Nâng cao hiệu suất hệ thống thông tin di động sử dụng công nghệ OFDMCDMA luận văn tốt nghiệp đại học

Kỹ thuật OFDM lần đầu tiên đượcgiới thiệu trong bài báo của R.W.Chang năm 1966 về vấn đề tổng hợp các tínhiệu có dải tần hạn chế khi thực hiện truyền tín hiệu qua nhiều kênh con [1].Mặc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI NÓI ĐẦU 3

TÓM TẮT ĐỒ ÁN 5

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ 7

DANH SÁCH BẢNG BIỂU 9

CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 10

Chương 1 KỸ THUẬT GHÉP KÊNH PHÂN CHIA 13

THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO - OFDM 13

1.1 Giới thiệu 13

1.2 Nguyên lý cơ bản của OFDM 13

1.2.1 Sự trực giao trong OFDM 14

1.2.2 Thu phát tín hiệu OFDM 17

1.3 Các vấn đề kỹ thuật trong OFDM 19

1.3.1 Ước lượng tham số kênh 20

1.3.2 Đồng bộ trong OFDM 21

1.3.3 Giảm PARP (Peak to Average Power Ratio) 23

1.4 Kỹ thuật điều chế OFDM 23

1.4.1 Điều chế BPSK 24

1.4.2 Điều chế QPSK 25

1.4.3 Điều chế QAM 28

1.4.4 Mã Gray 29

1.5 Dung lượng của hệ thống truyền dẫn OFDM 30

1.5.1 Dung lượng kênh theo Shannon 30

1.5.2 Dung lượng kênh cho các hệ thống OFDM 31

1.6 Các đặc tính của OFDM 31

1.6.1 Ưu điểm 31

1.6.2 Nhược điểm 32

1.7 Các đặc tính của kênh truyền vô tuyến 32

1.7.1 Đặc tính kênh truyền vô tuyến trong hệ thống OFDM 32

1.7.2 Khoảng bảo vệ 35

1.7.3 Giới hạn băng thông của OFDM 35

Chương 2 KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP KÊNH TRUYỀN ĐA SÓNG MANG PHÂN CHIA THEO MÃ (MC - CDMA) 40

2.1 Giới thiệu chương 40

2.2 Giới thiệu kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã 40

2.2.1 Kỹ thuật trải phổ 40

2.2.2 Các mã trải phổ 46

2.2.3 Nguyên lý của kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA) 50

2.2.4 Máy thu phân tập đa đường RAKE 50

2.3 Giới thiệu về kỹ thuật đa truy nhập kênh truyền đa sóng mang phân chia theo mã (MC – CDMA) 56

2.3.1 Nguyên lý chung của kỹ thuật MC – CDMA 56

2.3.2 Hệ thống MC – CDMA 57

2.3.3 Kênh truyền 62

2.3.4 Nhiễu MAI và nhiễu ICI 64

2.3.5 Các kỹ thuật dò tìm dữ liệu 65

2.3.5.1 Kỹ thuật dò tìm đơn user 65

2.3.5.2 Kỹ thuật dò tìm đa user (MUD) 67

2.3.6 Ưu nhược điểm của hệ thống thông tin di động dùng kỹ thuật MC –

CDMA 71

Chương 3 HỆ THỐNG CẢI THIỆN HIỆU SUẤT CHO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ OFDM/CDMA 73

3.1 Giới thiệu chương 73

3.2 Cấu trúc truyền cho đường downlink sử dụng công nghệ CDMA/OFDM 73

3.3 Hiệu quả hoạt động của bộ thu trong kênh fading Rayleigh 76

3.4 So sánh chất lượng hệ thống OFDM với hệ thống MC – CDMA 76

3.5 Kết quả mô phỏng 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

LỜI NÓI ĐẦU

Thông tin liên lạc là nhu cầu tối thiểu và cực kỳ quan trọng đối với bất

kỳ xã hội nào Xã hội càng phát triển, nhu cầu thông tin liên lạc ngày càngtăng cả về cách thức lẫn chất lượng Thông tin di động là một phương thứcliên lạc phát triển cao đã được con người phát minh, nghiên cứu và phát triển

từ rất sớm Bắt đầu từ các thế hệ thống thông tin di động thế hệ đầu tiên ra đờivào năm 1946, đến nay thông tin di động đang được ứng dụng rộng rãi vàkhông ngừng phát triển một cách mạnh mẽ

Trong thế kỷ 21, thế giới đã chứng kiến sự bùng nổ của thông tin vôtuyến trong đó thông tin di động đóng vai trò rất quan trọng Với nhu cầuthông tin ngày càng lớn, số lượng khách hàng sử dụng thông tin di động ngàycàng tăng, các mạng thông tin di động vì thế được mở rộng ngày càngnhanh.Vì vậy, tăng dung lượng cho các hệ thống thông tin di động là vấn đềhết sức cần thiết hiện nay

Xuất phát từ thực tế trên em đã chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp là

“Nâng cao hiệu suất hệ thống thông tin di động sử dụng công nghệ OFDM/CDMA”.

Cấu trúc đồ án gồm 3 chương:

Chương 1: Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao

Chương 2: Kỹ thuật đa truy nhập kênh truyền đa sóng mang phân chiatheo mã MC – CDMA

Chương 3: Hệ thống cải thiện hiệu suất cho thông tin di động sử dụngcông nghệ CDMA/OFDM

Để hoàn thành được đồ án này, trước hết em xin chân thành cảm ơn

ThS Phạm Mạnh Toàn đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ em trong

suốt quá trình làm đề tài Em cũng xin được gửi lời cảm ơn đến các Thầy, Cô

giáo trong khoa cùng bạn bè đã tạo điều kiện học tập, giúp đỡ em trong suốtthời gian qua.

Trong quá trình làm đề tài, em đã cố gắng rất nhiều song do kiến thứccòn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhậnđược sự phê bình và ý kiến đóng góp của các thầy cô, bạn bè

Nghệ An, ngày …tháng …năm2011

Sinh viên thực hiện Trương Thị Thảo

Nâng cao hiệu suất hệ thống thông tin di động là một vấn đề hết sứcquan trọng nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về số lượng lẫn chất lượngdịch vụ đặc biệt là dịch vụ truyền số liệu đa phương tiện của khách hàng Vìvậy ý tưởng về kỹ thuật đa truy nhập kênh truyền đa sóng mang phân chiatheo mã MC-CDMA (Multi Carrier-CDMA) đã ra đời, dựa trên sự kết hợpcủa CDMA và OFDM MC-CDMA kế thừa tất cả những ưu điểm của CDMA

và OFDM Chính vì vậy, MC-CDMA là một ứng cử viên sáng giá cho hệthống thông tin di động trong tương lai

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sơ đồ quá trình truyền tin 14

Hình 1.2 Cấu trúc trong miền thời gian một tín hiệu OFDM 15

Hình 1.3 Phổ của một tín hiệu OFDM có 5 sóng mang con 16

Hình 1.4 Sơ đồ khối thu phát OFDM 17

Hình 1.5 Biểu đồ không gian tín hiệu BPSK 25

Hình 1.6 Biểu đồ tín hiệu QPSK 27

Hình 1.7 Chùm tín hiệu M – QAM 28

Hình 1.8 Giản đồ IQ của 16 – PSK khi dùng mã Gray 29

Hình 1.9 Các tín hiệu đa đường 33

Hình 1.10 Đáp ứng tần số của tín hiệu OFDM không qua lọc 36

Hình 1.11 Đáp ứng tần số của tín hiệu OFDM sử dụng bộ lọc FIR với chiều dài cửa sổ bằng 3 36

Hình 1.12 Cấu trúc symbol sử dụng dải bảo vệ dạng cos nâng 39

Hình 2.1 Sơ đồ khối điều chế và khối giải điều chế DS – SS 42

Hình 2.2 Phổ của tín hiệu trước và sau khi trải phổ 43

Hình 2.3 Phổ của tín hiệu FH – SS 44

Hình 2.4 Sơ đồ khối tạo và thu tín hiệu FH – SS 45

Hình 2.5 Sơ đồ khối tạo và thu tín hiệu TH – SS 46

Hình 2.6 Mạch thanh ghi dịch để tạo chuỗi PN 47

Hình 2.7 Quá trình trải phổ và nén phổ trong kỹ thuật CDMA 50

Hình 2.8 Truyền sóng đa đường và lý lịch trễ công suất 51

Hình 2.9 Máy thu phân tập đa đường RAKE 52

Hình 2.10 Mô hình hệ thống DS – SS gồm k người sử dụng 53

Hình 2.11 Sự kết hợp giữa OFDM và CMDA 56

Hình 2.12 Sơ đồ khối máy phát MC – CDMA 57

Hình 2.13 Sơ đồ khối máy thu MC – CDMA 58

Hình 2.14 Sơ đồ khối hệ thống MC – CMDA 58

Hình 2.15 Sơ đồ máy phát của hệ thống MC – CDMA 59

Hình 2.16 Sơ đồ máy thu của hệ thống MC – CDMA 61

Hình 2.17 Ảnh hưởng của kênh truyền fading có tính chọn lọc tần số lên từng băng tần hẹp 62

Hình 2.18 Bộ phát hiện MC – CDMA đơn user 65

Hình 2.19 Sơ đồ bộ triệt nhiễu song song nhiều tầng 70

Hình 3.1 Cấu trúc truyền sóng dựa trên công nghệ OFDM/CDMA 74

Hình 3.2 Đồ thị so sánh hai hệ thống OFDM và MC – CDMA 77

Hình 3.3 Giao diện mô phỏng hệ thống

Hình 3.4 Hiệu suất hệ thống MC – CDMA tuyến xuống với các loại kỹ thuật phát hiện đơn user

Hình 3.5 Hiệu suất hệ thống MC – CDMA tuyến xuống dựa trên các loại kỹ thuật phát hiện đa user

Hình 3.6 Hiệu suất hệ thống MC – CDMA tuyến xuống sử dụng kỹ thuật PIC

CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Thuật

Line

Đường dây thuê bao số bất đốixứng

mã

Spectrum

Trải phổ bằng cách phân tánphổ trực tiếp

Line cao

tối thiểu

SS Spread Spectrum Trải phổ

nhảy thời gian

thời gian

nhanh

điện áp

Chương 1 KỸ THUẬT GHÉP KÊNH PHÂN CHIA

THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO - OFDM

1.1 Giới thiệu

Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM (Orthogonal FrequencyDivison Multiplexing) là một kỹ thuật truyền thông tin đa sóng mang xuấthiện từ những năm 1960 Kỹ thuật này cho phép truyền tốc độ cao (hàngMbps) trên đôi cáp đồng thông thường Kỹ thuật OFDM lần đầu tiên đượcgiới thiệu trong bài báo của R.W.Chang năm 1966 về vấn đề tổng hợp các tínhiệu có dải tần hạn chế khi thực hiện truyền tín hiệu qua nhiều kênh con [1].Mặc dù đã được đề cập đến từ rất lâu nhưng mãi cho đến gần đây, kỹ thuậtOFDM mới được quan tâm nhờ có những tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực xử

lý tín hiệu và vi điện tử OFDM là kỹ thuật được ứng dụng rộng rãi trong cácứng dụng vô tuyến và hữu tuyến, nhất là trong các hệ thống thông tin tốc độcao Ngày nay, kỹ thuật OFDM được ứng dụng trong các hệ thống truyền dẫnbăng rộng ADSL/HDSL/VDSL, các hệ thống phát thanh số DAB và truyềnhình số mặt đất DVB – T và mạng Lan không dây…

OFDM đang là ứng cử viên sáng giá cho hệ thống thông tin di động 4G

1.2 Nguyên lý cơ bản của OFDM

Trong OFDM chuỗi dữ liệu đầu vào nối tiếp có tốc độ cao (R) đượcchia thành N chuỗi con song song (từ chuỗi dữ liệu 1 đến chuỗi dữ liệu N) cótốc độ thấp hơn (R/N) N chuỗi con này được điều chế bởi N sóng mang phụtrực giao, sau đó các sóng mang này được cộng với nhau và được phát lênkênh truyền đồng thời, được mô tả như hình 1.1 Ở phía quá trình thu tin thìngược lại

Bản chất trực giao của các sóng mang phụ OFDM cho phép phổ của cácchuỗi con sau điều chế chồng lấn lên nhau mà vẫn đảm bảo việc tách riêngbiệt từng thành phần tại phía thu Nhờ vậy mà hiệu quả sử dụng băng tần tăng

đáng kể và tránh được nhiễu giữa các sóng mang lân cận ICI (Inter-carrierInterference).

Mặt khác, do chuỗi dữ liệu nối tiếp tốc độ cao được chia thành các chuỗicon có tốc độ thấp nên tốc độ ký hiệu của các chuỗi con nhỏ hơn rất nhiều sovới tốc độ của chuỗi ban đầu, vì vậy các ảnh hưởng của nhiễu liên ký tự ISI,của hiệu ứng trễ trải đều được giảm bớt Nhờ vậy có thể giảm độ phức tạp củacác bộ cân bằng ở phía thu

Hình 1.1 Sơ đồ quá trình phát tin

1.2.1 Sự trực giao trong OFDM

Các tín hiệu là trực giao với nhau nếu chúng độc lập với nhau Tínhtrực giao là một tính chất cho phép nhiều tín hiệu thông tin được truyền

và thu tốt trên một kênh truyền chung và không có xuyên nhiễu giữa cáctín hiệu này

Trong OFDM có thể truyền nhiều sóng mang con chồng lấn với nhaunhưng tín hiệu vẫn có thể được khôi phục mà không có xuyên nhiễu giữa cácsóng mang kế cận bởi vì giữa các sóng mang có tính trực giao

a Trực giao trong miền thời gian

OFDM đạt được sự trực giao bằng cách điều chế tín hiệu vào một tậpcác sóng mang trực giao Tần số gốc của từng sóng mang con sẽ bằng một sốnguyên lần nghịch đảo thời gian tồn tại symbol Như vậy, trong thời gian tồn

n đổi nối

tại symbol, mỗi sóng mang sẽ có một số nguyên lần chu kỳ khác nhau Như vậy mỗi sóng mang con sẽ có một tần số khác nhau, mặc dù phổ của chúng chồng lấn lên nhau nhưng chúng vẫn không gây nhiễu cho nhau

Hình 1.2 mô tả cấu trúc của một tín hiệu OFDM với 4 sóng mang thành phần

Hình 1.2 Cấu trúc trong miền thời gian một tín hiệu OFDM

(1a), (2a), (3a), (4a) mô tả miền thời gian của các sóng mang đơn tần với số chu kỳ tương ứng là 1,2,3,4

(1b), (2b), (3b), (4b) mô tả biến đổi FFT của hình a tương ứng

(5a), (5b) mô tả tổng của 4 sóng mang thành phần

Một tập các tín hiệu sẽ trực giao từng đôi một khi hai tín hiệu bất kì trong tập đó thỏa mãn điều kiện:











s

T

t i

K dt t s t s

0

*

0 )

( )

(1.1)

1

(1a) 0

-1

1

(2a) 0

-1

1

(3a) 0

-1

1

(4a) 0

-1

2

(5a) 0

-2

20

(5b) 10

0

20

(4b) 10

0

20

(3b) 10

0

20

(2b) 10

0

20

(1b) 10

0

5 10 15 20 25 30

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Nếu các sóng mang con này có dạng hình sin thì biểu thức toán học của

nó sẽ có dạng:

 )

T t

b Trực giao trong miền tần số

Trong miền tần số các sóng mang con có dạng sinc (sin cardinal), haysin(x)/x Dạng sinc có một búp chính và các búp phụ có giá trị giảm dần vềphía 2 tần số trung tâm của sóng mang con Mỗi sóng mang con có một giá trịđỉnh tại tần số trung tâm bằng 0 cứ sau mỗi khoảng tần số bằng khoảng cách

Hình 1.3 mô tả phổ của một tín hiệu OFDM

Trong đó, (a) là phổ của từng sóng mang con và điểm lấy mẫu tại máythu, (b) là đáp ứng tổng cộng của 5 sóng mang con.

Tính trực giao được thể hiện là tại đỉnh của một sóng mang con bất kỳtrong nhóm thì các sóng mang con khác bằng 0

1.2.2 Thu phát tín hiệu OFDM

a Sơ đồ khối thu phát tín hiệu OFDM

Theo sơ đồ hình 1.4 ta có nguyên lý làm việc của hệ thống OFDM nhưsau:

TX Power

Frequency (carrier spacing)

(b)Hình 1.3 Phổ của 1 tín hiệu OFDM có 5 sóng mang con

TX Power

Frequency (carrier spacing)

(a)

Chuyển đổi song song thành nối tiếp

Giải điều chế sóng mang con

FFT

Loại bỏ khoảng bảo vệ

Khuyếch đại công suất và giải điều chế sóng mang cao tần Dữ

Máy Thu

L0 Sửa lỗi tần số

Chuyển đổi nối tiếp thành song song

Điều chế sóng mang con

Chèn khoảng bảo vệ IFFT

Điều chế sóng mang cao tần

và khuyếch đại công suất

Chèn từ đồng bộ khung

Hình 1.4 Sơ đồ khối thu phát OFDM

Tại máy phát: Chuỗi dữ liệu nối tiếp tốc độ cao được chia thành nhiều

chuỗi dữ liệu tốc độ thấp hơn nhờ bộ chuyển đổi S/P Sau khi các chuỗi dữliệu song song được điều chế vào các sóng mang con sẽ được đưa đi thực hiệnphép biến đổi fourier để tạo sự trực giao giữa các sóng mang Sau khi đã tạođược sự trực giao giữa các sóng mang, các sóng mang con này được đưa vào

bộ biến đổi IFFT Khối này sẽ tính toán các mẫu thời gian tương ứng với các kênh nhánh trong miền tần số

Sau đó, khoảng bảo vệ được chèn vào để giảm xuyên nhiễu ký tự ISI

do truyền trên các kênh vô tuyến di động đa đường Cuối cùng bộ lọc phíaphát định dạng tín hiệu thời gian liên tục sẽ chuyển đổi lên tần số cao đểtruyền trên các kênh

Trong quá trình truyền, trên các kênh sẽ có các nguồn nhiễu gây ảnhhưởng như nhiễu Gausian trắng cộng AWGN

Tại máy thu: Tín hiệu OFDM thu từ anten được chuyển xuống tần số

thấp và tín hiệu rời rạc đạt được tại bộ lọc thu Khoảng bảo vệ được chuyểnđổi từ miền thời gian sang miền tần số bằng phép biến đổi FFT Sau đó, tùyvào sơ đồ điều chế được sử dụng, sự dịch chuyển về biên độ và pha của sóngmang nhánh sẽ được cân bằng bằng bộ cân bằng kênh (ChannelEqualization) Các ký tự hỗn hợp thu được sẽ được sắp xếp ngược trở lại vàđược giải mã Cuối cùng, ta nhận được chuỗi dữ liệu nối tiếp ban đầu

b Sử dụng FFT/IFFT trong OFDM

OFDM là một kỹ thuật điều chế đa sóng mang, trong đó dữ liệu đượctruyền song song nhờ vô số sóng mang phụ mang các bit thông tin Bằng cáchnày ta có thể tận dụng băng thông tín hiệu, chống lại nhiễu giữa các ký tự,…Tuy nhiên, điều bất lợi là một số sóng mang cần có một máy phát sóng sin,một bộ điều chế và giải điều chế của riêng nó, điều này là không thể chấpnhận được khi số sóng mang phụ rất lớn đối với việc thi công hệ thống Nhằmgiải quyết vấn đề này, thuật toán IDFT/DFT có vai trò giống như hàng loạtcác bộ điều chế và giải điều chế

Giả sử tín hiệu x(n) có chiều dài là N (n = 0,1,2,…, N-1) Công thứccủa phép biến đổi DFT là:

0

2 ) ( )

(

N n

N

kn j

e n x k

1 )

k

N

kn j

e k X N n x



Chuyển đổi Fourier nhanh (FFT) là thuật toán giúp cho việc tính toánDFT nhanh và gọn hơn Từ công thức (1.3), (1.4) ta thấy thời gian tính DFTbao gồm:

+ Thời gian phép nhân phức

+ Thời gian thực hiện phép cộng phức

+ Thời gian truyền số liệu.

Trong đó chủ yếu là thời gian thực hiện phép nhân phức Vì vậy, muốngiảm thời gian tính toán DFT thì người ta tập trung chủ yếu vào việc giảmthời gian thực hiện phép nhân phức Mà thời gian thực hiện phép nhân phức tỉ

lệ với số phép nhân Do đó để giảm thời gian tính DFT thì người ta phải giảmđược số lượng phép tính nhanh bằng cách sử dụng thuật toán FFT Để tính

2

2 log

2

Ngoài ra FFT còn có ưu điểm giúp tiết kiệm bộ nhớ bằng cách tính tạichỗ

1.3 Các vấn đề kỹ thuật trong OFDM

OFDM là giải pháp kỹ thuật thích hợp cho truyền dẫn vô tuyến tốc độcao Tuy nhiên, để có thể đem áp dụng vào các hệ thống, có ba vấn đề cầnphải giải quyết khi thực hiện hệ thống sử dụng OFDM:

+ Ước lượng tham số kênh

lý các nhược điểm của OFDM Ngoài ra, để nâng cao chỉ tiêu chất lượng hệthống, người ta sử dụng mã hóa tín hiệu OFDM

1.3.1 Ước lượng tham số kênh

Ước lượng tham số kênh (Channel estimation) trong hệ thống OFDM

là xác định hàm truyền đạt của các kênh con và thời gian để thực hiện giảiđiều chế bên thu khi bên phát sử dụng kiểu điều chế kết hợp (Coherent

modulation) Để ước lượng kênh, phương pháp phổ biến hiện nay là dùng tínhiệu dẫn đường (PSAM-pilot signal assisted Modulation) Trong phươngpháp này, tín hiệu pilot bên phát sử dụng là tín hiệu đã được bên thu biếttrước về pha và biên độ Tại bên thu, so sánh tín hiệu thu được với tín hiệupilot nguyên thủy sẽ cho biết ảnh hưởng của các kênh truyền dẫn đến tín hiệuphát Ước lượng kênh có thể được phân tích trong miền thời gian và trongmiền tần số Trong miền thời gian thì các đáp ứng xung h(n) của các kênh conđược ước lượng Trong miền tần số thì các đáp ứng tần số H(k) của các kênhcon được ước lượng Khi sử dụng PSAM có hai vấn đề được quan tâm:

+ Lựa chọn tín hiệu Pilot: Phải đảm bảo yêu cầu chống nhiễu, hạn chếtổn hao về năng lượng và băng thông khi sử dụng tín hiệu này Với hệ thốngOFDM, việc lựa chọn tín hiệu pilot có thể được thực hiện trên giản đồ thờigian – tần số, vì vậy kỹ thuật OFDM cho khả năng lựa chọn cao hơn so với hệthống đơn sóng mang Việc lựa chọn tín hiệu pilot ảnh hưởng rất lớn đến cácchỉ tiêu hệ thống

+ Thiết kế bộ ước lượng kênh: Phải đảm bảo được độ phức tạp của thiết

bị trong khi vẫn đảm bảo được độ chính xác yêu cầu Yêu cầu về tốc độ thôngtin cao (tức là thời gian xử lý giảm) và các chỉ tiêu hệ thống là hai yêu cầungược nhau Vì vậy, khi thiết kế cần phải dung hòa hai yêu cầu trên

1.3.2 Đồng bộ trong OFDM

Đồng bộ là một trong những vấn đề rất được quan tâm trong kỹ thuậtOFDM bởi nó có ý nghĩa quyết định đến khả năng cải thiện các nhược điểmcủa OFDM Chẳng hạn, nếu không đảm bảo sự đồng bộ về tần số sóng mangthì sẽ dẫn đến nguy cơ mất tính trực giao giữa các sóng mang nhánh, khiến hệthống OFDM mất đi các ưu điểm đặc trưng nhờ sự trực giao này Trong hệthống OFDM, người ta xét đến ba loại đồng bộ khác nhau là đồng bộ ký tự(Symbol synchronization), đồng bộ tần số sóng mang (Carrier frequency

synchronization) và đồng bộ tần số lấy mẫu (Sampling frequencysynchronization).

a Đồng bộ ký tự

Đồng bộ ký tự nhằm xác định chính xác thời điểm bắt đầu một ký tựOFDM Hiện nay, với kỹ thuật sử dụng tiền tố lặp (CP) thì đồng bộ ký tự đãđược thực hiện một cách dễ dàng hơn Hai yếu tố cần được chú ý khi thựchiện đồng bộ ký tự là lỗi thời gian (Timing error) và nhiễu pha sóng mang(Carrier phase noise)

+ Lỗi thời gian: Lỗi thời gian gây ra sự sai lệch thời điểm bắt đầu một

ký tự OFDM Nếu lỗi thời gian đủ nhỏ sao cho đáp ứng xung của kênh vẫncòn nằm trong chiều dài khoảng tiền tố lặp (CP) thì hệ thống vẫn đảm bảo sựtrực giao giữa các sóng mang Trong trường hợp này thì thời gian trễ của một

ký tự được xem như là độ dịch pha của kênh truyền và độ dịch pha này đượcxác định nhờ kỹ thuật ước lượng kênh Trong trường hợp ngược lại, nếu chiềudài của CP nhỏ hơn lỗi thời gian, đó là đồng bộ thời gian dựa vào tín hiệuPilot và đồng bộ thời gian dựa vào tiền tố lặp

Phương pháp đồng bộ thời gian dựa vào tín hiệu pilot được áp dụngcho các hệ thống OFDM mà tín hiệu được truyền đi bằng kỹ thuật điều tần.Trong phương pháp này, bên phát sẽ mã hóa một số tín hiệu đã biết trướcthông tin về pha và biên độ trên một sóng mang phụ Phương pháp này sau đó

đã được điều chỉnh để sử dụng cho cả hệ thống OFDM mà tín hiệu truyền điđược truyền theo kỹ thuật điều biên Thuật toán đồng bộ thời gian sử dụng tínhiệu pilot gồm 3 bước: nhận biết công suất (Power detection), đồng bộ thô(Coarse synchronization) và đồng bộ tinh (Fine synchronization)

+ Nhiễu pha sóng mang: Nhiễu pha sóng mang là hiện tượng không ổnđịnh về pha của các sóng mang do sự không ổn định của bộ tạo dao động bênphát và bên thu

b Đồng bộ tần số sóng mang

Trong đồng bộ tần số sóng mang, hai vấn đề chính được quan tâm đến

là lỗi tần số (frequency error) và thực hiện ước lượng tần số

+ Lỗi tần số: Lỗi tần số được tạo ra do sự khác biệt về tần số giữa hai

bộ tạo dao động bên phát và bên thu, do độ dịch tần Doppler, hoặc do nhiễupha xuất hiện khi kênh truyền không tuyến tính Hai ảnh hưởng do lỗi tần sốgây ra là suy giảm biên độ tín hiệu thu được (vì tín hiệu không được lấy mẫutại đỉnh của mỗi sóng mang hình sin) và tạo ra nhiễu xuyên kênh ICI (vì cácsóng mang bị mất tính trực giao)

+ Ước lượng tần số: Tương tự như kỹ thuật đồng bộ ký tự, để thực hiệnđồng bộ tần số, có thể sử dụng tín hiệu pilot hoặc sử dụng tiền tố lặp Trong

kỹ thuật sử dụng tín hiệu pilot, một số sóng mang được sử dụng để truyềnnhững tín hiệu pilot (thường là các chuỗi giả nhiễu) Sử dụng những ký tự đãbiết trước về pha và biên độ sẽ giúp ta ước lượng được độ quay pha do lỗi tần

số gây ra Để tăng độ chính xác cho bộ ước lượng, người ta sử dụng thêm cácvòng khoá pha (Phase Lock Loop – PPL)

sự đồng bộ

1.3.3 Giảm PARP (Peak to Average Power Ratio)

Tỷ số công suất đỉnh trên công suất trung bình là một trong những hạnchế cơ bản của tín hiệu OFDM Khi tỷ số này cao, việc sử dụng bộ khuếch đạicông suất sẽ không đạt hiệu suất cao vì phải dành dự trữ công suất để tránh

nhiễu phi tuyến Như vậy, giảm PARP là yêu cầu quan trọng của hệ thống sửdụng OFDM.

PARP của một ký tự OFDM là tỷ số giữa giá trị lớn nhất của bìnhphương một mẫu đơn lẻ trên miền thời gian với giá trị trung bình bìnhphương của mẫu này:

2 max

Đối với hệ thống điều chế pha M mức (M-PSK), do các ký tự trongkhông gian tín hiệu chỉ khác nhau về pha trong khi độ lớn bằng nhau nênPARP = 1 Với hệ thống dùng 16QAM, PARP = 1.8

Có hai phương pháp giảm PARP chính:

+ Đưa thêm một số thông tin hỗ trợ (data, mã) vào ký tự OFDM

+ Sử dụng các xử lý không gian tín hiệu (QAM, DPSK) sao cho tínhiệu miền thời gian sau bộ IDFT có PARP thấp

1.4 Kỹ thuật điều chế OFDM

Trong hệ thống OFDM, tín hiệu đầu vào là ở dạng bit nhị phân Do

đó, điều chế trong OFDM là các quá trình điều chế số và có thể lựa chọn trênyêu cầu hoặc hiệu suất sử dụng băng thông kênh

{±1} cho QPSK

Bảng 1.1 Các dạng điều chế trong OFDM

Mô hình điều chế được sử dụng tùy vào việc dung hòa giữa yêu cầu tốc

độ truyền dẫn và chất lượng truyền dẫn

1.4.1 Điều chế BPSK

dụng để biểu diễn các ký hiệu cơ số hai là “0” và “1” [2]

T

E

c b

b

T

E t

S t

f T

E t

ảnh hưởng đến quá trình phân tích nên đặt bằng 0

Mỗi cặp sóng mang hình sin đối pha 180 như trên được gọi là các tínhiệu đối cực

Nếu chọn một hàm năng lượng cơ sở là:

) 2 cos(

2 )

(

Ta có thể biểu diễn BPSK bằng một không gian tín hiệu một chiều

Khi tín hiệu điều chế BPSK được truyền qua kênh chịu tác động củanhiễu Gauss trắng cộng (AWGN), xác suất lỗi bit giải điều chế được xác địnhtheo công thức sau:

0

2

N

E Q

.

2 )

4 ) 1 2 ( )

0 F

S1 S2

Trong đó,

“10”

E: Năng lượng của tín hiệu phát triển trên một ký tự

Khai triển S(t) ta được:

4 1 2 sin

2 2

cos 4 1 2 cos

T t

(1.12)

Chọn các hàm năng lượng trực chuẩn như sau:

) 2 sin(

2 )

2 ) (

( 4

1 2 sin )

( )

4 1 2 cos

4 1 2 sin

i

i

S i

E

i E S





Bảng 1.2 Quan hệ của cặp bit điều chế và tọa độ các điểm tín hiệu điều chế

QPSK trong tín hiệu không gian

Quan hệ của cặp bit điều chế và tọa độ của các điểm tín hiệu điều chếQPSK trong tín hiệu không gian được cho trong bảng 1.2.

phân thành hai tương ứng và được biến đổi mức rồi nhân với hàm trực giaotương ứng

Hình 1.6 Biểu đồ tín hiệu tín hiệu QPSK

Ta thấy 1 tín hiệu PSK 4 mức được đặc trưng bởi một vector tín hiệuhai chiều và bốn bản tin như hình 1.6

1.4.3 Điều chế QAM

Cặp bit

vào

Pha của tínhiệu QPSK

Hình 1.7 Chùm tín hiệu M – QAM Trong hệ thống PSK, các thành phần đồng pha và vuông pha được kếthợp với nhau tạo thành một tín hiệu đường bao không đổi Tuy nhiên, nếuloại bỏ loại này và để cho các thành phần đồng pha và vuông pha có thể độclập với nhau thì ta được một sơ đồ điều mới gọi là điều biên cầu phương điềuchế biên độ sóng mang QAM (điều chế biên độ gốc) Ở sơ đồ điều chế này,sóng mang bị điều chế cả biên độ lẫn pha Điều chế QAM có ưu điểm là tăngdung lượng truyền dẫn số.

Dạng số tổng quát của điều chế QAM, 14 mức (m-QAM) được xácđịnh như sau:

);

2 sin(

2 ) 2 cos(

2 )

T

E t

f a

T

E t

Tín hiệu sóng mang bao gồm hai thành phần vuông góc được điều chếbởi một tập hợp bản tin tín hiệu rời rạc Vì thế có tên là “ điều chế tín hiệuvuông góc”

) 2 sin(

2 )

2 ) (

Mã Gray là một phương pháp cho sự phân phối này, sao cho cácđiểm cạnh nhau trong vòm sao chỉ khác nhau một bit đơn Mã này giúp giảmthiểu tỷ lệ lỗi bit toàn bộ vì nó giảm cơ hội nhiều lỗi bit xảy ra từ một lỗisymbol đơn

Hình 1.8 Giản đồ IQ của 16-PSK khi dùng mã Gray Mỗi vị trí IQ liên tiếp

chỉ thay đổi một bit đơn

Mã Gray có thể được sử dụng cho tất cả các sơ đồ điều chế PSK(QPSK, 8-PSK, PSK, 16PSK) và QAM (16-QAM, 64QAM, 256QAM…)

Bảng 1.3 Bảng mã Gray

0,1,1,0 Imaginary 0,1,1,1 0,0,1,0 0,1,0,1 0,0,1,1

0,1,0,0 0,0,0,1

1,1,0,0 0,0,0,0 Real 1,1,0,1 1,0,0,0 1,1,1,1 1,0,0,1

1,1,1,0 1,0,1,1 1,0,1,0

1.5 Dung lượng của hệ thống truyền dẫn OFDM

Một trong các mục tiêu của điều chế thích ứng là cải thiện dung lượng

Vì thế trong mục này ta sẽ đi vào nghiên cứu các thông số nào ảnh hưởng đếndung lượng của hệ thống và đưa ra công thức để xác định chúng

1.5.1 Dung lượng kênh theo Shannon

Dung lượng kênh phụ thuộc vào tỷ số tín hiệu trên tạp âm (SNR) và độrộng băng thông của tín hiệu được xác định bằng công thức sau:

) 1

(

B

Trong đó C là dung lượng kênh còn B là băng thông

Điều chế thích ứng được sử dụng để thay đổi các thông số điều chếthích ứng theo trạng thái kênh để đạt được dung lượng kênh tốt nhất trongthời điểm xét mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng truyền dẫn Vì thế cầnbiết cách tính toán dung lượng kênh theo các thông số điều chế phù hợp vớitình trạng kênh ở thời điểm xét

1.5.2 Dung lượng kênh cho các hệ thống OFDM

Ta thấy rõ mức điều chế và tỷ lệ mã ảnh hưởng đến dung lượngtruyền dẫn

Trong các hệ thống OFDM, do truyền dẫn song song và thời gian mởrộng định kỳ nên có nhiều thông số quyết định dung lượng hơn.

Xét cho trường hợp đơn giản với giả thiết cấu hình các sóng mangcon giống nhau, nghĩa là tất cả các sóng mang con đều có chung một cấu hình(điều chế, mã hóa, băng thông, công suất…) Lúc này tốc độ bit tổng của hệthống OFDM bằng:

thời gian ký hiệu, B là độ rộng băng tần của tín hiệu thông tin hay số liệu,TFFT là thời gian FFT, khoảng cách sóng mang con là ∆f = 1/TFFT và FSR

là tỷ số thời gian FFT và thời gian ký hiệu OFDM , tốc độ bit tổng được xácđịnh như sau:

sym c

sym sub c

R  ( log2( )) /  ( log2( ))( /  ) /

FSR B M R

T T B M

R clog ( )) ( FFT / sym) ( clog ( ))

Từ công thức (1.20) cho thấy, đối với một sóng mang con hay mộtnhóm các sóng mang con, bốn thông số quyết định tốc độ bit là tỷ lệ mã, mứcđiều chế, độ rộng băng và FSR Trong một hệ thống OFDM ta có thể thay đổicác thông số này để đạt được tốc độ bit tốt nhất nhưng vẫn đảm bảo QoS chohoàn cảnh cụ thể của kênh tại thời điểm xét

1.6 Các đặc tính của OFDM

1.6.1 Ưu điểm

Làm giảm được can nhiễu kí tự ISI và xuyên nhiễu giữa các sóngmang ICI nhờ kỹ thuật giảm tốc độ tín hiệu bằng bộ S/P, chèn bit bảo vệ, cácsóng mang phụ trực giao nhau

OFDM tăng hiệu suất sử dụng bằng cách cho phép chồng lấp nhữngsóng mang con

(số bit/sóng mang con/ký hiệu) x số sóng mang con

Thời gian ký hiệu

Các hệ thống OFDM chịu đựng fading lựa chọn tần số tốt hơn những

hệ thống sóng mang đơn nhờ việc chia kênh thông tin ra thành nhiều kênh confading phằng băng hẹp

OFDM ít bị ảnh hưởng với khoảng thời gian lấy mẫu hơn so với hệthống đơn sóng mang

Sử dụng thuật toán FFT và IFFT làm cho điều chế tín hiệu đơn giản,hiệu quả và các bộ ADC, DAC đơn giản

