

Fig 3 : A wavelet-based MCM system (demodulator) g-and h are filler coeffìcients o f t h e anaUsis wiivelei •/(/),

isurethat C/^ = ^i k '" ^^^ absence of the channel

the end-to-end system gain (also called channel

•ix) be

^d, ,S S „ if negligiblelSI/ICI

obvious that in a given resolution (or bandpass) level

eh coefficient at translate position k can be detected

.king inner product

2^-1

=< Z c^^^[(hit) *g^(t- kT)lY^{t-kT)> (9)

2 channel h{t) does not exist, this inner product only

non-zero output at k=k At ali other translate

ions the output should be zero Under the influence

lannel h{t), this inner product is not zero at k^k and

lon-zero value gives a measure of the interference of

arrier at k on a carrier at k in the same given subband

'el / We cali this in-band interference (IBI) and it is

m\i{k;^k)= <y,,k^rik > ^^LUX*^ ^^^^

total in-band interference (IBI) in ali subbands is

8 2 ' - l 2 ' - l

/=0 k k^k"

> (1

Similarly, we define cross-band interference (CBI) as the

interference of a carrier in one subband on another carrier

in another subband (/#/),and it is

G

Itis obvious that (11)+(13) = (14)

Since, as has been pointed out above that the term subchannel does not have meaning in wavelet-based MCM, we are therefore more interested in in-band and cross-band interferences

Note bere that (1) A wavelet subband is significantly wide (at the l'inerì scale, the subband is half the entire channel /?(i)) I he channel therefore distorts ali the wavelet carners in

lorizontal width of these bands gives the extent of the

rbation on the channel matrix due to the channePs

ient response (precursor and tail) As can be seen

Figure 5a, the channel impulse response is significant

in the interval about (-10|ÌS,-F15^S), and this is

ily the width of the band at the finest level

jfore, the common practice of channel shortening

in DMT systems should also be used in

wavelet-1 systems to control the performance of the later We

observe from Figure 4 that both IBI and CBI due to

^ subband (/=(5) of the received signal y{t) are the

L This is because in this subband (0.125MHz

-AHz) the channePs transfer function //(/) changes

causing serious distortion to the carrier pulses It is

(US that in a dyadic wavelet system, the frequency

ization gets worse and worse as the indices grow and

result the transmission wavelets at the fmest scale

: most from orthogonal perturbation In [9] it has

concluded that wavelet-based MCM did not perform

in dispersive channels compared to the conventional

based DMT

/ CONCLUSION AND FUTURE RESEARCH

:hannel matrix provides a powerful picture for the

li assessment of the performance of a set of

nission pulses chosen for linear modulation and

dulation in a multicarrier system under the

bation of a time-invariant dispersive channel

ìogonal wavelet bases - dyadic wavelets as

lonly used, have quite different structure from the

:al FFT-based harmonic structure In the FFT-based

n, each transmission pulse occupies a separate

annel (typical of OFDM) while in the wavelet-based

system, a large number of carrier pulses share the vinie subband of significant bandwidth Thus within each subband, we have essentially an orthogonal TDM arrangement Thus a wavelet-based MCM svslem K a combination of OTDM and OSDM structures Uniess this particular structure of the proposed wavelet-based MCM system can be better understood and exploited for appropriate channel equalisation and loading and signal demodulation, it will not be meaningful and is premature

to compare the performance of a wavelet-based MCM system to that of the current FFT-based svslem 1 he derivation of most theories for DMT-ADSL will have to

be revisited, e.g more suitable equalisation technique and

better water-pouring technique fnr po\\er and bitralc

allocations, before an accurate performance of a based ADSL can be evaluated

wavelet-REFERENCES

[1] S.B Weinstein and P.M Ebert "Data transmission by

frequency-di vision multiplexing using the frequency-discrete Fourier trans torni, ìl.h h

Transaclion on Communications Technology \o\ CUM-Ì9 pp 628-634

October 1971 [2] LJ, Cimini." Analysis and Simulation of a Dieital Mobile Channel

Using Orthogonal Frequency Division MullipIcMiig // /./^ Irans.u if>ii

on Communications, voi COM-33, pp 665-675 Jul\ 1985

[3] J.A.C Bingham, "Multicarrier Modulation for Data Transmission:

An Idea Whose Time Has Come," IEEE Communications Magazine, \ol

28, pp.5-14, May 1990

[4] ITU-T Rec.G.992.2 (06/99), Series G, Splitterless asymmetric digitai subscriber line (ADSL) transceivers

[5] P.J.P Melsa, R.C Younce, and C E Rohrs, "Impulse response

shortening for discrete multitone transceivers." !EEE Transaction on

Communications, voi 44 pp 1662-1672 December 1996

[6] M Aldinger, "A multicarrier scheme for HIPERLAN." Wireless

Personal Communications, voi 4 pp 81-91 1996

[7] H Boicskei P Duhamel, and R Hleiss "Design of pulse shapinp OFDM/OQAM s>stems for high dala-ralc lriin>nit>Mon over \M^ck•^^

channels." Proc of IEEE Int Conf on Communications ilCC)

Vancouver B.C., Canada, pp 559-564, June 1999 [8] Werner Kozek, et al., "A Comparison of Various MCM Schemes." Proc 5"^ International OFDM-Workshop, pp 20.1 - 20,4, Hamburg,

2000

[9] Maria Charina et al., "ISI/ICI Comparison of DMT and wavelet Based MCM schemes for Time Invariant Channels,'"

[10] I Daubechies Ten lectureson wavelets CBMS-NSF Lecture Notes

No, 61, SIAM Philadeiphia 1992

iTng dung bo sù^ li tin hieu so TMS320C5416 nhàm giàm ISI

trong dièu che DMT

Nguyén Quóc Tuàn, Nguyén Viét Kinh Khoa DTVT Dai hoc Cóng nghé, DHQG Ha nói tuannq(S)ynu edu vn, kinhnv(a)ynu edu vn

Abstract: Time-domain equalizer plays a

decisive role in shortening the effective

channel impulse response and reducing

Intersymbol Interference (ISI) and

Intercarrier Interference (ICI) in Discrete

Multitone (DMT) modulation which is

sometimes called Multicarrier Modulation

A Time Domain Equalizer (TEQ) following

the channel generates a shorter effective

channel impulse response than channel

impulse response TEQ is designed such that

it lessens the complexity of matrix

calculation by Minimum Mean Squared

Error (MMSE) and Maximum Shortening

SNR (MSSNR) methods using DSP

rMS320C5416 Texas Instrument in real

time - about 0.59 sec, allowed for equalizer

test for standard ADSL modems and

fixed-point computation

Index terms: Digital Signal Processing,

VIukicarrier modulation, Shortened effective

:hannel impulse response, Time domain

jqualizer, Computation efficiency

1 Giai thiéu

KT thuat dièu che da song mang

MCM) con dugc goi là hop kénh phàn chia

àn so trac giao ( OFDM ) hay co càch nói

diàc là da tàn ròi rac ( DMT ) dà ngày càng

ihàn dugc su chù y trong nhùng nàm gàn

tày do chùng dà dugc chuàn hoà va khai

hàc su dung Càc ùng dung cùa MCM hien

nay bao gòm : chuàn hoà LAN khòng day IEEE802.11a, HIPERLAN2, phàt thanh sé ( DAB ) , truyén hình so ( DVB ) va vòng thué bao so bàt dòi xung ADSL VDSL Dò trành su màt tinh truc giao giùa càc song mang con ma diéu này lai gay ra nhiéu giùa càc song mang ( ICl ) va nhiéu giùa càc biéu tugng (ISI ) , nguòi ta chèn càc tién tò ( CP )

bang càch sao chép v màu cuòi cùng cùa

mòi mot biéu tugng va dat vào vi tri bàt dàu cùa mòi mot biéu tugng dò Tuy nhién khi chèn thém CP vào mòi biéu tugng càn dugc truyén thi sé làm giàm dung lugng tru\én

tin mot lugng N/N+v trong dò !S là kich

thuòc cùa phép bién dòi Fourier

Do vày khi chgn CP dù ngàn de dung lugng truyén tin cao thi mot kT thuàt khà quen thuòc de han che ISI/ICI ma nò gay bòi dò dai CP khòng dù là su dung bò càn bang mién thòi gian ( TEQ ) tai mày thu TEQ co thè coi là bò loc tòi uu co dàp ùng don xung hùu han ( FIR ), nò làm ngàn lai dàp ùng don xung kénh hiéu dung sao cho dò tré qua toàn bò kénh-bò càn bang khòng dai hon

dò dai CP TEQ xàc djnh dugc càc dac tinh cùa kénh truyén thòng qua càc hàm tuong quan - càc hàm tuong quan thuòng là bién dòi theo thòi gian do dò TEQ phài su dung mot giài thuàt nào dò de bién dòi dàp ùng tàn so thòng qua càc he so dò Igi cua bò loc FIR Càch thiét ké TEQ dà dugc nhiéu tàc già nghièn cùu [1 ]- [8 ] Trong dò [5 ] dua ra phuang phàp MSSNR nhàm giàm thiéu nàng