Luận Văn Nghiên cứu công nghệ MC-CDMA

Đồ án tốt nghiệp năm 2013
Đề tài: Nghiên cứu công nghệ MC-CDMA




MỤC LỤC
Chương 1: Công nghệ CDMA 3
1.1 Giới thiệu chương 3
1.2 Tổng quan về CDMA 3
1.3. Mã trải phổ . 5
1.3.1 Chuỗi mã giả ngẫu nhiên PN . 5
1.3.2.Chuỗi mã trải phổ Walsh-Hardamard 6
1.4 Kỹ thuật trải phổ . 7
1.4.1 Kỹ thuật trải phổ dãy trực tiếp (DS/SS) . 9
1.4.2 Trải phổ nhảy tần (Frequency Hopping Spread Spectrum) . 11
1.4.3 Trải phổ nhảy thời gian (Time Hopped Spread Spectrum) 15
1.5 Chuyển giao . 15
1.5.1 Mục đích của chuyển giao 16
1.5.2 Các loại chuyển giao . 17
1.5.2.1 Chuyển giao mềm và mềm hơn . 17
1.5.2.2 Chuyển giao cứng 18
1.6 Điều khiển công suất trong CDMA . 18
1.6.1. Điều khiển công suất vòng hở (OLPC) 19
1.6.2 Điều khiển công suất vòng kín (CLPC) 20
1.7 Kết luận chương 21
Chương 2: Kỹ thuật OFDM 23
2.1 Giới thiệu chương 23
2.2 Hệ thống OFDM . 23
2.2.1 Sơ đồ khối 23
2.3 Kỹ thuật xử lý tín hiệu OFDM 28
2.3.1 Mã hóa sửa sai trước FEC 28
2.3.2 Phân tán kí tự 28
2.3.3 Sắp xếp . 28
2.3.4 Sử dụng IFFT/FFT trong OFDM . 29
2.3.4.1 Phép biến đổi . 30
2.3.4.2 Ứng dụng FFT/IFFT trong OFDM . 31
2.4 Các vấn đề kỹ thuật trong OFDM . 32
2.4.1 Ước lượng tham số kênh . 33
2.4.2 Đồng bộ trong OFDM 34
2.4.2.1 Đồng bộ ký tự 34
2.4.2.2 Đồng bộ tần số sóng mang . 35
2.4.2.3 Đồng bộ tần số lấy mẫu . 36
2.5 Đặc tính kênh truyền trong kỹ thuật OFDM . 36
2.5.1 Sự suy hao 36
2.5.2 Tạp âm trắng Gaussian . 36
2.5.3 Fading Rayleigh . 37
2.5.4 Fading lựa chọn tần số . 38
2.5.5 Trải trễ 38
2.5.6 Dịch Doppler 38
2.6 Đặc điểm và ứng dụng của kỹ thuật OFDM . 39
2.6.1 Ưu điểm của kỹ thuật OFDM 39
2.6.2 Nhược điểm của kỹ thuật OFDM . 39
2.6.3 Ứng dụng của kỹ thuật OFDM 40
2.7 Kết luận chương 40
Chương 3: Hệ thống MC-CDMA . 41
3.1 Giới thiệu chương 41
3.2 Hệ thống MC-CDM 41
3.2.1 Khái niệm MC-CDMA . 41
3.2.2 Sơ đồ khối 41
3.3 Máy phát 42
3.3.1 Quá trình tạo ra tín hiệu MC-CDMA theo thứ tự sau 42
3.4 Máy thu . 44
3.5 Kênh truyền . 45
3.6 Các kỹ thuật dò tín hiệu ( Detection algorithm) . 47
3.6.1 Phương pháp kết hợp khôi phục tính trực giao ORC . 48
3.6.2 Phương pháp kết hợp khôi phục tính trực giao ORC đỉnh (TORC) . 48
3.6.3 Phương pháp kết hợp độ lợi bằng nhau (EGC) 49
3.6.4 Phương pháp kết hợp tỷ số cực đại (MRC) . 49
3.6.5 Phương pháp kết hợp sai số trung bình bình phương tối thiểu (MMSE)
. 50
3.7 Nhiễu MAI và nhiễu ICI . 50
3.7.1 Nhiễu MAI . 51
3.7.2 Nhiễu ICI 51
3.8 Các phương pháp triệt nhiễu . 51
3.8.1 Phương pháp triệt nhiễu nối tiếp (SIC) 51
3.8.2 Phương pháp triệt nhiễu song song (PIC) 53
3.9 Vấn đề dịch của tần số sóng mang trong hệ thống MC-CDMA . 53
3.10 Giới hạn BER của hệ thống MC-CDMA 58
3.10.1 Phân loại . 59
3.11 Ưu điểm của kỷ thuật MC-CDMA . 61
3.12 Nhược điểm của hệ thống MC-CDMA . 62
3.13 Kết luận chương 62
KẾT LUẬN . 63




LỜI NÓI ĐẦU
Trong xã hội hiện đại ngày nay, nhu cầu trao đổi thông tin là một nhu
cầu thiết yếu. Các hệ thống thông tin di động ra đời tạo cho con người khả
năng thông tin mọi lúc, mọi nơi. Nhu cầu này ngày càng lớn nên số lượng
khách hang sử dụng thông tin di động ngày càng tăng, các mạng thông tin
di động vì thế được mở rộng ngày càng nhanh. Chính vì vậy, cần phải có
các biện pháp tăng dung lượng cho các hệ thống thông tin di động hiện có.
Hệ thống CDMA ra đời và đã chứng tỏ được khả năng hỗ trợ nhiều user
hơn so với các hệ thống trước đó. Hơn nữa, so với hai phương pháp đa
truy nhập truyền thống là phân chia theo tần số FDMA và phân chia theo
thời gian TDMA thì phương pháp truy nhập phân chia theo mã CDMA có
những đặc điểm nổi trội: chống nhiễu đa đường, có tính bảo mật cao, hỗ
trợ truyền dữ liệu với tốc độ khác nhau. Tuy nhiên, trong tương lai, nhu
cầu về các dịch vụ số liệu sẽ ngày càng tăng, mạng thông tin di động
không chỉ đáp ứng nhu cầu vừa đi vừa nói chuyện mà còn phải cung cấp
cho người sử dụng các dịch vụ đa dạng khác như truyền dữ liệu, hình ảnh
và video. Chính vì vậy, vấn đề dung lượng và tốc độ cần phải được quan
tâm. Trong những năm gần đây, kỹ thuật ghép kênh theo tần số trực giao
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), một kỹ thuật điều
chế đa sóng mang, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng vô tuyến
cũng như hữu tuyến. Ưu điểm của OFDM là khả năng truyền dữ liệu tốc
độ cao qua kênh truyền chọn lọc tần số, tiết kiệm băng thông, hệ thống ít
phức tạp do việc điều chế và giải điều chế đa sóng mang bằng giải thuật
IFFT và FFT. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng, ý
tưởng về kỹ thuật MC-CDMA đã ra đời, dựa trên sự kết hợp của CDMA
và OFDM. MC-CDMA kế thừa tất cả những ưu điểm của CDMA và
OFDM: tốc độ truyền cao, tính bền vững với fading chọn lọc tần số, sử
dụng băng thông hiệu quả, tính bảo mật cao và giảm độ phức tạp của hệ
2
thống. Chính vì vậy, MC-CDMA là một ứng cử viên sáng giá cho hệ
thống thông tin di động trong tương lai. Đồ án gồm 3 chương :
 Chương 1: Công nghệ CDMA
 Chương 2: Kỹ thuật OFDM
 Chương 3: Công nghệ MC-CDMA