Đồ Án các phương pháp ước lượng kênh trong hệ thống OFDM của WiMAX

LỜI MỞ ĐẦU
1) Đặt vấn đề

Công nghệ OFDM hiện nay đã tìm được sự ứng dụng rộng rãi trong các tiêu chuẩn viễn thông như hệ thống truyền hình số DVB-T, phát thanh số DAB, hay mạng truy nhập Internet băng thông rộng ADSL, Hiện nay công nghệ này đang được ứng dụng trong hệ thống truy nhập Internet không dây băng rộng WIMAX theo các tiêu chuẩn IEEE 802.16 và trong hệ thống di động toàn cầu thế hệ thứ 4 cũng như nhiều hệ thống viễn thông khác.

WIMAX là một công nghệ không dây băng thông rộng mang lại tốc độ kết nối nhiều Megabit và thông lượng cao cho phép truy cập một khối lượng lớn các dữ liệu như phim và các nội dung đa phương tiện, đồng thời có phạm vi phủ sóng rộng giúp mang lại khả năng truy cập tới các dữ liệu trong khoảng cách xa.

Hiện nay nhiều hãng sản xuất các thiết bị điện tử như Laptop, điện thoại và các thiết bị văn phòng khác đã tích hợp các phần cứng cũng như các phần mềm ứng dụng của công nghệ WIMAX vào các sản phẩm của mình để đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao và phong phú của khách hàng.

Các thiết bị WIMAX này đã được kiểm tra về khả năng tương thích với nhau sẽ giúp khách hàng dễ dàng hơn khi chuyển vùng từ hệ thống mạng này sang hệ thống mạng khác với các thiết bị Internet của mình, mang lại cho người sử dụng một trải nghiệm di động luôn được kết nối .

Để tiếp cận và tìm hiểu về công nghệ WIMAX chúng ta hãy đi vào tìm hiểu cơ sở và các ứng dụng của kĩ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM-Othogonal Frequency Division Multiplex ) trong hệ thống WIMAX mà điển hình là kĩ thuật ước lượng kênh truyền trong hệ thống OFDM của WIMAX.
Vì còn nhiều hạn chế về khả năng lẫn kiến thức nên đề tài chỉ nghiên cứu các phương pháp ước lượng kênh trong hệ thống OFDM của WiMAX đề làm nền tảng cho các vấn đề chuyên sâu sau này. Rất mong được sự góp ý của thầy cô và bạn bè trong khoa Điện Tử Viễn Thông-Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng.

2) Kết cấu của đề tài
Đề tài chia làm 4 chương, trong đó 2 chương đầu là những khái niệm lý thuyết cơ bản, chương 3 trình bày các phương pháp và những biểu thức tính toán của ước lượng kênh. Chương 4 là phần mô phỏng để làm rõ những biểu thức tính toán ở chương 3.

Nội dung chính của từng chương như sau:
Chương 1: Tổng Quan Về Hệ Thống WiMAX
Trình bày những vấn đề liên quan đến mô hình của một hệ thống WiMAX cơ bản, những đặc điểm và các ứng dụng của nó đối với quá trình truyền tin trên lý thuyết và trên thực tế.

Chương 2: Kĩ Thuật OFDM Và OFDMA Trong WiMAX
Phần này giới thiệu về cơ sở, đặc điểm cơ bản của kĩ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao và ứng dụng công nghệ OFDM trong WiMAX điển hình là kĩ thuật OFDMA.

Chương 3: Kĩ Thuật Ước Lượng Kênh Trong Hệ Thống OFDM
Mô tả các phương pháp ước lượng kênh và những biểu thức toán học của nó dựa trên đáp ứng xung của kênh.

Chương 4: Mô Phỏng Ước Lượng Kênh
Mô phỏng so sánh sự khác nhau giữa ước lượng MMSE và ước lượng LS. Đề xuất phương pháp giảm kích thước FFT trong ước lượng MMSE và LS.

3) Phương pháp nghiên cứu
Đề tài làm rõ những khái niệm về ước lượng kênh trong OFDM, từ đó dựa vào những biểu thức tính toán, thực hiện mô phỏng so sánh sự khác nhau của ước lượng MMSE và LS.
4) Mục tiêu của đề tài
Từ những kết quả mô phỏng đạt được, rút ra những nhận xét về những ưu điểm cũng như nhược điểm của 2 phương pháp và đề xuất phương pháp giảm kích thước FFT với 2 phương pháp ước lượng trên.




ƯỚC LƯỢNG KÊNH TRONG HỆ THỐNG OFDM CỦA WIMAX
Mục lục

CHƯƠNG 1
Tổng quan về hệ thống WiMAX
1.1 Giới thiệu chương 1
1.2 Giới thiệu hệ thống WiMAX 1
1.2.1 WIMAX là gi? 1
1.2.2 Lịch sử ra đời 1
1.2.3 Đặc điểm của WIMAX 2
1.3 Các chuẩn WIMAX 3
1.3.1 Chuẩn cơ bản 802.16 3
1.3.2 Các chuẩn bổ sung của WIMAX 3
1.4 Các công nghệ sử dụng trong WIMAX 4
1.4.1 Điều chế thứ tự cao hơn 4
1.4.2 Công nghệ OFDM 5
1.4.3 Công nghệ OFDMA 7
1.5 Ứng dụng của WIMAX 9
1.6 Kết luận chương 13

CHƯƠNG 2
Kĩ thuật OFDM và OFDMA trong WIMAX
2.1 Giới thiệu chương 14
2.2 Công nghệ OFDM 14
2.2.1 Cơ sở của OFDM 14
2.2.1.1 Cơ sở trực giao 15
2.2.1.2 Tiền tố vòng CP 19
2.2.1.3 biểu tượng Pilot 21
2.3 Kĩ thuật OFDMA trong WIMAX 21
2.3.1 Cấu trúc biểu tượng OFDMA và kênh con hoá 21
2.3.2 Scalable OFDMA 24
2.3.3 Cấu trúc khung TDD 25
2.4 kết luận chương 27

CHƯƠNG 3
Ước lượng kênh trong hệ thống OFDM
3.1 Giới thiệu chương 28
3.2 Mô tả hệ thống 29
3.3 Các kĩ thuật ước lượng kênh 32
3.3.1 Ước lượng MMSE 33
3.3.2 Ước lượng LS 34
3.4 Giảm kích thước FFT với ước lượng MMSE và LS 36
3.4.1 Mục đích của phương pháp 36
3.4.2 Giảm kích thước FFT với ước lượng MMSE 36
3.4.3 Giảm kích thước FFT với ước lượng LS 37
3.3 Kết luận chương 38

CHƯƠNG 4
Mô phỏng ước lượng kênh
4.1 Giới thiệu chương 39
4.2 Mô phỏng SER dựa trên MMSE và LS 39
4.3 Mô phỏng so sánh ước lượng MMSE và LS 40
4.3.1 Ưu điểm của MMSE 41
4.3.2 Nhược điểm của MMSE 41
4.4 Mô phỏng giảm kích thước FFT với ước lượng MMSE 41
4.4.1 Ưu điểm của phương pháp 41
4.4.2 Nhược điểm của phương pháp 42
4.5 Mô phỏng giảm kích thước FFT với ước lượng LS 43
4.6 Kết luận chương 44
4.7 Hướng phát triển đề tài 44

Tài liệu tham khảo 45
Phần phụ lục 46