Tài liệu Bài tập lớn: Tìm hiểu về công nghệ OFDMA trong LTE

Tim hiêu vêê công nghê OFDMA trong LTE Contents 1. Lơi noi đâêu......................................................................................................................................1 2. Khai niêm vêê OFDMA......................................................................................................................2 3. Nguyên ly hoat đông...................................................................................................................2 4. OFDMA nhay tâên.........................................................................................................................3 5. Truyêên dư liêu hương xuôông OFDM............................................................................................5 6. Nguyên tăôc đa truy nhâp đương xuôông OFDMA.........................................................................6 6.1. OFDM.......................................................................................................................................6 6.2. OFDMA...................................................................................................................................10 6.2.1. Cac tham sôô cua OFDMA:....................................................................................................11 6.2.2. Câôu truc lươi tai nguyên......................................................................................................12 6.2.3. Tiêên tôô vòng CP....................................................................................................................13 6.3. Truyêên dư liêu hương xuôông..................................................................................................14 7. Kêôt luân.....................................................................................................................................17 1. Lơi noi đâêu LTE (viết tắt của cụm từ Long Term Evolution, có nghĩa là Tiến hóa dài hạn), công nghệ này được coi như công nghệ di động thế hệ thứ 4 (4G) Vao giưa năm 2002, 4G la môt khung nhân thưc đê th ao luân nhưng yêu câêu cua môt mang băng rông tôôc đô siêu cao trong tương lai ma cho phep hôi tu vơi mang hưu tuyêôn côô đinh. Tôôc đô dư liêu cao hơn cua nhưng mang di đông trong tương lai see đat đươc băêng cach cai thiên hiêu qua phô. 4G see sư dung kye thuât OFDMA hương xuôông va SC-CDMA hương lên, cac kye thuât nay co đăc điêm nôi trôi như sư dung phô tâên hiêu qua, kha năng chôông lai nhiêeu ISI va MULTIPATH. Ơ bai viêôt nay chung ta see đi tm hiêu vêê công nghê OFDMA trong LTE Đôôi vơi viêc truyêên dư liêu nôôi têôp qua giao têôp vô tuyêôn tuyêôn ngươi ta quyêôt đinh dung môt phương thưc truyêên mơi trong LTE, phương thưc nay hoan toankhac biêt vơi giai phap CDMA cua UMTF. Thay vi dung môt kênh truyêên tai qua môt dai tâên rông, ngươi ta đa quyêôt đinh dung môt phương thưc truyêên goi la orthogonal frequency Division Muntple Access (đa truy nhâp phân chia theo tâên sôô trưc giao), viêôt tăôt la OFDMA. Ly do dung phương thưc nay la vi: - Nhiêêu bit đươc vân chuyên song song vơi nhau, lên tôôc đô truyêên trên môei kênh truyêên tai con co thê thâôp hơn nhiêêu so vơi tôôc đô truyêên dư liêu tông công, nhăêm giam thiêu anh hương cua viêc suy giam đa đương dâen do thơi điêm đêôn nơi khac biêt đôi chut cua tn hiêu tư cac hương khac nhau. - Tac dung cua suy hao đa đương dâen va sư phân tan đô trêe see trơ lên đôc lâp vơi lương giai tâên đươc dung cho kênh. 2. Khai niêm vêê OFDMA OFDMA la kye thuât đa truy nhâp dưa trên nêên tang la OFDM đươc sư dung trong cac hê thôông tn di đông băng rông thay thêô cho CDMA. 3. Nguyên ly hoat đông Trong OFDMA, vâôn đêê đa truy nhâp đươc thưc hiên băêng cach cung câôp cho môei ngươi dung môt phâên trong sôô cac song mang co săen. Băêng cach nay, OFDM A tương tư như phương thưc đa truy nhâp phân chia theo tâên sôô thông thương (FDMA); tuy nhiên no không nhâôt thiêôt phai co giai phòng vê lân cân rông như trong FDMA đê tach biêt nhưng ngươi dung khac nhau. Hinh 1 mô ta vi du vêê bang tâên sôô thơi gian cua OFDMA, trong đo co 7 ngươi dung tư a đêôn g va môei ngươi sư dung môt phâên xac đinh cua cac song mang phu co săen, khac vơi nhưng ngươi còn lai. Hinh 1: Vi du cua biêu đôê sôô thơi gian va OFDMA Thi du nay la hôen hơp cua OFDMA va TDMA bơi vi môei ngươi sư dung chi phat trong 4 khe thơi gian, chưa 1 hoăc vai symbol OFDM. 7 ngươi sư dung tư a đêôn g đêêu đươc đăt côô đinh (fx set) cho cac song mang theo 4 khe th ơi gian. 4. OFDMA nhay tâên Trong vi du trươc cua