BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TOÀN VĂN GIẢM PAPR TRONG HỆ THỐNG OFDM BẰNG PHƯƠNG PHÁP NÉN GIÃN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 605270 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH  LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TOÀN VĂN GIẢM PAPR TRONG HỆ THỐNG OFDM BẰNG PHƢƠNG PHÁP NÉN GIÃN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 605270 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH  LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TOÀN VĂN GIẢM PAPR TRONG HỆ THỐNG OFDM BẰNG PHƢƠNG PHÁP NÉN GIÃN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 605270 Hướng dẫn khoa học: TS LÊ QUANG TUẤN Tp Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2014 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC Họ & tên: NGUYỄN TOÀN VĂN Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 07/ 12/ 1988 Nơi sinh: Phú Yên Quê quán: Phú Yên Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 64/19, đường 16, P Linh Trung, Quận Thủ Đức, TP HCM Điện thoại quan: 0837313513 Điện thoại nhà riêng: 0909747906 E-mail: vannguyentoan@gmail.com; II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Trung học phổ thông: Thời gian đào tạo từ: 09/ 2004 đến 09/ 2006 Nơi học: Trường trung học phổ thông Lê Trung Kiên, tỉnh Phú Yên Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/ 2006 đến 03/ 2011 Nơi học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh Ngành học: Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông Tên đồ án tốt nghiệp: “ THỰC HIỆN HỆ THỐNG IBC TRONG TÒA NHÀ CAO TẦNG” Ngày nơi bảo vệ đồ án tốt nghiệp: 01/ 2011 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh Người hướng dẫn: Th.S Trƣơng Ngọc Hà Trang i III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian 09/ 2013 đến Nơi công tác Khoa Điện- Điện tử, Trường Cao đẳng Công thương Thành phố Hồ Chí Minh Công việc đảm nhiệm Giảng viên Trang ii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 03 năm 2014 (Ký tên ghi rõ họ tên) NGUYỄN TOÀN VĂN Trang iii LỜI CẢM TẠ Tác giả chân thành cảm ơn TS Lê Quang Tuấn, người thầy định hướng trực tiếp hướng dẫn tác giả hoàn thành luận văn Tác giả chân thành cảm ơn quý thầy cô Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minhđã trang bị cho tác giả kiến thức tảng làm sở cho luận văn Tác giả chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Quý thầy cô Khoa Điện – Điện Tử, Trƣờng Cao đẳng Công thƣơng Thành phố Hồ Chí Minhđã tạo điều kiện để tác giả học tập hoàn thành luận văn Tác giả chân thành cảm ơn tất bạn học viên động viên giúp tác giả hoàn thành luận văn Tp HCM, ngày 18 tháng 04 năm 2014 Người thực NGUYỄN TOÀN VĂN Trang iv TÓM TẮT Hiện nay, kỹ thuật OFDM trường hợp đặc biệt điều chế đa sóng mang, phù hợp cho việc thiết kế hệ thống có tốc độ truyền dẫn cao, loại bỏ nhiễu ISI, ICI… Bên cạnh ưu điểm bật, tồn nhược điểm định Nhược điểm OFDM tỷ số công suất đỉnh trung bình PAPR (peak-to- average power ratio) lớn PAPR lớn OFDM sử dụng nhiều sóng mang để truyền thông tin, giá trị cực đại ký tự sóng mang vượt xa mức trung bình toàn sóng mang Vì vậy, để không làm méo tín hiệu phát, khuếch đại công suất phải đặt chế độ dự trữ lớn nên hiệu suất sử dụng không cao Để khắc phục hạn chế này, người ta đưa nhiều phương pháp giảm PAPR Trong luận văn tác giả đưa phương pháp nén giãn sử dụng luật Mu để giảm PAPR, sau xây dựng hệ thống giảm PAPR phần cứng FPGA, kết thu so sánh với chương trình mô Matlab, tìm nhược điểm tối ưu hóa hệ thống Trang v ABSTRACT Recently, OFDM is a modulation as well as multiplexingtechniquewhichiswidely used in various high speedmobileandwirelesscommunicationsystems becauseofitscapacityofensuringhighlevelrobustnessagainstinterference However practical implementation of OFDM has many challenges which need to be resolved One of it is high Peak to Average Power Ratio (PAPR) of OFDM signals To transmit a high PAPR signal without distortion, the transmit amplifier needs to be linear over a wide range which is inefficient Also OFDM is generally used in wireless applications which are battery operated Inefficient power conversion will result in reduced battery life which is undesirable Hence PAPR reduction has been an important topic of research A lot of methods have been suggested for reducing PAPR.In this thesis the design and implementation of an OFDM system on a FPGA with PAPR reduction using μlawCompanding technique are introduced Comparison of PAPR and BER between the simulation using Matlab m-files and XILINX System Generator is also investigated Trang vi CÁC CHỮ VIẾT TẮT ACE Active Constellation Extension CCDF Complementary Cumulative Distribution Function Companding Compressing - expanding DFT Discrete Fourier Transform DFT-S-OFDM Discrete Fourier Transform Spread OFDM FDMA Frequency Division Multiple Access FFT Fast Fourier Transform LTE Long Term Evolution LDPC Low density parity check code LTE-A LTE-Advanced (Long Term Evolution-Advanced) IDFT Inverse Discrete Fourier Transform IFFT Inverse Fast Fourier Transform MS Mobile Station OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access PA Power Amplifier PAPR Peak to Average Power Ratio PTS Partial Transmit Sequence QAM Quadrature Amplitude Modulation QPSK Quadrature Phase Shift Keying SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access SNR Signal-to-Noise Ratio SLM Selective Mapping TR Tone Reservation UE User Equipment Trang vii Luận văn tốt nghiệp Hình 4.37: Cửa sổ sau biên dịch thành công System Generator Hình 4.37 cho biết tài nguyên sử dụng KIT, lập bảng sử dụng tài nguyên từ Hình 4.37 sau: Bảng 4.5: Tài nguyên sử dụng KIT Spartan 3e Tên tài nguyên Khối Slices Flip Flops Khối LUTs Khối ngõ vào\ra IOs Khối BRAMs Khối nhân nhúng MULT18X18SIOs Đã sử dụng (%) 3051/4656 (65% ) 4831/9312 (51%) 4416/9312 (47%) 177 14/20 (70%) 16/20 (80%) Bảng 4.5 cho biết tài nguyên hệ thống sử dụng KIT Spartan 3e, chiếm tài nguyên nhiều khối nhân nhúng 80 % chiếm tài nguyên khối bảng tra LUTs 47% Vậy hệ thống chưa đạt tới giới hạn sử dụng tài nguyên KIT nên chương trình OFDM sau biên dịch nạp lên KIT hoạt động tốt 4.6 Kết luận chương Chương trình bày cách chi tiết bước thiết kế hệ thống OFDM hoàn chỉnh nén giãn để giảm tỷ số PAPR phần cứng Các kết phân tích hoàn toàn phù hợp chương trình PAPR_BER_OFDM.m Matlab KIT Spartan 3e Chương 4: Thiết kế hệ thống giảm PAPR FPGA Trang 99 Luận văn tốt nghiệp Chƣơng 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận 5.1.1 Các mục tiêu luận văn đạt KỹthuậtOFDMvớinhiềuưuđiểmnổibật.ViệcnghiêncứuvàứngdụngOFDMđangngàycà ngđượcquantâm.Trongđó,những vấn đề kỹ thuật liên quan quan tâm nghiên cứu nhiều Luận văn tìm hiểu số vấn đề kỹ thuật hệ thống OFDM, làvấnđềgiảmtỷsốcông suấtđỉnhtrêncôngsuấttrungbìnhPAPR Luận văn trình bày vàgiớithiệucác phương pháp giảm PAPR dựa việc phân tích khái quát báo tạp chí IEEE.CácphươngphápngẫunhiênhóatínhiệunhưTR,TIhayACElàmtăngcông suấtphát,cácphươngphápPTS,SLMvàghépxenthìlàmtăngsựphứctạpcủađầu thu, phươngphápmãhóatínhiệulàmgiảmlượngthôngtincầntruyền Mục tiêu đềtài đạt làthực giảm PAPR mô phần mềm thực phần cứng FPGA 5.1.2 Các mục tiêu luận văn chưa đạt được: Đề tài nhiều hạn chế lượng kiến thức lớn nên đề tài đề xuất sử dụng phương pháp nén giãn dựa luật nén Mu thực hệ thống OFDM, chưa sâu vào phương pháp giảm PAPR khác chưa thực hệ thống MIMO-OFDM 5.2 Hướng phát triển đề tài Chương đề xuất nội dung giảm PAPR cho hệ thống OFDM xây dựng chương trình Matlab để mô chưa thực hóa kết mô phần cứng Tương tự chương thực mô hình OFDM giảm PAPR theo luật nén giãn Mu KIT FPGA Spartan 3E, hướng phát triển đề tài tiếp tục nghiên cứu cách thực giảm PAPR phần cứng FPGA cho hệ thống MIMOOFDM Hệ thống OFDM áp dụng hệ thống thông tin di động 4G LTE-A, bên cạnh hệ thống WiMax tiếp tục nghiên cứu chohệ thống thông tin di động 5G khả chống nhiễu hiệu sử dụng kênh truyền cao Vì việc nghiên cứu áp dụng phương pháp cải tiến chất lượng hệ thống giảm PAPR kết hợp với MIMO tạo thành hệ thống MIMO-OFDM Đề tài mở rộng phát triển giảm PAPR phương pháp nén giãn MIMO-OFDM thực FPGA Chương 5: Kết luận hướng phát triển Trang 100 Luận văn tốt nghiệp Phụ lục Lý thuyết OFDM 1.1 Chèn khoảng bảo vệ loại bỏ OFDM  Chèn khoảng bảo vệ :Khoảng bảo vệ (là khoảng thời gian có độ dài Tg ) thời gian thiết bị thu chờ đợi, trước xử lý tín hiệu ChuỗiB ảovệ TG ChuỗiB ảovệ Phần tín hiệu có ích TS Hình P1.1 Khoảng bảo vệ Khoảng bảo vệ phía sau chép lên phần phía trước mẫu tín hiệu cần truyền OFDM Sự chép có tác dụng chống lại nhiễu xuyên tín hiệu gây hiệu ứng phân tập đa đường Sau chèn khoảng bảo vệ, tín hiệu có chu kỳ T=Tg + Ts Do hiệu ứng phân tập đa đường, tín hiệu đến máy thu với nhiều đường khác Tín hiệu thu từ hai đường, đường không bị trễ, đường lại trễ so với đường tín hiệu đầu Tmax Ở đường đầu tiên, ta nhận thầy mẫu tín hiệu thứ (K-1) không chồng lấn lên mẫu tín hiệu thứ K, đường tín hiệu đầu không bị trễ truyền dẫn Tuy nhiên đường 2, mẫu tín hiệu thứ (K-1) bị dịch sang mẫu tín hiệu thứ K khoảng Tmax trễ truyền dẫn Tương tự mẫu tín hiệu thứ K bị dịch sang mẫu tín hiệu thứ (K+1) khoảng Tmax Tín hiệu thu máy thu tổng hợp tín hiệu tất đường tín hiệu Sự dịch tín hiệu trễ truyền dẫn phương pháp điều chế thông thường gây nhiễu xuyên ký tự ISI Tuy nhiên hệ thống OFDM có sử dụng khoảng bảo vệ loại bỏ nhiễu Điều kiện định để đảm bảo hệ thống OFDM không bị ảnh hưởng nhiễu ISI Tg  Tmax Tuy nhiên dung lượng liệu thấp tín hiệu Tg Phụ lục tài liệu tham khảo Trang 101 Luận văn tốt nghiệp Với Tg  200s , khoảng cách tối đa máy phát symbol : D=C.Tg=3.10-8(m/s)x200.10-6(s)=60 (km) Nếu toàn chu kỳ symbol 1ms, thời gian có ích chu kỳ bằng: 1000s  200s  800s Khoảng cách giũa sóng mang OFDM bằng: f   1.25KHz 800s  Loại bỏ khoảng bảo vệ Ts Tg t (K-1)T KT (K+1)T t (K-1)Ts KTs (K-1)Ts Hình P1.2 Tách khoảng bảo vệ mẫu tín hiệu thu Tùy theo độ dài chuỗi bảo vệ so với trễ truyền dẫn lớn T max kênh điều kiện kênh truyền (kênh phụ thuộc thời gian không phụ thuộc thời gian) ta có kết khác sau giải điều chế 1.2Thực điều chế OFDM thuật toán IFFT Trên thực tế tất chuyển đổi SIP, DAC, điều chế dịch pha không chế tạo mạch phần cứng OFDM mà quà trính xử lý toán học liệu để tạo nên hiệu mong muốn Quá trình xử lý toán học phép biến đổi Fourier rời rạc(DFT) thực nhờ thuật toán FFT Các xung tín hiệu biểu thị tín hiệu đầu vào biền đổi thánh phổ tín hiệu phép biến đổi Fourier ngược IFFT Phụ lục tài liệu tham khảo Trang 102 Luận văn tốt nghiệp Tín hiệu sau điều chế OFDM có dạng : n mk (t )   d k g (t  kT ).e j 2f k t (1.2) k 1 Khi chuyển đổi tín hiệu tương tự thành số, luồng tín hiệu lấy mẫu với tần số lấy mẫu : ta  T 1   s B N FFT f s N FFT (1.3) Trong B toàn bề rộng băng tần hệ thống Ở thời điểm lấy mẫu t  kT  lt a ; g (t  kT )  g (lt a )  g Do (1.2) viết lại : n mk (kTs  lt a )  g0  d k e j k ( kT  lt a ) k 1 n  g0  d k e jnws ( kT  lt a ) k 1 n  g0  d k e jnws kT e jnws lt a (1.4) k 1 Vì ws kTs  2f s k jnw kT  2k nên e s  cos(2nk )  j sin(2nk )  fs Tương tự khai triển : e jnws lta e jn 2f s l f s N FFT e j 2f s nl N FFT công thức (1.4) viết lại sau : n mk (kTs  lt a )  g  d k e k 1 Phụ lục tài liệu tham khảo j 2 nl N FFT (1.5) Trang 103 Luận văn tốt nghiệp m(t) Hình P1.3 Sơ đồ điều chế OFDM sử dụng IFFT 1.3 Thực giải điều chế OFDM thuật toán FFT Bộ giải điều chế OFDM dạng tương tự tích phân thể phương trình (1.8) vk (t )  k 1T  kTs 1   uk (t ).e j 2fk t d  T0  (1.8) Ở dạng mạch số, tín hiệu lấy mẫu với chu kỳ lấy mẫu ta Giả sử mẫu tin OFDM chia thành NFFT mẫu tín hiệu Khi độ rộng chu kỳ lấy mẫu là: ta  Ts 1   N FFT B f s N FFT (1.9) Sau lấy mẫu, tín hiệu nhận trở thành luồng tín hiệu số u k’(kTs+nta) với n=0,1,2,…,(NFFT-1) Mẫu tín hiệu sau giải điều chế biểu diễn dạng số sau: t vk (t )  a Ts  N FFT 1 ta Ts  u  (kT n 0 k s  nt a ).e j 2f k kTs  nta  N FFT 1  u  (kT n 0 k s  nt a ).e j 2f k kTs e j 2f k nta Phụ lục tài liệu tham khảo (1.10) Trang 104 Luận văn tốt nghiệp Vì e j 2f kT  e k j 2f k s t vk (t )  a Ts k fs  e j 2kl  N FFT 1  u (kT n 0 k s  nt a ).e j 2f k kTs j 2 e e j 2f k nta  e nl N FFT j 2f k n f s N FFT e j 2 Ln N FFT nên ta có: (1.11) Hình P1.4 Sơ đồ khối giải điều chế OFDM sử dụng FFT Các hình hoàn chỉnh Hình P1.5: Giảm PAPR OFDM chuỗi liệu vào cố định 256 bit có nhiễu Phụ lục tài liệu tham khảo Trang 105 Luận văn tốt nghiệp Hình P1.6: Giảm PAPR OFDM chuỗi liệu vào cố định 256 bit không nhiễu 1.4 Giá trị nhị phân chuỗi 256 bit cố định đưa vào chương trình mô PAPR_BER_OFDM.m KIT Spartan 3e không nhiễu: Chuỗi 256 bit cố định msgbin_fix phát là: msgbin_fix = [ 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 ]; Chuỗi 256 bit cố định Y_b_bin_com thu là: Phụ lục tài liệu tham khảo Trang 106 Luận văn tốt nghiệp Y_b_bin_com = [1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0]; Kết qủa chạy chương trình PAPR_BER_OFDM.m so sánh chuỗi 256 bit cố định msgbin_fix phát thu là: Hình P1.7: Tỷ lệ lỗi bit cố định 256 bit không nhiễu chương trình mô PAPR_BER_OFDM.m KIT Spartan 3e Phụ lục tài liệu tham khảo Trang 107 Luận văn tốt nghiệp Tài liệu tham khảo [1] M Breiling, S H Müller-Weinfurtner, and J B Huber, “ SLM Peak-Power Reduction Without Explicit Side Information ”, IEEE Communications Letters, Vol 5, No 6, June 2001 [2] P Foomooljareon and W.A.C Fernando, “ PAPR Reduction in OFDM System ”, Thammasat Int J Sc Tech, Vol 7, No 3, December 2002 [3] H.Nikookar and K.S.Lidsheim, ” PAPR Reduction Of OFDM By Ramdom Phase Updating ”, IEEE PIMRC 2002 [4] Seung Hee Han and Jae Hong Lee, “ PAPR Reduction of OFDM Signals Using a Reduced Complexity PTS Technique ”, IEEE Signal Processing Letters, Vol.11, No.11, November 2004 [5] Tao Jiang, Yang Yang, and Yong-Hua Song, “ Companding Technique for PAPR Reduction in OFDM Systems Based on An Exponential Function ”, IEEE Globecom, 2005 [6] Seung Hee Han and Jea Hong Lee, “ An Overview Of Peak-to-Average Power Ratio Reduction Techniques for Multicarrier Transmission ”, IEEE Wireless Communications, April 2005 [7] Chin-Liang Wang and Sheng-Ju Ku, “ A low companding transform for Peak-to-Average Power Ratio Reduction in OFDM Systems ”, IEEE Transactions, 2006 [8] Seung Hee Han, John M Cioffi and Jae Hong Lee, “ Tone Injection with Hexagonal Constellation for Peak-to-Average Power Ratio Reduction in OFDM ”, IEEE Communications Letters, Vol 10, No 9, September, 2006 [9] Luqing Wang and Chintha Tellambura, “ An Adaptive-Scaling Algorithm for OFDM PAR Reduction Using Active Constellation Extension ”, IEEE Wireless Communications, 2006 Phụ lục tài liệu tham khảo Trang 108 Luận văn tốt nghiệp [10] Tao Jiang and Weidong Xiang and Hsiao-Hwa Chen, “ Multicast Broadcast Services Support in OFDMA-Based WiMAX Systems ”,IEEE, No 7, 2007 [11] Masaki Ojima and Takeshi Hattori , “ PAPR Reduction Method using Clipping and Peakwindowing in CI/OFDM System ”, IEEE, 2007 [12] Nick LaSorte, W Justin Barnes, Hazem H Refai, “ The History of Orthogonal Frequency Division Multiplexing ”, IEEE Transactions, 2008 [13] Tao Jiang and Yiyan Wu, “ An Overview: Peak-to-Average Power Ratio Reduction Techniques for OFDM Signals ”, IEEE Transactions, Vol 54, No.2, June 2008 [14] V Vijayarangan, DR (MRS) R Sukanesh, “ An Overview of Technique for Reducing Peak To Average Power Ratio And Its Selection Criteria for Orthogonal Frequency Division Multiplexing Radio Systems ”, Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 2009 [15] Guoguang Chen, Rashid Ansari and Yingwei Yao, “ Improved Peak Windowing for PAPR Reduction in OFDM ”, IEEE International Conference, 2009 [16] Peerapong Uthansakul, Sakkarin Chaokuntod, “ Fast Dummy Sequence Insertion Method for PAPR Reduction in WiMAX Systems ”, World Academy of Science Engineering and Technology, 2009 [17] H Sakran, M Shokair, and A Abou Elazm, “ Combined Interleaving And Companding For PAPR Reduction In OFDM ”, Electromagnetics Research C, Vol 6, 67–78, 2009 [18] Chapter 7: PAPR Reduction, Yong Soo Cho, “ MIMO-OFDM wireless communications with MATLAB ”, Page 209-242,John Wiley & Sons (Asia) Pte Ltd 2010 [19] P.K.Sharma Seema Verma and A.Basu, “ Modified Clipping And Filtering Technique For Peak-to-Average Power Ratio Reduction Of OFDM Signals Used In WLAN ”,International Journal of Engineering Science and Technology, Vol 2, 2010 [20] Zhongpeng Wang, Shaozhong zhang and Binqing Qiu, “ PAPR Reduction of OFDM Signal by Using Hadamard Transform in Companding Techniques ”, Communication Technology (ICCT), 12th IEEE International Conference, 2010 Phụ lục tài liệu tham khảo Trang 109 Luận văn tốt nghiệp [21] Liu Kewen and Xu Ning, “ PAPR Reduction of Uplink for Carrier Aggregation in LTEAdvanced ”,IEEE Transactions, Vol 2, Issue 5, May 2010 [22] Zhongpeng Wang, “ Combined DCT and companding for PAPR Reduction in OFDM Signals ”,Journal of Signal and Information Processing, Vol 2, May 2011 [23] B Ragini, M Sushanth Babu and K Kishan Rao, “Companding Technique for Reducing Peak-to-Average Power Ratio in OFDM Linear Coded Systems ”,International Journal of Power System Operation and Energy Management, Issue 2, Vol 1, 2011 [24] Orhan Gazi, “A New Companding Technique for PAPR Reductionin OFDM Communication Systems ”, IEEE Ultra Modern Telecommunications and Control Systems and Workshops, Oct 2011 [25] Neelam Dewangan and Mangal Singh, “Comparison of Exponential Companding Transform and Adaptive-ACE Algorithm for PAPR Reduction in OFDM Signal ”,International Journal of Scientific and Research Publications, Vol 2, Issue 5, May 2012 [26] John Samuel, Akinola Emmanuel, Ibikunle Frank, Ndujiuba Charles, Akinade Bayonle, “Modeling of Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) for Transmission in Broadband Wireless Communications ”, Journal of Emerging Trends in Computing and Information Sciences, Vol 3, No 4, April 2012 [27] Charles W Brokish, Michele Lewis, “A-Law and Mu-Law Companding Implementations Using the TMS320C54x ”, Texas Instruments DSP Tutorial, 1997 [28] Spectrum Digital, Inc, “TMS320C6713 DSK Technical Reference ”, 506735-0001 Rev A,DSP Development Systems, May 2003 [29] Khaled Sobaihi, Akram Hammoudeh, David Scammell, “FPGA Implementation of OFDM Transceiver for a 60GHz Wireless Mobile Radio”, IEEE International Conference, 2010 Phụ lục tài liệu tham khảo Trang 110 Luận văn tốt nghiệp [30] Supplement to IEEE Standard for Information technology “IEEE Std 802.11a”, IEEE Computer Society, 1999 [31] Help System Generator “Xilinx Blockset : Resource Estimator”, Xilinx Inc, 2008 [32] Evan Everett and Michael Wu“Introduction to Xilinx System Generator”, ELEC 433, 2013 [33] Achala Deshmukh and Shrikant Bodhe“Comparison of DCT and Wavelet Based OFDM System_2012”, International Journal of Advancements in Technology, 2012 Trang web: [34]http://www.mathworks.com/help/toolbox/comm/ref/compand.html, Matlab code, Luật Anén giãn tín hiệu [35]http://en.wikipedia.org/wiki/Companding, lịch sử kỹ thuật nén giãn tín hiệu A.B.Clark sáng chế 1928 Phụ lục tài liệu tham khảo Trang 111 Luận văn tốt nghiệp Phụ lục tài liệu tham khảo Trang 112 [...]... Các phương pháp giảm PAPR trong hệ thống OFDM: Tóm tắt các kết quả nghiên cứu ngoài nước liên quan đến các phương pháp giảm PAPR, trình bày các phương pháp giảm PAPR và ưu nhược điểm của từng phương pháp dựa trên các bài báo, hội nghị IEEE từ năm 2001 đến năm 2011 - Chương 3 Giảm PAPR bằng phương pháp nén giãn tín hiệu: Xây dựng chương trình thực hiện nén tín hiệu sử dụng luật Mu trong hệ thống OFDM. .. 30 Hình 2.8 Sơ đồ hệ thống OFDM sử dụng nén giãn theo hàm mũ [5] 32 Hình 2.9: Đặc tuyến nén luật Mu với các hệ số Mu khác nhau 35 Hình 2.10 Mô hình nén giãn giảm PAPR trong hệ thống OFDM 37 Hình 3.1: Mô hình nén giãn giảm PAPR trong OFDM 39 Hình 3.2 : Đặc tuyến nén giãn với hệ số Mu = 255 40 Hình 3.3: Lưu đồ thuật toán PAPR_ BER _OFDM. m có bộ nén giản Mu làm giảm PAPR ... cơ sở đó đề xuất cách giảm PAPR bằng phương pháp nén giãn tín hiệu sử dụng luật nén giãn Mu, so sánh khả năng giảm PAPR với các phương pháp nén giãn khác Dựa trên các kết quả phân tích và so sánh khi áp dụng luật nén giãn Mu vào hệ thống OFDM trong chương 3, người thực hiện sẽ thiết kế hệ thống giảm PAPR trong OFDM trên phần cứng, sau đó so sánh kết quả với chương trình giảm PAPR chạy trên phần mềm... nén giãn tín hiệu theo luật Mu 34 2.2.4.1 Đặc tính nén giãn Luật Mu [27] 34 2.2.4.2 Mô hình nén giãn luật Mu trong hệ thống OFDM 35 2.3 Kết luận 38 Chƣơng 3: MÔ PHỏNGPHƢƠNG PHÁP NÉN GIÃN TÍN HIệU LÀM GIảM PAPR CHO Hệ THốNG OFDM BằNG PHầN MềM MATLAB PHIÊN BẢN 7.9 .39 3.1 Mô hình nén giãn luật Mu trong hệ thống OFDM 39 3.2 Mô phỏng giảm PAPR trong hệ. .. chọn phương pháp giảm PAPR [13] 23 2.1.6 So sánh một vài phương pháp giảm PAPR 23 2.1.7 Kết luận 23 2.2 Giảm PAPR trong hệ thống OFDM 24 2.2.3 Tổng quan kỹ thuật nén giãn tín hiệu 28 2.2.3.1 Lịch sử kỹ thuật nén giãn tín hiệu 28 2.2.3.2 Nén giãn tín hiệu trong hệ thống OFDM 29 2.2.3.3 Nén giãn tín hiệu theo luật Mu 30 2.2.3.4 Nén giãn. .. dụng phương pháp nén giãn tín hiệu theo hàm mũ 2.1.3 Phân loại các phương pháp giảm PAPR Có nhiều phương phương pháp giảm PAPR Sau đây là sơ đồ phân loại tổng quát các phương pháp giảm PAPR trong hệ thống OFDM [14] Có thể chia các phương pháp giảm PAPR thành hai nhóm chính Nhóm thứ nhất bao gồm các phương pháp gây méo dạng tín hiệu, nhóm này sử dụng các kỹ thuật làm thay đổi dạng của tín hiệu để giảm. .. ra nhiều phương pháp giảm PAPR, phương pháp biến đổi nén giãn [24] là một trong những phương pháp giảm PAPR hiệu quả và dễ dàng thực hiện Trong luận văn này, kỹ thuật nén giãn dựa trên luật nén Mu [24] được ứng dụng để giảm PAPR và tăng hiệu suất cho hệ thống Bài báo [24] đã đề xuất kỹ thuật giảm PAPR sử dụng hàm arctant cho kết quả tốt hơn so với các kỹ thuật nén giãn sử dụng luật Mu và nén giãn hàm... sánh và đưa ra ưu điểm và nhược điểm của các phương pháp giảm PAPR trong hệ thống OFDM Tác giả đã so sánh các phương pháp giảm PAPR trong hệ thống OFDM với N = 256 sóng mang con, sử dụng điều chế 16-QAM, hệ số quá lấy mẫu L=4, số lượng tín hiệu OFDM phát đi là 104 ký tự OFDM Khi hàm CCDF = 10-3, PAPR lần lượt cho các phương pháp tương ứng là: phương pháp nén giãn theo hàm mũ 2.6 dB, kỹ thuật chuỗi phát... [23] năm 2011,đưa ra phương pháp giảm PAPR dùng kỹ thuật nén giãn kết hợp với Mã Kiểm Tra Bit Chẵn Lẻ Mật Độ Thấp LDPC (Low Density Parity Check Code), việc thêm bộ mã hóa vào hệ thống nhằm kiểm soát lỗi và tăng dung lượng hệ thống Phương pháp nén giãn theo hàm mũ giảm 9.1dB và phương pháp nén giãn kết hợp mã LDPC giảm 8dB so với tín hiệu OFDM ban đầu không sử dụng kỹ thuật giảm PAPR ( Bảng 1.2 của... vào phương pháp nén giãn theo luật Mu để giảm PAPR của tín hiệu OFDM nhằm đạt được khả năng giảm PAPR cao vừa cải thiện BER của hệ thống, sau đó thiết kế bộ nén giãn giảm PAPR trong hệ thống OFDM trên phần cứng, so sánh các kết quả thu được trên phần cứng và kết quả mô phỏng giảm PAPR trên Matlab phiên bản 7.9 Đề tài có nội dung như sau: - Chương 1 Giới thiệu tổng quan, giới hạn, nhiệm vụ và phương pháp