Đồ Án Nghiên cứu và đánh giá kỹ thuật đa truy cập SC-FDMA sử dụng trong truyền dẫn đường lên 3GPP LTE

LỜI NÓI ĐẦU
Bước sang thế kỉ thứ 21, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học kỹ thuật thì viễn thông thế giới cũng có những bước phát triển mạnh mẽ. Trong đó thông tin di động là nghành phát triển mạnh mẽ nhất của viễn thông. Đời sống của con người không ngừng nâng cao dẫn tới nhu cầu sử dụng của con người ngày càng tăng về cả chất lượng và số lượng, các dịch vụ đa phương tiện mới ngày càng đa dạng như: thoại, video, hình ảnh và dữ liệu. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng cao của chất lượng dịch vụ thì các hệ thống thông tin di động không ngừng được cải tiến và được chuẩn hóa bởi các tổ chức trên thế giới. Việc các hệ thống thông tin di động từ 3G tiến lên 4G là điều tất yếu của viễn thông thế giới. 3GPP LTE một chuẩn của tổ chức 3GPP là một trong số các con đường tiến lên mạng di động 4G, với mục tiêu tăng dung lượng truyền dẫn, tăng tốc độ truy cập Web, giảm giá thành dịch vụ cũng như thiết bị đầu cuối, cải thiện chất lượng các dịch vụ hiện tại và tương lai. Để đáp ứng được các tiêu chí đó thì kỹ thuật đa truy cập SC-FDMA là một phương pháp truyền dẫn lý tưởng cho 4G với tốc độ truyền dẫn cao, là một giải pháp tốt cho dung lượng truyền dẫn và tính chọn lọc của các kênh pha đinh trong miền tần số đã được 3GPP LTE sử dụng cho truyền dẫn đường lên. Xuất phát từ đó em đã chọn đề tài : “ Nghiên cứu và đánh giá kỹ thuật đa truy cập SC-FDMA sử dụng trong truyền dẫn đường lên 3GPP LTE”. Trong đồ án này em đi sâu nghiên cứu về phương thức truyền dẫn cách sắp xếp sóng mang, cấu trúc các bộ thu phát, cấu trúc tổng thể khung thời gian đồng thời tiến hành mô phỏng đề so sánh đánh giá PAPR, SER của lược đồ truyền dẫn SC-FDMA với các kiểu sắp xếp sóng mang khác khau với lược đồ truyền dẫn OFDMA.
Nội dung của đồ án bao gồm 4 chương:
Chương 1: Tổng quan về công nghệ LTE
Nội dung của chương giới thiệu về công nghệ LTE và so sánh công nghệ LTE với công nghệ WIMAX. Ngoài ra còn trình bày mục tiêu và yêu cầu cầu của công nghệ LTE.
Chương 2: Các kỹ thuật truy cập vô tuyến trong LTE
Nội dung chương trình bày về các kỹ thuật truy cập vô tuyến như: OFDM, SC-FDMA, MIMO, mã hóa Turbo, thích ứng đường truyền .Ngoài ra còn trình bày một cách khái quát các đặc tính kênh truyền trong công nghệ LTE.
Chương 3: Kỹ thuật đa truy cập SC-FDMA
Trình bày nguyên lý cơ bản của kỹ thuật đa truy nhập SC-FDMA, cùng với các kiểu sắp xếp sóng mang khác nhau đem lại độ linh hoạt cao trong truyền dẫn, phân tích đặc tính PAPR của tín hiệu SC-FDMA. So sánh kỹ thuật SC-FDMA với các lược đồ đa truy nhập khác như OFDMA và DS/CDMA.
Chương 4: Mô phỏng đánh giá SC-FDMA
Chương 4 dựa vào các kết quả nghiên cứu, xây dựng thuật toán,viết chương trình mô phỏng, đánh giá PAPR, môi trường truyền và SER của lược đồ truyền dẫn SC-FDMA với các kiểu sắp xếp sóng mang khác nhau với lược đồ truyền dẫn OFDMA.
Note: Bản Full (Lý Thuyết + Code Matlab )
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN .ii
MỤC LỤC .iii
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT viii
LỜI NÓI ĐẦU xii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LTE
1.1. Giới thiệu về công nghệ LTE và so sánh công nghệ LTE với công nghệ WIMAx 1
1.1.1. Giới thiệu về công nghệ LTE . 1
1.1.2. So sánh công nghệ LTE với công nghệ WIMA .1
1.2. Những mục tiêu và yêu cầu của LTE 3
1.2.1. Tiềm năng và dung lượng hệ thống .4
1.2.2. Hiệu năng của hệ thống .4
1.2.2.1 Thông lượng .4
1.2.2.2 Hỗ trợ di động 5
1.2.2.3. Vùng phủ 6
1.2.2.4 MBMS tăng cường 6
1.2.3. Các khía cạnh liên quan đến triển khai .6
1.2.3.1 Triển khai phổ tần 6
1.2.3.2 Độ linh hoạt phổ tần .7
1.2.3.3 Các vấn đề tồn tại và tương tác với 3GPP RAT .8
1.2.4. Kiến trúc và sự dịch chuyển (migration) .8
1.2.5. Quản lý tài nguyên vô tuyến 8
1.2.6. Các vấn đề về mức độ phức tạp .9
1.2.7. Những vấn đề chung 10
1.3. Kết luận .11
CHƯƠNG 2: CÁC KỸ THUẬT TRUY CẬP VÔ TUYẾN TRONG LTE
2.1 . Các kỹ thuật sử dụng trong LTE .12
2.1.1. Kỹ thuật truy cập phân chia theo tần số trực giao OFDMA .12
2.1.2. Kỹ thuật đa truy cập SC-FDMA .18
2.1.3. Kỹ thuật MIMO 18
2.1.4. Mã hóa Turbo .20
2.1.5. Thích ứng đường truyền .20
2.1.6. Lập biểu phụ thuộc kênh 22
2.1.7. HARQ kết hợp với phần mềm 22
2.2. Một số đặc tính kênh truyền 23
2.2.1. Trễ đa đường .23
2.2.2. Các loại fading 23
2.2.2.1. Rayleigh fading .23
2.2.2.2. Fading chọn lọc tần số và fading phẳng .23
2.2.3. Dịch tần Doppler .24
2.2.4. Nhiễu MAI với LTE 24
2.3. Kết luận 25
CHƯƠNG 3 : KỸ THUẬT ĐA TRUY CẬP SC-FDMA
3.1. Hệ thống đơn sóng mang với bộ cân bằng miền tần số SC/FDE .26
3.2. Nguyên lý truyền dẫn SC-FDMA .27
3.2.1. Sơ đồ khối hệ thống SC-FDMA 27
a. Máy phát SC-FDMA .28
b. Máy thu SC-FDMA .31
3.2.2. SC-FDMA với tạo dạng phổ .32
3.2.3. Sắp xếp sóng mang 34
3.3. Biểu diễn các tín hiệu SC-FDMA miền thời gian .35
3.3.1. Các kí hiệu miền thời gian của IFDMA 35
3.3.2. Các kí hiệu miền thời gian của LFDMA .37
3.3.3. Các kí hiệu miền thời gian của DFDMA .39
3.4. SC-FDMA và OFDMA 41
3.5. Kết luận 42
CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ SC-FDMA
4.1. Giới thiệu .43
4.2. Chương trình mô phỏng .45
4.2.1. Phân tích các đặc tính PAPR của SC-FDMA và kết quả mô phỏng .45
4.2.1.1. Sơ đồ thuật toán 48
4.2.1.2. Kết quả mô phỏng với cùng hệ số α .49
4.2.1.3. Kết quả mô phỏng PAPR với tạo xung và không tạo xung 50
4.2.1.4. Kết quả mô phỏng PAPR với hệ số α khác nhau 52
4.2.2. SER với hệ thống SC-FDMA 53
4.2.2.1. Sơ đồ thuật toán 54
4.2.2.2. Kết quả mô phỏng với các kênh dẫn khác nhau 56
a. Kết quả mô phỏng với mô hình kênh cố định .56
b. Kết quả mô phỏng với mô hình kênh người đi bộ .57
c. Kết quả mô phỏng với mô hình kênh di chuyển tốc độ cao .57
d. Kết quả mô phỏng so sánh mô hình kênh người đi bộ với mô hình kênh di chuyển tốc độ cao .58
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI .58
TÀI LIỆU THAM KHẢO .59