Sau hơn một tháng nghiên cứu em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Tập đồ án này là kết quả ba năm học tập tại trường Cao Đẳng Công Nghệ Thông Tin Hữu Nghị Việt- Hàn – Khoa Tin Học Ứng Dụng – Chuyên Ngành Tin Học Viễn Thông và em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất của em đến tất cả các thầy cô giáo trong khoa, những người đã tận tâm, nhiệt tình giảng dạy tất cả các môn học để em có kiến thức để thực hiện tốt đề tài này.
Qua đây, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến thầy Dương Hữu Ái, người đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian qua.
Bên cạnh đó, em xin gửi lời cảm ơn của mình đến gia đình, những người đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong việc học tập và động viên giúp đỡ em cố gắng làm tốt đề tài tốt nghiệp.
Sau cùng, là lời cảm ơn đến tất cả các bạn bè, các anh chị trong suốt quá trình học tập tại trường.
Đà Nẵng, ngày 21 tháng 05 năm 2013 Sinh viên
MỤC LỤC i
CÁC TỪ VIẾT TẮT v
DANH MỤC HÌNH vi
DANH MỤC BẢNG viii
LỜI MỞ ĐẦU 1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ OFDM 2
1.1 Giới thiệu chương 2
1.2 Sơ lược về OFDM 2
1.3 Các khái niệm liên quan đến OFDM 2
1.3.1 Hệ thống đa sóng mang 2
1.3.2 Ghép kênh phân chia theo tần số FDM 3
1.4 Biểu diễn toán học của tín hiệu OFDM 3
1.4.1 Trực giao 3
1.4.2 Tạo sóng mang con sử dụng IFFT 4
1.5 Khoảng thời gian bảo vệ và mở rộng chu kỳ 6
1.6 Điều chế trong OFDM 9
1.6.1 Điều chế QPSK 9
1.6.2 Điều chế QAM 10
1.7 Hệ thống OFDM băng gốc 11
1.7.1 Sơ đồ hệ thống OFDM băng gốc 11
1.7.2 Biểu diễn tín hiệu 12
1.8 Đánh giá về kỹ thuật OFDM 13
1.8.1 Ưu điểm 13
1.8.2 Nhược điểm 14
1.9 Kết luận chương 14
Chương 2: ƯỚC LƯỢNG KÊNH TRONG OFDM 15
2.1 Giới thiệu chương 15
2.2 Tổng quan về kênh vô tuyến 15
2.2.1 Suy hao 15
2.2.2 Bóng mờ và Fading chậm 15
2.2.3 Ảnh hưởng đa đường và Fading nhanh 16
2.2.4 Độ trải trễ 16
2.2.5 Độ dịch Doppler 17
2.2.6 Fading lựa chọn tần số và Fading phẳng 17
2.3 Mô hình kênh và ước lượng kênh 18
2.3.1 Mô hình kênh 18
2.3.2 Ước lượng kênh 18
2.4 Các phương pháp ước lượng kênh 19
2.4.1 Phương pháp ước lượng kênh dùng pilot 19
2.4.1.1 Ước lượng kênh dựa trên sự sắp xếp pilot theo kiểu khối 20
2.4.1.2 Ước lượng kênh dựa trên sự sắp xếp pilot theo kiểu răng lược 22
2.4.2 Ước lượng Wiener 23
2.4.2.1 Lỗi ước lượng 25
2.5 Kết luận chương 25
Chương 3: ĐỒNG BỘ TRONG OFDM 26
3.1 Giới thiệu chương 26
3.2 Tổng quan về đồng bộ trong hệ thống OFDM 26
3.2.1 Nhận biết khung 26
3.2.2 Ước lượng khoảng dịch tần số 27
3.2.2.1 Ước lượng phần thập phân 27
3.2.2.2 Ước lượng phần nguyên 28
3.2.3 Bám đuổi lỗi thặng dư FOE 29
3.3 Đồng bộ thời gian 30
3.3.1 Thuật toán đồng bộ thô 33
3.3.2 Thuật toán đồng bộ tinh 34
3.4 Đồng bộ tần số 35
3.4.1 Đồng bộ tần số sóng mang 37
3.4.1.1 Ước lượng khoảng dịch tần số sóng mang sử dụng CP: 37
3.4.1.2 Ước lượng khoảng dịch tần số sóng mang dựa trên chính dữ liệu 38
3.5 Kết luận chương 38
Chương 4: ỨNG DỤNG OFDM TRONG DVB-T 39
4.1 Giới thiệu chương 39
4.2 Tổng quan về DVB-T 39
4.3 Số lượng, vị trí và nhiệm vụ của các sóng mang 40
4.4 Chèn khoảng thời gian bảo vệ 42
4.5 Tổng vận tốc dòng dữ liệu của máy phát số DVB-T 43
4.6 Điều chế tín hiệu 44
4.6 Kết luận chương 44
Chương 5: CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG OFDM 46
5.1 Giới thiệu chương 46
5.2 Mô phỏng hệ thống OFDM bằng simulink 46
5.3 Một số lưu đồ thuật toán của chương trình 48
5.3.1 Lưu đồ mô phỏng kênh truyền 48
5.3.2 Lưu đồ mô phỏng thu phát tín hiệu QPSK 49
5.3.3 Lưu đồ mô phỏng thu phát tín hiệu QAM 50
5.3.4 Lưu đồ mô phỏng thuật toán tính BER 52
5.4 Kết quả chương trình mô phỏng 53
5.4.1 So sánh tín hiệu QAM và QPSK 53
5.5 Kết luận chương 54
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 55
NHÂN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN xxii
Tiếng Anh | Tiếng Việt | |
DAB | Digital Audio Broadcasting | Phát thanh số quảng bá |
DVB | Digital Video Broadcasting | Truyền hình số quảng bá |
DVB-T | Digital Video Broadcasting – Terrestrial | Truyền hình số quảng bá mặt đất |
ETSI | European Telecommunications Standards Institute | Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu |
DFT | Discrete Fourier transform | Biến đổi Furrier rời rạc |
IDFT | Inverse Discrete Fourier Transform | Biến đổi Furrier rời rạc ngược |
IFFT | Inverse Fast Fourier Transform | Biến đổi Furrier ngược nhanh |
MC | Multi Carrier | Đa sóng mang |
SC | Single Carrier | Đơn sóng mang |
AM | Amplitude Modulation | Điều chế biên độ |
FM | Frequency Modulation | Điều chế tần số |
FDM | Frequency Division Multiplexing | Ghép kênh phân chia theo tần số |
OFDM | Orthogonal Frequency-Division Multiplexing | Ghép kênh phân chia tần số trực giao |
COFDM | Code Orthogonal Frequency-Division Multiplexing | Ghép kênh phân chia tần số trực giao có mã sửa sai |
DSP | Digital Signal Processing | Xử lý tín hiệu số |
PCM | Pulse Code Modulator | Điều chế xung mã |
PSK | Phase Shift Keying | Dịch khoá pha |
QAM | Quadrature Amplitude Modulation | Điều chế biên độ cầu phương |
ICI | Interchannel Interference | Nhiễu xuyên kênh |
ISI | Inter Aymbol Interference | Nhiễu xuyên ký tự |
BER | Bit Error Rate | Tỷ lệ lỗi bit |
PAPR | Peak to Average Power Ratio | Tỷ số công suất đỉnh trên công suất trung bình |
RF | Radio Frequency | Tần số vô tuyến |
Có thể bạn quan tâm!
-
Nghiên cứu về OFDM và ứng dụng vào truyền số mặt đất DVB-T - 2 -
Ảnh Hưởng Đa Đường Và Fading Nhanh -
Ước Lượng Kênh Dựa Trên Sự Sắp Xếp Pilot Theo Kiểu Khối
Xem toàn bộ 89 trang tài liệu này.
