Đồ án Giải pháp cải thiện dung lượng mạng MC-CDMA
MỤC LỤC PHẦN A GIỚI THIỆU Trang bìa . Lời cảm ơn Quyết định giao đề tài . Nhận xét giáo viên hướng dẫn . Nhận xét giáo viên phản biện Lời nói đầu Mục lục Liệt kê bảng Bảng 2.1 Quan hệ của cặp bit điều chế và tọa độ của các điểm tín hiệu điều chế QPSK trong tín hiệu không gian .28 Bảng2.2 Mã Gray .31 Bảng 5.1 thông số mô phỏng . 79 Liệt kê hình Hình 1.1 hàm tương quan của chuỗi PN .4 Hình 1.2 Các cơ chế điều khiển công suất của CDMA .8 Hình 1.3 OLPC đường lên 9 Hình 1.4 Cơ chế điều khiển công suất CLPC 9 Hình 2.1 so sánh kỹ thuật sóng mang không chồng xung và kỹ thuật sóng mang chồng xung .12 Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống OFDM 13 Hình 2.3 hệ thống OFDM cơ bản . 14 Hình 2.4 sắp xếp tần số trong hệ thống OFDM .14 Hình 2.5 symbol OFDM với 4 subscriber .14 Hình 2.6 phổ của sống mang con OFDM .15 Hình 2.7 truyền dẫn sóng mang đơn .16 Hình 2.8 cấu trúc hệ thống truyền dẫn đa sóng mang 16 Hình 2.9 các sóng mang trực giao .19 Hình 2.10 thêm CP vào symbol OFDM .21 Hình 2.11 tích của hai vector trực giao bằng 0 .23 Hình 2.12 giá trị của sóng sine bằng 0 .23 Hình 2.13 tích phân của hai sóng sine có tần số khác nhau .24 Hình 2.14 tích phân hai sóng sine cùng tần số .24 Hình 2.15 biểu đồ không gian tín hiệu BPSK 27 Hình 2.16 biểu đồ tín hiệu QPSK .29 Hình 2.17 chùm tín hiệu M-QAM .30 Hình 2.18 Giản đồ IQ của 16-PSK khi dùng mã Gray. Mỗi vị trí IQ liên tiếp chỉ thay đổi một bit đơn.31 Hình 2.19 Giản đồ IQ cho các dạng điều chế sử dụng trong OFDM.32 Hình 2.20 đáp ứng tần số của kênh truyền đa đường.33 Hình 2.21 các tín hiệu đa đường.34 Hình 2.22 trải trễ đa đường.35 Hình 3.1 sơ đồ khối hệ thống MC-CDMA.38 Hình 3.2 máy phát MC-CDMA.39 Hình 3.3 máy thu MC-CDMA.41 Hình 3.4 Ảnh hưởng của kênh truyền fading có tính chọn lọc tần số lên từng băng tần hẹp .43 Hình 3.5 sơ đồ triệt nhiễu song song nhiều tầng. 49 Hình 3.6 bộ phát MC-DS-CDMA. 56 Hình 3.7 mã trải phổ MC-DS-CDMA. 56 Hình 3.8 phổ công suất của tín hiệu. 56 Hình 3.9 mã trải phổ cho hệ thống MT-CDMA. 56 Hình 4.1 Mô hình hệ thống với các users tích cực .59 Hình 4.2 Điều khiển công suất dựa vào người sử dụng trong các hệ thống MC-CDMA 64 Hình 4.3 ĐKCS dựa vào băng tần trong các hệ thống MC-CDMA .65 Hình 4.4 Nhóm điều khiển công suất đường lên .68 Hình 4.5 Dự đoán công suất thu với D=6 .69 Hình 4.6 Thuật toán dự đoán để điều khiển công suất .71 Hình 4.7 Sơ đồ khối truyền trên băng lọc thích nghi của hệ thống MC-CDMA .73 Hình 4.8 sơ đồ khối mô phỏng hệ thống MC-CDMA sử dụng mã hóa STCM .77 Hình 4.9 sơ đồ khối bộ mã hóa STCM . 78 Hình 4.10 sơ đồ bộ interleaver 128 kí hiệu 78 Hình 4.11 so sánh FER của các hệ thống đơn user trong điều khiển kênh truyền fading phẳng và chậm với thời gian kết hợp bằng 20 frame . 80 Hình 4.12 so sánh FER của các hệ thống STCM-MCCDMA đa user sử dụng PIC trong điều kiện kênh truyền fading chọn lọc tần số với thời gian kết hợp bằng 20 ký hiệu 81 Hình 4.13 Sơ đồ hệ thống đa sóng mang dùng nhiều máy phát . 81 Hình 4.14 so sánh BER với các cấu hình antenna khác nhau ,hệ thống có 4 sóng mang,ξ=0.5 .82 Hình 4.15 sơ đồ khối mô phỏng hệ thống MMC-MC-CDMA .83 Hình 4.16 sơ đồ khối máy thu MMC-MC-CDMA 84 Hình 4.17 Hình mô phỏng sơ đồ máy phát của hệ thống PMC-MC-CDMA .85 Hình 4.18 sơ đồ tín hiệu xuống PMC-MC-CDMA . .85 Hình 4.19 bộ thu PMC-MC-CDMA .86 Hình 5.1 Lưu đồ hệ thống MC-MC-CDMA .89 Hình 5.2 Giá trị BER thu được ở 3 phương pháp .91 Hình 5.3 BER cho hệ thống 1/16 92 Hình 5.4 đồ thị BER của hệ thống MC-CDMA tuyến xuống với các loại kỹ thuật phát hiện đơn user .94 Hình 5.5 Đồ thị BER của hệ thống MC-CDMA tuyến xuống dựa trên Users 95 Hình 5.6 Đồ thị BER của hệ thống MC-CDMA tuyến xuống sử dụng kỹ thuật PIC 96 Hình 5.7 Đồ thị BER của hệ thống MC-CDMA tuyến lên sử dụng kỹ thuật phát hiện MRC .97 Hình 5.8 Đồ thị BER của hệ thống MC-CDMA tuyến lên sử dụng kỹ thuật phát hiện MMSE 98 Hình 5.9 Đồ thị BER của hệ thống PMC-MC-CDMA tuyến xuống với các loại mã các loại mã khác nhau 99 Hình 5.10 Đồ thị BER của hệ thống PMC-MC-CDMA tuyến xuống với các kỹ thuật phát hiện khác nhau 100 Hình 5.11 Đồ thị BER của hệ thống PMC-MC-CDMA tuyến xuống với kỹ thuật phát hiện đơn user và kỹ thuật phát hiện đa user .101 Hình 5.12 Đồ thị BER của hệ thống MMC-MC-CDMA tuyến lên với kỹ thuật phát hiện EGC 102 Hình 5.13 Đồ thị BER của hệ thống MMC-MC-CDMA tuyến lên với kỹ thuật phát hiện MRC .103 Hình 5.14 Đồ thị BER so sánh hệ thống PMC-MC-CDMA với MMC-MC-CDMA sự dụng kỹ phát hiện đơn user (EGC và MRC) .104 Hình 5.15 Đồ thị BER so sánh hệ thống PMC-MC-CDMA với MMC-MC-CDMA sự dụng kỹ thuật pháp hiện đa user MMSE 105 PHẦN B NỘI DUNG Chương 1 CÔNG NGHỆ CDMA 1.1 Giới thiệu chương 1 1.2 Tổng quan về CDMA . 1 1.3 Mã trải phổ .3 1.3.1 Chuỗi mã giả ngẫu nhiên PN .3 1.3.2 Chuỗi mã trải phổ Walsh-Hardamard . 4 1.4 Các kiểu trải phổ cơ bản . 4 1.5 Chuyển giao .5 1.5.1 Mục đích của chuyển giao .5 1.5.2 Các loại chuyển giao .6 1.5.2.1 Chuyển giao mềm và mềm hơn .6 1.5.2.2 Chuyển giao cứng .7 1.6 Điều khiển công suất trong CDMA 7 1.6.1. Điều khiển công suất vòng hở (OLPC) 8 1.6.2 Điều khiển công suất vòng kín (CLPC) 9 1.7 Kết luận chương .10 Chương 2 TỔNG QUAN VỀ OFDM 2.1 Giới thiệu chương .11 2.2 Các nguyên lý cơ bản của OFDM 11 2.3 Đơn sóng mang (Single Carrier) 15 2.4 Đa sóng mang (Multi-Carrier) 16 2.5 Sự trực giao (Orthogonal) . 18 2.5.1 Trực giao miền tần số 19 2.5.2 Mô tả toán học của OFDM 20 2.6 Các kỹ thuật điều chế trong OFDM 25 2.6.1Điều chế BPSK 25 2.6.2 Điều chế QPSK 27 2.6.3 Điều chế QAM 29 2.6.4 Mã Gray 30 2.7 Đặc tính kênh truyền trong OFDM .33 2.7.1 Sự suy hao .33 2.7.2 Tạp âm trắng Gaussian .33 2.7.3 Fading Rayleigh 33 2.7.4 Fading lựa chọn tần số .34 2.7.5 Trải trễ .34 2.7.6 Dịch Doppler 35 2.8 Các đặc tính của OFDM 35 2.8.1Ưu điểm 35 2.8.2 Nhược điểm 36 2.9 Kết luận 36 Chương 3 HỆ THỐNG MC-CDMA 3.1 Giới thiệu chương 38 3.2 Hệ thống MC-CDMA .38 3.2.1 Khái niệm MC-CDMA .38 3.2.2 Sơ đồ khối MC-CDMA . 