Đồ Án Ứng dụng kĩ thuật OFDM vào trong truyền hình số mặt đất DVB_T.

LỜI MỞ ĐẦU



Trong những năm gần đây , kỹ thuật thông tin vô tuyến đã có những bước tiến triển vượt bậc. Sự phát triển nhanh chóng của video,thoại và thông tin dữ liệu trên Internet, điện thoại di động có mặt ở khắp mọi nơi, cũng như nhu cầu về truyền thông đa phương tiện di động đang ngày một phát triển . Việc nghiên cứu và phát triển đang diễn ra trên toàn thế giới để đưa ra thế hệ kế tiếp của các hệ thống truyền thông đa phương tiện băng rộng không dây và tạo nên “ làng thông tin toàn cầu “.

Sự hoạt động của các hệ thống vô tuyến tiên tiến này phụ thuôc rất nhiều vào đặc tính của kênh thông tin vô tuyến như : fading lựa chọn tần số , độ rộng băng thông bị giới hạn , điều kiện đường truyền thay đổi một cách nhanh chóng và tác động qua lại của các tín hiệu.
Nếu chúng ta vẫn sử dụng hệ thống đơn sóng mang truyền thống cho những dịch vụ này thì hệ thống thu phát sẽ có độ phức tạp cao hơn rất nhiều so với việc sử dụng hệ thống đa sóng mang , ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) là một trong những giải pháp đang được quan tâm để giải quyết vấn đề này . Cũng vì những ưu điểm vượt trội của hệ thống đa sóng mang trong môi trường đa đường , nên trong phạm vi nghiên cứu của đề tài này , em đã ứng dụng kĩ thuật OFDM vào trong truyền hình số mặt đất DVB_T.

Tuy nhiên OFDM cũng có những bất lợi so với hệ thống đơn sóng mang như : nhạy với nhiễu pha và tần số offset , tỷ số công suất đỉnh trên công suất trung bình cao sẽ giới hạn hiệu suất hoạt động của bộ khuếch đại RF và vấn đề đồng bộ cũng phức tạp hơn hệ thống đơn sóng mang .

Nội dung của đề tài gồm 5 chương :
Chương 1 : Giới thiệu về kĩ thuật OFDM
Trong chương này trình bày tổng quan về hệ thống OFDM , các phương thức điều chế được sử dụng trong hệ thống OFDM , nhiễu ISI,ICI và chỉ rõ những ưu nhược điểm khi sử dụng hệ thống OFDM.
Chương 2 : Ảnh hưởng của kênh vô tuyến đến truyền dẫn tín hiệu.
Chương này giới thiệu những đặc tính,ảnh hưởng của kênh truyền trong truyền dẫn tín hiệu đồng thời là cơ sở cho việc nghiên cứu trong truyền hình số mặt đất DVB_T .
Chương 3 : Các vấn đề kĩ thuật trong hệ thống OFDM.
Chương này trình bày tổng quan về vấn đề đồng bộ và tỷ số công suất đỉnh trên công suất trung bình (PAPR) trong hệ thống OFDM.
Chương 4 : Ứng dụng OFDM trong truyền hình số mặt đất DVB_T.
Chương 5 : Mô phỏng tín hiệu OFDM.
Chương này trình bày về sử dụng matlab để mô phỏng truyền dẫn tín hiệu OFDM trong truyền hình số mặt đất DVB_T làm việc ở mode 2k.





MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.
MỤC LỤC.
CÁC TỪ VIẾT TẮT
LỜI MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ KĨ THUẬT OFDM
1.1. Giới thiệu chương. . 1
1.2. Khái niệm OFDM. 2
1.3. Nguyên lý OFDM. 3
1.4. Tính trực giao của tín hiệu OFDM. 4
1.4.1. Trực giao trong miền tần số của tín hiệu OFDM. 6
1.5. Sử dụng biến đổi IFFT để tạo sóng mang con(subcarrier). . 7
1.6. ISI, ICI trong hệ thống OFDM . . 10
1.7. Ưu điểm của hệ thống OFDM. . . 13
1.8. Các hạn chế khi sử dụng hệ thống OFDM. .14
1.9. kết luận. . . 15
CHƯƠNG 2: ẢNH HƯỞNG CỦA KÊNH VÔ TUYẾN ĐẾN
TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU.
2.1. Giới thiệu chương . . 16
2.2. Tổng quan về kênh vô tuyến di động (mobile radio channel). .16
2.3. Suy hao đường truyền ( pass loss and attenuation). . .16
2.4. Fading chậm(slow fading) va fading nhanh(past fading). . 17
2.5. Fading lựa chọn tần số và fading phẳng. . . 18
2.6. Thông số tán xạ thời gian(time dispertin parameter). . 21
2.7. Phổ Doppler (Doppler spectrum). . . 22
2.8. Trải phổ doppler và thời gian kết hợp ( Doppler spread and
coherence time). 24
2.9. Kết luận. . 26
CHƯƠNG 3: CÁC VẤN ĐỀ KĨ THUẬT TRONG HỆ THỐNG OFDM
3.1. Giới thiệu chương. 27
3.2. Tổng quan về đồng bộ trong hệ thống OFDM. . 28
3.2.1. Nhận biết khung. . 28
3.2.2. Ước lượng khoảng dịch tần số. . 29
3.2.2.1. Ước lượng phần thập phân. 30
3.2.2.2. Ước lượng phần nguyên. . . 31
3.3. Các vấn đề đồng bộ trong hệ thống OFDM. . 32
3.3.1. Đồng bộ tần số trong hệ thống OFDM. 32
3.3.1.1. Đồng bộ tần số lấy mẫu. . . .33
3.3.1.2.Đồng bộ tần số sóng mang. 33
3.3.2. Đồng bộ ký tự trong hệ thống OFDM. . 34
3.3.2.1. Đồng bộ ký tự dựa trên ký hiệu pilot. 35
3.3.2.2. Đồng bộ ký tự dựa vào CP. . 36
3.3.2.3. Đồng bộ khung ký tự dựa trên mã đồng bộ khung (FSC :Frame
synchronization Code). .37
3.3.3. Ảnh hưởng của sai lỗi đồng bộ đến chỉ tiêu chất lượng của hệ thống
OFDM. 38
3.4. Tỷ số công suất đỉnh trên công suất trung bình (PAPR). . 39
3.5. Kết luận. 40
CHƯƠNG 4 : ỨNG DỤNG OFDM TRONG TRUYỀN
HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T.
4.1. Giới thiệu chương. .42
4.2. Tổng quan về DVB_T. . . 43
4.3. Tính trực giao của các sóng mang OFDM trong DVB_T. 46
4.4. Biến đổi IFFT và điều chế tín hiệu trong DVB-T. .46
4.5. Lựa chọn điều chế cơ sở. . 47
4.6. Số lượng, vị trí và nhiệm vụ của các sóng mang. 48
4.7. Chèn khoảng thời gian bảo vệ 51
4.8. Tổng vận tốc dòng dữ liệu của máy phát số DVB-T 52
4.9. Kết luận .53
CHƯƠNG 5 : MÔ PHỎNG TRUYỀN DẦN TÍN HIỆU TRONG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB_T Ở MODE 2K SỬ DỤNG KỸ THUẬT OFDM
5.1. Giới thiệu chương. . .54
5.2. Mô hình đơn giản của hệ thống OFDM. 54
5.3. Lưu đồ thuật toán chương trình mô phỏng. .55
5.3.1. Sơ đồ các chương trình con bên phía phát của DVB_T . 56
5.3.2. Sơ đồ các chương trình con bên phía thu của DVB_T . 56
5.4. Kết quả mô phỏng. .57
5.5. Kết luận chương. . . 61
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI. 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO. 64
PHỤ LUC A. 66
PHỤ LỤC B. 76