OFDMA, môei ngươi sư dung đêêu co môt sư săôp đăt côô đinh cho song mang. Co thê dêe dang cho phep nhay cac song mang ph u theo khe thơi gian như mô ta trong hinh 2. Hinh 2: Vi du cua biêu đôê tâên sôô thơi gian vơi 3 khe thơi gian a, b, c đêêu co 1 bươc nhay vơi 4 khe thơi gian Viêc cho phep nhay vơi cac phương phap nhay khac nhau cho phep môei ngươi sư dung lam biêôn đôi thât sư hê thôông OFDMA trong hê thôông CDMA nhay tâên. Điêêu nay co lơi la tnh Phân tâp theo tâên sôô tăng lên bơi vi môei ngươi sư dung dung toan bô băng thông co săen cung như co lơi vêê xuyên nhiêeu trung binh, điêêu râôt phô biêôn đôôi vơi biêôn thê cua CDMA. Băêng cach sư dung ma sưa lôei hương đi trên cac bươc nhay, hê thôông co thê sưa cho cac song mang phu khi bi pha đinh sâu hay cac song mang bi xuyên nhiêeu bơi cac ngươi dung khac. Do đăc tnh xuyên nhiêeu va phađinh thay đôi vơi môei bươc nhay, hê thôông phu thuôc vao năng lương tn hiêu nhân đươc trung binh hơn la phu thuôc vao phađinh va năng lương nhiêeu trong trương hơp xâôu nhâôt. Ưu điêm cua hê thôông OFDMA nhay tâên hơn hăn hê thôông DS-CDMA va MC-CDMA la tương đôôi dêe dang loai bo đươc xuyên nhiêeu trong môt têô bao băêng cach xư dung mâeu nhay trưc giao trong môt têô bao. Môt trong nhưng ưu điêm như vây đươc mô ta trong hinh 3 cho N song mang phu, no luôn luôn co thê tao ra N mâeu nhay trưc giao. Hinh 3: Vi du vêê 6 mâeu nhay tâên trưc giao vơi 6 tâên sôô nhay khac nhau 5. Truyêên dư liêu hương xuôông OFDM Hê thôông truyêên dâen đương xuôông cua LTE dưa trên công nhê OFDM. Như đa biêôt thi OFDM la môt hê thôông truyêên dâen đương xuôông hâôp dâen vơi nhiêêu ly do khac nhau. Vi thơi gian ki tư trong OFDM tương đôôi dai trong viêc kêôt hơp vơi môt têên tôô chu trinh, nên OFDM cung câôp đu manh đê chôông lai sư lưa chon tâên sôô kênh. Măc du trên ly thuyêôt thi sư sai lêch tn hiêu do kênh truyêên chon loc tâên sôô co thê đươc kiêm soat băêng kye thuât cân băêng tai phia thu, sư phưc tap cua kye thuât cân băêng băôt đâêu trơ lên kem hâôp dâen trong viêc triên khai đôôi vơi nhưng thiêôt bi đâêu cuôôi di đông tai băng thông trên 5 MHZ. Vi vây ma OFDM vơi kha năng vôôn co trong viêc chôông lai fading lưa chon tâên sôô see trơ thanh sư lưa chon hâôp dâen cho đương xuôông, đăc biêt khi đươc kêôt hơp vơi ghep kênh không gian. 6. Nguyên tăôc đa truy nhâp đương xuôông OFDMA 6.1. OFDM Kêô hoach truyêên dâen đương xuôông cho E-UTRAN chêô đô FDD va TDD la đươc dưa trên OFDM truyêên thôông. OFDM cung đươc sư dung trong WLAN, WIMAX va cac công nghê truyêên quang ba như DVB. OFDM cung co môt sôô lơi ich như đô bêên cua no vơi phađing đương va kiêôn truc thu nhân hiêu qua cua no. Ngoai ra OFDM còn co môt sôô lơi ich khac như: - OFDM dêe dang hôe trơ cho viêc phân bôô băng thông môt cach linh hoat, băêng cach biêôn đôi băng tâên cơ sơ thanh cac song mang con đê truyêên đi, môei song mang con đươc điêêu chêô đôc lâp bơi môt dòng dư liêu tôôc đô thâôp. - Hôe trơ truyêên dâen broadcast/multcast, khi ma nhưng thông tn giôông nhau đươc truyêên đi tư nhiêêu tram gôôc + Môt sôô đăc điêm cơ ban cua OFDM: - Sư dung môt sôô lương tương đôôi lơn cac song mang con băng hep. Truyêên OFDM sư dung vai trăm song mang con đươc truyêên trên môt liên kêôt vô tuyêôn đêôn cung môt may thu. - dang xung đơn gian như trong hinh 4.a Điêêu nay đap ưng phô dang sa ơ môei song mang, như minh hoa trong hinh 4.b - Nhưng song mang con đươc săôp xêôp chăt chee trên miêên tâên sôô vơi kho ang cach giưa cac song mang con ∆ f =1 /Tu (hinh 5), vơi Tu la khoang thơi gian điêêu chêô symbol trên môei song mang con. Khoang cach song mang băêng tôôc đ ô điêêu chêô trên môei song mang con. Hinh 4: Dang xung va phô cua môei song mang con cho truyêên OFDM c ơ ban Hinh 5: Khoang cach giưa cac song mang con OFDM Trong miêên thơi gian, môt khoang bao vê co thê đươc thêm vao môei ky hiêu đê chôông lai nhiêeu liên ky hiêu OFDM do kênh lan truyêên trêe. Trong EUTRAN, cac khoang bao vê la môt têên tôô vòng ma đươc chen vao trươc môei ky hiêu OFDM. Trong thưc têô, tn hiêu OFDM do kênh lan truyêên trêe. Trong E-UTRAN, cac khoang bao vê la môt têên tôô vòng ma đươc chen vao trươc môei ky hiêu OFDM. Trong thưc têô tn hiêu OFDM co thê đươc tao ra băêng cach sư dung IFFT (biêôn đôi Furier nhanh nghich đao). IFFT chuyên đôi sôô lương N cac ky hiêu d ư liêu phưc đươc sư dung như cac phêeu đê biêôn đôi tn hiêu miêên tâên sôô sang tn hiêu miêên thơi gian. N điêm IFFT đươc minh hoa như trong hinh 6, nơi ma co a(mN+n) tham chiêôu tơi ky hiêu dư liêu điêêu chêô song mang con thư n, trong khoang thơi gian mTu - Xem thêm -