- NGUYỄN HỒNG QUYẾT TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG MIMO-OFDM ỨNG DỤNG CHO KÊNH TRUYỀN DƯỚI NƯỚC Chuyên ngành : Điện tử-Viễn Thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS. - Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2010 Tác giả Nguyễn Hồng Quyết 3LỜI NÓI ĐẦU Các kênh truyền dưới nước được đặc trưng bởi sự giới hạn về mặt băng thông, nhiễu liên ký tự (ISI) và ảnh hưởng của Doppler lớn tạo ra các thách thức cho việc truyền thông tin cậy. - Trong một vài thập kỷ trước đây, nhiều mô hình truyền khác nhau đã được đưa đối với các hệ thống để cải tiến tốc độ truyền và giảm tỉ lệ lỗi bít. - Đối với các kênh fading, các hệ thống MIMO nâng cao đáng kể dung lượng kênh, điều này làm cho tốc độ truyền cao hơn. - Ngoài ra, hệ thống MIMO còn tạo ra sự phân tập về mặt không gian làm giảm tỉ lệ lỗi bít khi truyền. - Kỹ thuật MIMO-OFDM ra đời nhằm mục đích kết hợp các ưu điểm của hệ thống MIMO và hệ thống OFDM nhằm đạt được hiệu quả đối với kênh truyền dưới nước. - Trong luận văn này, tôi sẽ tìm hiểu về kỹ thuật MIMO-OFDM, phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến kênh truyền dưới nước từ đó đưa ra một mô hình kênh truyền và tiến hành mô phỏng hệ thống MIMO-OFDM với kênh truyền nêu trên bằng phần mềm Matlab. - đến chất lượng tín hiệu (đặc trưng bởi tỉ lệ lỗi bít BER) thu được. - Ngoài ra, tôi cũng tiến hành khảo sát ảnh hưởng của tần số sóng mang và hiệu ứng Doppler đến tỉ lệ lỗi bít khi truyền tín hiệu. - Từ đó rút ra kết luận về khả năng thực thi của hệ thống MIMO-OFDM đối với môi trường truyền dưới nước. - 4MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN LỜI NÓI ĐẦU DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ CHƯƠNG 1 - KỸ THUẬT MIMO-OFDM Giới thiệu hệ thống MIMO và OFDM Mô hình hệ thống MIMO-OFDM Bộ Mapper và Demapper Bộ chuyển đổi nối tiếp-song song (S/P và P/S Bộ IFFT và FFT Bộ chèn khoảng bảo vệ và loại bỏ khoảng bảo vệ Ước lượng kênh truyền cho hệ thống MIMO -OFDM Giới thiệu Ước lượng kênh truyền Cân bằng tín hiệu cho hệ thống MIMO – OFDM CHƯƠNG 2 - MÔ HÌNH KÊNH CHO HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY DƯỚI NƯỚC Truyền tín hiệu dưới nước Truyền âm thanh trên biển Suy hao truyền Các đặc tính kênh truyền dưới nước Các đường truyền trong nước biển Fading đa đường và tỉ lệ lỗi bít Ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ dưới nước Kết luận Mô hình kênh sử dụng trong mô phỏng CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN So sánh tỉ lệ lỗi bít (BER) theo số lượng anten sử dụng Phương pháp cân băng kênh Phương pháp điều chế Sự phuộc của tỉ lệ lỗi bít vào tần số sóng mang Ảnh hưởng của hiệu ứng Doppler đến chất lượng truyền tín hiệu CHƯƠNG 4 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT A AWGN Additive White Gaussian Noise Nhiễu Gauss trắng cộng B BER Bit Error Rate Tỉ lệ lỗi bit. - D (I)DFT (Inverse) Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc (ngược) D/A Digital/Analog Bộ chuyển đổi số sang tương tự DAB Digital Audio Broadcast F FDM Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số. - FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo tần số G GI Guard Interval Dải bảo vệ. - MIMO Multiple Input Multiple Output Hệ thống đa anten phát và thu O OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao. - OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access Đa truy cập phân chia theo tần số trực giao. - STMLD Space-Time Maximum Likelihood Decoder S/N Signal/Noise Tín hiệu/nhiễu S/P Serial/Parallel Nối tiếp/Song song SVD Singular value decomposition SL Source level Mức nguồn SOFAR Sound Fixing and Ranging T TL Transmision lost Suy hao truyền U UWCN Underwater communication network Mạng truyền thông dưới nước Z .ZF Zero Forcing 8DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Các thông số mô phỏng của hệ thống MIMO-OFDM đối với kênh truyền dưới nước DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống MIMO Hình 1.2 Mô hình hệ thống MIMO-OFDM Hình 1.3 Sơ đồ mã lưới Hình 1.4 Bộ mã lưới k = 1, K = 3 và n Hình 1.5 Lưới mã và sơ đồ trạng thái với k = 1, K = 3 và n Hình 1.6 Phân tập theo thời gian Hình 1.7 Bộ điều chế và giải điều chế dữ liệu trong Mapper và Demapper Hình 1.8 Bít và symbol Hình 1.9 Giản đồ chòm sao 2-PSK và 16-PSK Hình 1.10 Giản đồ chòm sao QAM Hình 1.11 Bộ S/P và P/S Hình 1.12 Bộ IFFT và FFT Hình 1.13 Bộ chèn khoảng bảo vệ và loại bỏ khoảng bảo vệ Hình 1.14 Đáp ứng xung của kênh truyền fading chọn lọc tần số Hình 1.15 Tín hiệu được chèn khoảng bảo vệ Hình 1.16 Ví dụ về việc truyền pilot liên tục và phân tán ở những vị trí sóng mang biết trước Hình 1.17 Kiểu chèn pilot dạng khối Hình 1.18 Kiểu chèn pilot dạng lược Hình 1.19 Sự sắp xếp pilot và mẫu tin có ích ở miền tần số và thời gian Hình 1.20 Mối liên hệ giữa hiệu ứng Doppler và trễ kênh truyền trong sự lựa chọn sự sắp xếp các pilot Hình 2.1 Sự phụ thuộc vào tần số hoạt động và độ sâu của hệ số hấp thụ Hình 2.2 Sự phụ thuộc vào tần số và khoảng cách truyền của suy hao truyền tổng cộng ở vùng nước nông Hình 2.3 Sự phụ thuộc vào tần số và khoảng cách truyền của suy hao tổng cộng ở vùng nước sâu Hình 2.4 Suy hao truyền tổng cộng ở các độ sâu khác nhau Hình 2.5 Sự phụ thuộc của vận tốc vào độ sâu được chia theo lớp Hình 2.6 Kiểu truyền ở vùng nước nông Hình 2.7 Sự phụ thuộc vào khoảng cách ở các tần số khác nhau với rTRTnnniiTnPWC122221logχσ, RTnn ≥ (1.1) Giới hạn trên
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt