Đồ Án Nghiên cứu điều chế và giải điều chế OFDM

Chương 1.
TỔNG QUAN KỸ THUẬT OFDM
1.1. Giới thiệu về OFDM
Lịch sử OFDM
Mặc dù OFDM được phát minh từ những năm 1950. Nhưng do việc
điều chế dữ liệu các sóng mang một cách chính xác, việc tách các sóng phụ
quá phức tạp và thiếu các thiết bị phụ vụ cho việc thực hiện kỹ thuật nên hệ
thống chưa phát triển vào thời điểm đó. Tuy nhiên sau 20 năm được phát
minh, kỹ thuật OFDM đã được ứng dụng rộng rãi nhờ vào sự phát triển của
phép biến đổi Fourier nhanh FFT và IFFT. Cũng giống như kỹ thuật CDM,
kỹ thuật OFDM được ứng dụng đầu tiên trong lĩnh vực quân sự.
Đến những năm 1980, kỹ thuật OFDM được nghiên cứu nhằm ứng
dụng trong modem tốc độ cao và trong truyền thông di động. Và những năm
1990, OFDM được ứng dụng trong truyền dẫn thông tin băng rộng như
HDSL, ADSL, VHDSL sau đó OFDM được ứng dụng rộng rãi trong phát
thanh số DAB và truyền hình số DVB. Trong những năm gần đây, OFDM đã
được sử dụng trong các hệ thống không dây như IEEE 802.11n (Wi - Fi) và
IEEE 802.16e (WiMAX) và tiếp tục được nghiên cứu ứng dụng trong chuẩn
di động 3.75G và 4G.
Sự phát triển của OFDM
Kỹ thuật ghép kênh theo tần số FDM
Kỹ thuật ghép kênh theo tần số FDM (Frequency Division
Multiplexing) đã được sử dụng một thời gian dài nhằm ghép nhiều kênh tín
hiệu để truyền qua một đường dây điện thoại. Mỗi kênh được xác định bằng
một tần số trung tâm và các kênh được phân cách bởi các dải bảo vệ nhằm
đảm bảo phổ của mỗi kênh không chồng lấn lên nhau. Dải bảo vệ này là
nguyên nhân dẫn tới việc sử dụng băng thông không hiệu quả trong FDM.


Hình sau mô tả việc sử dụng băng thông trong hệ thống FDM
Hình 1.1. FDM truyền thống
Truyền dẫn đa sóng mang
Truyền dẫn đa sóng mang MC (Multicarrier Communication) là một
dạng FDM nhưng được dùng cho một luồng dữ liệu phát và một luồng dữ
liệu thu tương ứng. MC được dùng để chia nhỏ luồng dữ liệu thành các
luồng dữ liệu song song. Luồng dữ liệu cần truyền được chia ra làm nhiều
luồng dữ liệu con. Sau đó, các luồng dữ liệu con này được đưa qua bộ biến
đổi nối tiếp - song song và được truyền song song trên nhiều sóng mang
khác nhau (mỗi luồng con được truyền trên một sóng mang) với tốc độ
truyền thích hợp, nhưng tốc độ truyền dữ liệu trên các sóng mang con phải
thấp hơn nhiều lần tốc độ truyền ban đầu. Tốc độ dữ liệu tổng thể là tổng của
các tốc độ dữ liệu trên tất cả các kênh con. Dạng MC đơn giản nhất chia
luồng dữ liệu vào thành N luồng tín hiệu nhỏ để truyền qua N kênh truyền. N
luồng này điều chế tại N tần số sóng mang khác nhau rồi được ghép kênh rồi
đưa lên kênh truyền. Ở phía thu thì làm ngược lại phân kênh, giải điều chế,
và ghép các luồng dữ liệu song song thành một luồng duy nhất như ban đầu.
N được chọn sao cho độ rộng một symbol lớn hơn nhiều trải trễ của kênh
truyền.