38 3.3 Máy phát . 39 3.3.1 Quá trình tạo tín hiệu MC-CDMA 39 3.4 Máy thu MC-CDMA 40 3.5 Kênh truyền 42 3.6 Các mã trải .44 3.7 Các kỹ thuật dò tín hiệu ( Detection algorithm) 46 3.7.1 Phương pháp kết hợp khôi phục tính trực giao ORC 46 3.7.2 Phương pháp kết hợp khôi phục tính trực giao ORC đỉnh (TORC). . 46 3.7.3 Phương pháp kết hợp độ lợi bằng nhau (EGC) 47 3.7.4 Phương pháp kết hợp tỷ số cực đại (MRC) 47 3.7.5 Phương pháp kết hợp sai số trung bình bình phương tối thiểu (MMSE) 47 3.8 Các phương pháp triệt nhiễu 48 3.7.1 Phương pháp triệt nhiễu nối tiếp (SIC) 48 3.7.2 Phương pháp triệt nhiễu song song (PIC) . 48 3.9 Vấn đề dịch của tần số sóng mang trong hệ thống MC-CDMA 50 3.10 Giới hạn BER của hệ thống MC-CDMA 53 3.10.1 Phân loại 54 3.11 Ưu điểm của kỷ thuật MC-CDMA 57 3.12 Nhược điểm của hệ thống MC-CDMA 57 3.13 Kết luận chương 57 Chương 4 GIẢI PHÁP CẢI THIỆN DUNG LƯỢNG MẠNG MC-CDMA 4.1 Điều khiển công suất trong hệ thống MC-CDMA 58 4.1.1 Hồi tiếp dương trong điều khiển công suất đường lên 62 4.1.2 Cơ chế điều khiển công suất trong các hệ thống MC-CDMA 63 4.1.3 Các phương pháp điều khiển công suất trong hệ thống MC-CDMA .66 4.1.3.1 Điều khiển công suất fixed-step và multi-level . 66 4.1.3.2 Điều khiển công suất dự đoán . 67 4.1.3.3 Dự đoán công suất thu được kế tiếp .67 4.1.3.4 Phân tích BER .71 4.1.4 Hệ thống MC-CDMA với băng chọn lọc thích nghi .72 4.1.4.1 Truyền dữ liệu trên băng chọn lọc thích nghi 72 4.1.4.2 Phương pháp xác định hệ số chọn lọc băng tần 74 4.1.4.2.1 Hệ số chọn lọc băng tần tối ưu .74 4.1.4.2.2 Phân tích BER trong hệ thống 1/N. 75 4.2 Hệ thống MC-CDMA kết hợp với mã hóa space-time 77 4.2.1 Mô hình hệ thống .77 4.2.2 Máy phát .77 4.2.3 Bộ mã hóa 78 4.2.4 Bộ interleaver 78 4.2.5 Máy thu 79 4.3 Hệ thống MC-CDMA sử dụng nhiều anten phát 81 4.4 Hệ thống MC MC-CDMA và hệ thống PMC MC-CDMA . 82 4.4.1 Mô hình hệ thống MC-MC-CDMA . 83 4.4.2 Hệ thống PMC-MC-CDMA (Parallel Multicode MC-CDMA) 84 Chương 5 MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG MC-CDMA 5.1 Giới thiệu .87 5.2 Nội dung mô phỏng .90 5.3 Điều khiển công suất hệ .90 5.3.1 So sánh phương pháp điều khiển công suất bước cố định ,đa mức và dự đoán theo BER 90 5.3.2 Mô phỏng hệ thống MC-CDMA lựa chọn băng tần thích nghi 1/N 91 5.4 Hệ thống MC-CDMA .93 5.5 Hệ thống PMC-MC-CDMA 99 5.6 Hệ thống MMC-MC-CDMA .102 5.7 So sánh hệ thống PMC-MC-CDMA và hệ thống MMC-MC-CDMA . 104 Phần C KẾT LUẬN ,HƯỚNG DẪN PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI VÀ LIỆU THAM KHẢO
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Chuong 2.doc
- bìa.doc
- Chuong 1.doc
- Chuong 3.doc
- Chuong 4.doc
- MCLC2~1.DOC
- mophong.doc
- mophong.pdf
- tailieuthamkhao.doc