Tên hình | Trang | |
Hình 1.1[7] | Cấu trúc hệ thống đa sóng mang | 3 |
Hình 1.2[7] | Ghép kênh phân chia theo tần số | 3 |
Hình 1.3[7] | Tín hiệu OFDM có 4 sóng mang con | 4 |
Hình 1.4 [7] | Phổ tín hiệu OFDM với 4 sóng mang con | 4 |
Hình 1.5[20] | Bộ điều chế OFDM | 5 |
Hình 1.6[22] | Chèn khoảng thời gian bảo vệ vào tín hiệu OFDM | 6 |
Bảng 1.1[2] | Thông số của điều chế QPSK | 10 |
Hình 1.8[2] | Biểu đồ không gian tín hiệu QPSK. | 10 |
Hình 1.9[2] | Chùm tín hiệu M-QAM | 11 |
Hình 1.10 | Sơ đồ hệ thống OFDM | 11 |
Hình 2.1[10] | Đáp ứng xung thu được khi truyền một xung RF | 16 |
Hình 2.3[12] | Minh họa fading lựa chọn tần số | 18 |
Hình 2.6[4] | Mô hình hệ thống ước lượng kênh dùng pilot | 20 |
Hình 2.7[4] | Pilot sắp xếp theo kiểu khối | 20 |
Hình 2.8[4] | Pilot sắp xếp theo kiểu răng lược | 20 |
Hình 2.9[18] | Sơ đồ bộ ước lượng kênh theo thuật toán LMS | 23 |
Hình 2.10 | Minh họa cho nguyên lý tính trực giao | 24 |
Hình 3.1 | Quá trình đồng bộ trong OFDM | 26 |
Hình 3.2[8] | Những phần giống nhau của ký tự OFDM | 31 |
Hình 3.3[8] | Ngõ ra của bộ tương quan | 31 |
Hình 3.4[8] | Ngõ ra bộ tương quan được lấy trung bình trên 20 ký tự OFDM | 32 |
Hình 3.5 | Đồ thị thời gian của M1 () và M 2 () | 34 |
Hình 3.6[15] | Đồ thị thời gian của [M1 () M2 ()] | 34 |
Hình 3.7[5] | Lỗi đồng bộ gây ra nhiễu ICI | 35 |
Hình 3.8 | CP trong kí tự OFDM | 37 |
Hinh 4.1 | Sơ đồ khối máy phát DVB-T | 39 |
Sơ đồ khối bộ điều chế số của DVB-T | 40 | |
Hình 4.3[6] | Phân bố sóng mang của DVB-T (chưa chèn khoảng bảo vệ) | 41 |
Hình 4.4[6] | Phân bố pilot của DVB-T | 41 |
Hình 4.5[6] | Phân bố các pilot của DVB-T trên biểu đồ chòm sao | 42 |
Hình 4.6[6] | Phân bố sóng mang khi chèn thêm khoảng thời gian bảo vệ | 42 |
Hình 4.7[6] | Các tia sóng đến trong khoảng thời gian bảo vệ | 42 |
Hình 5.1 | Sơ đồ khối bộ phát và thu tín hiệu OFDM | 46 |
Hình 5.4 | Dạng sóng tín hiệu OFDM truyền | 47 |
Hình 5.5 | Dạng sóng tín hiệu OFDM nhận | 47 |
Hình 5.7 | Chòm sao QPSK sau CE | 47 |
Hình 5.6 | Chòm sao QPSK trước CE | 47 |
Hình 5.8 | Lưu đồ mô phỏng kênh truyền | 48 |
Hình 5.10 | Lưu đồ mô phỏng thu ký tự QPSK | 49 |
Hình 5.9 | Lưu đồ mô phỏng phát ký tự QPSK | 49 |
Hình 5.12 | Lưu đồ mô phỏng thu tín hiệu QAM | 51 |
Hình 5.13 | Lưu đồ mô phỏng thuật toán tính BER | 52 |
Hình 5.14 | Tín hiệu QAM và QPSK phát ở miền tần số | 53 |
Hinh 5.15 | Tín hiệu QAM và QPSK thu ở miền tần số | 53 |
Hình 5.16 | So sánh tín hiệu âm thanh được điều chế bằng phương thức QAM và QPSK | 54 |
Hình 4.2
DANH MỤC BẢNG
Hệ số suy hao đường truyền trong các môi trường khác nhau | 16 | |
Bảng 4.1[22] | Các đặc điểm của tiêu chuẩn DVB-T | 40 |
Bảng 4.3 | Tổng vận tốc dòng dữ liệu | 43 |