OFDM chịu đựng tốt nhiễu xung và nhiễu xuyên kết hợp

1.6.2 Nhược điểm

OFDM dễ bị ảnh hưởng của dịch tần và pha hơn so với hệ thống đơnsóng mang Vấn đề đồng bộ tần số trong hệ thống OFDM phức tạp hơn hệthống đơn sóng mang Tần số của sóng mang gây nhiễu cho các sóng mangcon trực giao và gây nên nhiễu liên kênh làm giảm hoạt động của các bộ giảiđiều chế một cách trầm trọng Vì vậy, đồng bộ tần số là một trong nhữngnhiệm vụ quan trọng trong bộ thu OFDM

Hệ thống OFDM tạo ra tín hiệu trên nhiều sóng mang, dải động của tínhiệu lớn nên công suất tương đối cực đại PARP lớn, hạn chế hoạt động của bộkhuếch đại công suất

1.7 Các đặc tính của kênh truyền vô tuyến

1.7.1 Đặc tính kênh truyền vô tuyến trong hệ thống OFDM

a Sự suy giảm tín hiệu

Sự suy giảm tín hiệu là sự suy hao mức công suất tín hiệu khi truyền từđiểm này đến điểm khác Điều này có thể là do đường truyền dài, chướngngại vật và hiệu ứng đa đường Để giải quyết vấn đề này, phía phát thườngđược đưa lên càng cao nhằm giảm tối thiểu số lượng vật cản tối thiểu Cácvùng tạo bóng thường rất rộng, tốc độ thay đổi công suất tín hiệu chậm Vìthế, nó còn được gọi là fading chậm

b Fading lựa chọn tần số

Trong truyền dẫn vô tuyến, đáp ứng phổ không bằng phẳng do có sóngmang phản xạ đến đầu vào máy thu Sự phản xạ có thể dẫn đến tín hiệu đađường của công suất tín hiệu tương tự như tín hiệu trực tiếp gây suy giảmcông suất tín hiệu thu do nhiễu Toàn bộ tín hiệu có thể bị mất trên đườngtruyền băng hẹp nếu không có đáp ứng tần số xảy ra trên kênh truyền.

c Rayleigh fading

Trong đường truyền vô tuyến, tín hiệu RF từ máy phát có thể bị phản

xạ từ các vật cản như đồi, nhà cửa, xe cộ…sinh ra nhiều đường tín hiệu đếnmáy thu (hiệu ứng đa đường) dẫn đến lệch pha giữa các tín hiệu đến máy thulàm cho biên độ tín hiệu thu bị suy giảm

Trong môi trường đa đường, tín hiệu thu được suy giảm theo khoảngcách do sự thay đổi pha của các thành phần đa đường (thay đổi pha là do cácthành phần tín hiệu đến máy thu vào các thời điểm khác nhau đến trễ lantruyền Trễ lan truyền sẽ gây ra sự xoay pha của tín hiệu)

Hình 1.9 Các tín hiệu đa đườngFading Rayleigh gây ra do sự giao thoa (tăng hoặc giảm) bởi sự kết hợpcủa các sóng thu được Khi bộ thu di chuyển trong không gian, pha giữa cácthành phần đa đường khác nhau thay đổi gây ra giao thoa cũng thay đổi, từ đódẫn đến sự suy hao công suất tín hiệu thu được Phân bố Rayleigh thường

được sử dụng để mô tả trạng thái thay đổi theo thời gian của công suất tínhiệu nhận được.

d Tạp âm trắng Gaussian

Tạp âm trắng Gaussian có mật độ phổ công suất là đồng đều trong cả

băng thông và tuân theo phân bố Gaussian Theo phương thức tác động thìnhiễu Gaussian là nhiễu cộng Nhiễu nhiệt sinh ra do sự chuyển động nhiệtcủa các hạt mang điện gây ra là loại nhiễu tiêu biểu cho nhiễu Gaussian trắngcộng tác động đến kênh truyền dẫn Đặc biệt, trong hệ thống OFDM, khi sốsóng mang phụ là rất lớn thì hầu hết các thành phần nhiễu khác cũng có thểđược coi là nhiễu Gaussian trắng cộng tác động trên từng kênh con vì xét trêntừng kênh con riêng lẻ thì đặc điểm của các loại nhiễu này thỏa mãn các điềukiện của nhiễu Gaussian trắng cộng

e Trải trễ

Tín hiệu vô tuyến thu được từ máy phát bao gồm tín hiệu trực tiếp vàtín hiệu phản xạ từ các vật cản như tòa nhà, đồi núi…Tín hiệu phản xạ đếnmáy thu chậm hơn so với tín hiệu trực tiếp do chiều dài truyền lớn hơn Trảitrễ là thời gian trễ giữa tín hiệu đi thẳng và tín hiệu phản xạ cuối cùng đến đầuvào máy thu

Trong thông tin vô tuyến, trải trễ có thể gây nên nhiễu xuyên ký tự ISI,điều này là do tín hiệu sau khi trải trễ có thể chồng lấn đến các ký tự lân cận.Nhiễu xuyên ký tự sẽ tăng khi tốc độ tín hiệu tăng Điểm bắt đầu của hiệu ứngtăng đáng kể khi trải trễ lớn hơn khoảng 50% chu kỳ bit

Trong kỹ thuật OFDM, tốc độ tín hiệu giảm sau khi qua bộ S/P làm chochu kỳ tín hiệu tăng Từ đó làm giảm nhiễu ISI do trải trễ

f Dịch Doppler

Khi bộ phát và bộ thu chuyển động tương đối với nhau thì tần số tínhiệu phía thu không giống phía phát Nghĩa là khi chúng di chuyển cùng chiềuthì tần số nhận được lớn hơn tần số tín hiệu phát, và ngược lại khi chúng di

chuyển ra xa nhau thì tần số tín hiệu thu được giảm xuống Hiệu ứng này gọi

là hiệu ứng Doppler

1.7.2 Khoảng bảo vệ

Thành phần ISI của việc truyền tín hiệu OFDM có thể bị sai do điềukiện của quá trình xử lý tín hiệu, bởi vì máy thu không thu nhận được thôngtin của symbol được truyền tiếp theo Điều này có nghĩa là máy thu cần mộtkhoảng thời gian có độ dài xác định bằng thời gian symbol có ích để có thểxác định được symbol OFDM Khoảng thời gian này gọi là OrthogonalityInterval

OFDM là kỹ thuật có khả năng giải quyết một cách hiệu quả vấn đề trảitrễ đa đường (Multpath delay speard) Bằng cách chia luồng dữ liệu thành Nluồng song song điều chế sóng mang phụ, chu kỳ một symbol được tăng lên

N lần, do đó sẽ làm giảm tỷ lệ giữa trải trễ đa đường với chu kỳ symbolxuống N lần

Tuy nhiên, để loại bỏ ISI một cách gần như triệt để, khoảng thời gianbảo vệ được chèn thêm vào trước mỗi symbol Dải bảo vệ của mỗi symbol làmột phần bản sao của chính symbol đó, có thể là phần đầu hoặc phần cuốihoặc cả hai phần của chính symbol đó

Chèn thêm khoảng bảo vệ làm thời gian truyền của symbol tăng lên, do

đó làm tăng khả năng chịu ISI Mặt khác, mỗi sóng mang con mang một phầntin tức của symbol, dùng một phần symbol làm dải bảo vệ còn tạo cho việctruyền dẫn được liên tục, không có sự ngắt quãng giữa các symbol Dải bảo

vệ cho phép giảm lỗi do sự xê dịch thời gian ở máy thu

1.7.3 Giới hạn băng thông của OFDM

Tín hiệu OFDM trong miền thời gian là tập hợp của một nhóm sóngmang con dạng sin đã được điều chế Mỗi sóng mang con được đặt trong mộtcửa sổ thời gian hình chữ nhật Cửa sổ này đặt giới hạn cho từng OFDMsymbol và quyết định đáp ứng tần số của tín hiệu OFDM được tạo ra

a Lọc băng thông

Lọc băng thông được sử dụng khi tín hiệu được biến đổi từ miền tần sốthành dạng sóng tương tự và ngược lại để ngăn ngừa sự chồng phổ TrongOFDM, lọc băng thông để loại bỏ hiệu quả một số búp sóng trên OFDM Giátrị loại bỏ búp sóng phụ thộc vào dạng bộ lọc được sử dụng

Hình 1.10 Đáp ứng tần số của tín hiệu OFDM không qua lọc

Các bộ lọc số cho độ chính xác, độ dốc đặc tuyến lọc cũng như tínhthích nghi cao hơn các bộ lọc tương tự Do đó, trong hệ thống OFDM sử dụngcác bộ lọc số sẽ rất hiệu quả trong việc hạn chế dãy tín hiệu

Hình 1.11 Đáp ứng tần số của tín hiệu OFDM sử dụng bộ lọc FIR với chiều

Hình 1.10 biểu diễn đáp tuyến tần số OFDM không lọc Hình 1.11 biểudiễn tín hiệu OFDM được lọc băng thông Ở đây các tín hiệu này được lọcbằng bộ đáp tuyến xung hữu hạn FIR và dùng phương pháp cửa sổ để tổnghợp.

Trong thực tế bộ lọc có thể lọc bỏ hoàn toàn các búp sóng phụ, nhưngtính toán bộ lọc phức tạp, thực hiện đắt và nó làm giảm tỷ số tín hiệu trênnhiễu hiệu dụng SNR của hệ thống

Việc lọc tín hiệu cũng cắt bỏ một phần đáng kể năng lượng của cácsóng mang con ở phía ngoài, làm méo dạng các sóng mang con này và gây racan nhiễu giữa các sóng mang con ICI

Bộ lọc có dạng dốc đứng cho phép tách biệt các khối OFDM để đặtchúng rất gần nhau trong miền tần số cải thiện hiệu quả phổ, tuy nhiên nócũng làm giảm tỷ số SNR hiệu dụng

b Độ phức tạp tính lọc băng thông FIR

Việc dùng lọc băng thông số là phương pháp rất hiệu quả để loại bỏ cácbúp sóng bên do tín hiệu OFDM tạo ra Để thực hiện bộ lọc băng thông FIR

số tạp cần thiết tương ứng với:

IFFT: Kích thước FFT được sử dụng để tạo tín hiệu

Ceil: Phép làm tròn về phía lớn hơn

Ví dụ để tạo tín hiệu cần lọc với bộ lọc 24 tap Điều này có thể tính từđặc điểm kỹ thuật tín hiệu Tín hiệu được tạo ra khi dùng kích thước IFFT là

64, do vậy IFFT = 64 Hàm cửa sổ Kaiser với độ rộng quá độ 3 được sử dụng,

dẫn đến suy giảm dải chắn (stop band) là 89dB Công suất búp sóng bên củatín hiệu OFDM không được lọc là -20dB và sau khi lọc là -109dB Độ rộngquá độ của hàm cửa sổ được sử dụng là 3.0 nên số tap cần thiết là:

8

64 0 3

Trong các ứng dụng mà số tap cần thiết trong bộ lọc là lớn (>100), việcthực hiện bộ lọc FIR nhờ dùng FFT có thể hiệu quả hơn

c Ảnh hưởng của lọc băng thông tới chỉ tiêu kỹ thuật OFDM

Trong thời gian symbol có dạng hình chữ nhật, tương ứng với suy giảmdạng sin trong miền tần số Nếu dùng bộ lọc băng thông đến tín hiệu OFDMthì tín hiệu sẽ có dạng hình chữ nhật cả trong miền tần số, làm cho dạng sóngtrong miền thời gian có suy giảm dạng sinc giữa các symbol Điều này choISI làm giảm chỉ tiêu kỹ thuật

Có thể loại bỏ ISI do việc lọc gây ra bằng cách dùng khoảng bảo vệ

có độ dài, bằng việc chọn offset thời gian để đồng bộ giữa các khoảng bảo

vệ Do đó, hầu hết năng lượng ISI bị loại bỏ

d Sử dụng dải bảo vệ dạng cos nâng

Một phương pháp đơn giản để loại bỏ các búp sóng phụ là đặt dải bảo

vệ cho tín hiệu OFDM, giảm biên độ symbol dần về 0 trước khi chuyển sangsymbol khác Điều này tạo ra một sự chuyển đổi mềm dẻo giữa các symbol,

do đó giảm được năng lượng của các búp sóng phụ

Hình 1.12 biểu diễn cấu trúc của một OFDM symbol được chèn dảibảo vệ dạng cos nâng

Dải bảo vệ cos nâng của các symbol có thể chồng lên nhau mà chỉ gây

ra một lượng ISI không đáng kể, máy thu không nhận biết được Ưu điểm của