Đồ án Kỹ thuật mimo-Ofdm

ĐẠI HỌC QUY NHƠNKHOA KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: KỸ THUẬT MIMO-OFDM. SVTH : Tống Xuân Nghĩa LỚP : ĐTVTBK28 GVHD : THS ĐÀO MINH HƯNG QUY NHƠN - THÁNG 6 NĂM 2010 Chương 1: Tổng quan về kỹ thuật MIMO-OFDM và hệ thống thông tin di động. Chương 2: Kỹ thuật OFDM. Chương 3: Kỹ thuật MIMO. Chương 4: Kỹ thuật MIMO-OFDM. Chương 5: Mô phỏng và đánh giá chất lượng hệ thống. Xu hướng phát triển của hệ thống thông tin di động GSM/GPRS WCDMA/ IEEE802.11 Hiệu quả sử dụng phổ Giới hạn về băng thông Vấn đề nhiễu IEEE802.11 Môi trường vô tuyến trong thông tin di động Tổng quan về MIMO_OFDM KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA MIMO_OFDM là kĩ thuật sử dụng nhiều anten phát và thu, chia dòng dữ liệu ban đầu thành nhiều dòng dữ liệu con theo một thuật toán cho trước, các dòng dữ liệu này được thực hiện ghép kênh phân chia theo tần số trực giao, trước khi được đưa đến các anten tương ứng và truyền đi. Phía thu sẽ cũng nhận các dòng dữ liệu này từ nhiều anten và sử dụng các thuật toán thích hợp để tổng hợp lại dòng dữ liệu ban đầu. Ưu điểm của hệ thống MIMO_OFDM Công nghệ: Hiệu quả sử dụng phổ, chống fading nhiều tia… Tối ưu hoá công suất phát. Chống nhiễu xuyên kí tự, nhiễu xuyên kênh. Nâng cao tốc độ truyền tín hiệu Thích ứng hầu hết các tiêu chuẩn vô tuyến. Thích ứng việc truyền dẫn đa đường, chất lượng tín hiệu nâng cao nhờ phân tập không gian. Tăng phạm vi bao phủ… Tối ưu hoá công suất phát. Nâng cao chất lượng mạng. Giảm chi phí hệ thống. Có thể áp dụng cho hầu hết các hệ thống thông tin di động. Người dùng: Chất lượng dịch vụ cao. Sự lựa chọn khả dụng cho các nhà cung cấp dịch vụ… Độ tin cậy được đảm bảo Nhiều dịch vụ mới được tích hợp. KĨ THUẬT OFDM SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG OFDM Định nghĩa và khái niệm: OFDM(ghép kênh phân chia theo tần số trực giao) là một kĩ thuật điều chế đa sóng trực giao, trong đó dữ liệu được truyền nhờ rất nhiều sóng mang phụ. KĨ THUẬT OFDM Sắp xếp và mã hóa M_QAM Sắp xếp dòng bit nhị phân thành các nhóm Nbits tương ứng với phương pháp điều chế M_QAM. QAM là phương pháp điều chế cả biên độ và pha. IDFT/DFT Dữ liệu được đưa vào các sóng mang phụ trực giao. Thực tế thì bộ FFT/IFFT được thay DFT/IDFT. Tín hiệu ra là một tín hiệu rời rạc cũng có chiều dài N nhưng trong miền thời gian. KĨ THUẬT OFDM Chèn dải bảo vệ Chống nhiễu xuyên kí tự. Chiều dài CP phải hạn chế để đảm bảo hiệu suất sử dụng dải tần, nhưng phải lớn hơn trải trễ cực đại. Chèn Pilot Và Ước lượng kênh xác định hàm truyền đạt của các kênh con và thời gian để thực hiện giải điều chế bên thu khi bên phát sử dụng kiểu điều chế kết hợp. Mẫu tin dẫn đường chèn cùng với mẫu tin có ích cả ở miền tần số và miền thời gian. Khoảng cách giữa 2 tín hiệu pilot +Trong miền tần số: +Trong miền thời gian: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT MIMO Ưu điểm: Tăng độ lợi mảng, làm tăng tỉ số tín hiệu trên nhiễu, từ đó làm tăng khoảng cách truyền dẫn mà không cần tăng cơng suất phát. Tăng độ lợi phân tập: làm giảm hiện tượng fading thông qua việc sử dụng hệ thống anten phân tập, nâng cao chất lượng hệ thống. Tăng hiệu quả phổ: bằng cách sử dụng ghép kênh không gian. Tăng dung lượng kênh mà không cần tăng công suất phát và băng thông. Nhược điểm Tăng độ phức tạp trong xử lí tín hiệu phát và thu. Kích thước của thiết bị di động tăng lên. Nhiễu đồng kênh: do sử dụng nhiều anten truyền dữ liệu với cùng một băng tần. Nhiễu liên kênh: do nhiều người dùng sử dụng cùng hệ thống MIMO. Khái niệm và định nghĩa: Kĩ thuật MIMO là kỹ thuật sử dụng nhiều anten phát và nhiều anten thu. Phân loại: phân tập theo không gian, phân tập theo thời gian, phân tập theo tần số, mã hoá khối không gian thời gian, mã hoá lưới không gian thời gian và ghép kênh không gian. PHÂN TẬP Phân tập thời gian Phân tập không gian Bộ kết hợp kiểu quét Bộ kết hợp tín hiệu thu Bộ kết hợp kiểu lựa chọn Bộ kết hợp tỉ số cực đại Định nghĩa: Phân tập là kĩ thuật cải thiện độ tin cậy của tín hiệu bằng cách sử dụng hai hay nhiều kênh thông tin liên lạc với các tính chất khác nhau. MÃ HÓA KHỐI KHÔNG GIAN_THỜI GIAN (STBC) Mã hóa: Mã hóa với 2 anten phát(Alamouti) Mã hóa với 4 anten phát Mã hóa với số anten phát là Nt Định nghĩa: STBC là kĩ thuật được sử dụng trong truyền thông vô tuyến, truyền nhiều phiên bản các dòng dữ liệu qua nhiều anten và sử dụng nhiều phiên bản của các tín hiệu nhận khác nhau để nâng cao chất lượng tín hiệu thu. MÃ HÓA KHỐI KHÔNG GIAN_THỜI GIAN(STBC) GIẢI MÃ: Bộ giải mã trực giao STBC là giải mã tối ưu (maximum likelihood decoding) được thực hiện tại bộ thu với quá trình xử lí tuyến tính Sơ đồ giải mã của STBC HỆ THỐNG MIMO_OFDM Sơ đồ khối của bộ phát của hệ thống MIMO_OFDM Sơ đồ khối của bộ thu của hệ thống MIMO_OFDM HỆ THỐNG STBC_OFDM Mô hình hệ thống STBC-OFDM 2x2 Từ mã không gian-thời gian được cho bởi: Tại mỗi thời điểm t, một khối bit thông tin được mã hoá để phát ra một từ mã không gian thời gian mà nó bao gồm 2*M kí tự được điều chế. MÔ PHỎNG LƯU ĐỒ : KẾT QUẢ MÔ PHỎNG Kết luận: Tìm hiểu kĩ thuật OFDM, MIMO trong thông tin di động. Trình bày tổng quan kĩ thuật MIMO_OFDM trong thông tin di động. Phân tích hệ thống MIMO_OFDM thông qua hệ thống STBC_OFDM trong thông tin di động. Hướng mở của đề tài: Nghiên cứu STBC kết hợp mã turbo,TCM để tạo độ lợi mã hoá, nâng cao chất lượng hệ thống.. Tìm hiểu các kĩ thuật khác trong hệ thống MIMO_OFDM: STTC, SM. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG MỞ ĐỀ TÀI. CẢM ƠN SỰ THEO DÕI CỦA QUÍ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN