Luận Văn Thực hiện hệ thống OFDM trên phần cứng

Thực hiện hệ thống OFDM trên phần cứng (13 trang)

LƯU Ý: TÀI LIỆU CÓ 13 TRANG, ĐƯỢC IN TRÊN TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂM 2009
LƯU Ý: TÀI LIỆU CÓ 13 TRANG, ĐƯỢC IN TRÊN TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂM 2009
TÓM TẮT: Ngày nay, kỹ thuật OFDM (ghép kênh phân chia tần số trực giao) được ứng
dụng trong các hệ thống hệ thống truyền thông số như: DVB-T, WiFi, WiMAX, hệ thống
MIMO[1]. OFDM có thể gửi luồng dữ liệu ở tốc độ cao bằng cách dùng các sóng mang trực
giao. Ngoài ra, kỹ thuật OFDM có thể tránh nhiễu liên ký hiệu (ISI: Inter-symbol interference)
và nhiễu liên kênh (ICI: Inter-carrier interference)[2]. Vì vậy, OFDM đã được xem là một
công nghệ thiết yếu trong truyền dẫn tốc độ cao. Nội dung chính của bài báo là thực hiện hệ
thống thu phát tín hiệu OFDM ở dải gốc (baseband) trên Kit DSP Development sử dụng
FPGA với hỗ trợ phần mềm DSP Builder của hãng Altera. Kết quả nghiên cứu của bài báo có
thể ứng dụng trong giảng dạy và phát triển kỹ thuật OFDM.
Từ khoá: OFDM, DVB-T, WiFi, WiMAX, ISI, ICI
1. GIỚI THIỆU
Ý tưởng về kỹ thuật OFDM xuất hiện từ khoảng năm 1950 trong quân sự[1]. Tuy nhiên,
việc nghiên cứu và ứng dụng phổ biến kỹ thuật này chỉ phát triển rộng rãi trong vài năm gần
đây. OFDM là hệ thống sử dụng hiệu quả băng thông bằng cách dùng các sóng mang con
(subcarrier) trực giao. Trong một symbol OFDM có thể chứa rất nhiều subcarrier mà không
cần phải có khoảng phân cách lớn, nhờ vậy, băng thông được tận dụng hiệu quả. Cùng với đó
là việc thực hiện OFDM khá đơn giản với thuật toán IFFT cho luồng phát và thuật toán FFT ở
luồng thu. Đây là các lý do chính cho sự phổ biến của OFDM trong các hệ thống thông tin
hiện nay và trong tương lai. Bên cạnh đó, việc sử dụng cyclic prefix là một đóng góp quan
trọng giúp kỹ thuật OFDM khắc phục được các hiệu ứng đa đường[2]. Ở nước ta, phần lớn các
nghiên cứu về OFDM chỉ tập trung vào lý thuyết hoặc mô phỏng trên máy tính. Trong khi đó,
mục đính của bài báo này là thiết kế một hệ thống thu/phát tín hiệu ở dải gốc sử dụng kỹ thuật
OFDM trên bộ Kit DSP Development. Nhiều khối của hệ thống được thiết kế cho chuẩn
802.16 (WiMAX).
2. TỒNG QUAN VỀ OFDM
OFDM là kỹ thuật truyền khối. Dữ liệu sau khi thực hiện ánh xạ chòm sao (ví dụ BPSK,
QPSK, QAM, ) thành các symbol dữ liệu ở dạng phức, các symbol dữ liệu này sẽ được sắp
xếp thành từng khối và điều biến trong một nhóm sóng mang con rất sát nhau. Khối sóng
mang con này tạo thành một symbol OFDM. Các luồng dữ liệu có thể điều khiển để chiếm
một hay nhiều kênh con hoặc toàn bộ symbol OFDM. Tín hiệu OFDM được truyền đi là đa
hợp của các luồng dữ liệu này.
2.1.Symbol OFDM
Một symbol OFDM bao gồm N sóng mang con trực giao được điều biến bằng N luồng dữ
liệu song song. Để thuận tiện, tín hiệu OFDM được trình bày ở dạng dải gốc fk, để chuyển
thành dạng dải qua, tín hiệu này sẽ được trộn với sóng mang fc : fk  fc+fk. Mỗi subcarrier có
dạng như sau: