Kỹ thuật OFDM [viết tắt của Orthogonal frequency-division multiplexing] là một trường hợp đặc biệt của phương pháp điều chế đa sóng mang, trong đó các sóng mang phụ trực giao với nhau, nhờ vậy phổ tính hiệu ở các sóng mang phụ cho phép chồng lấn lên nhau mà phía thu vẫn có thể khôi phục lại tín hiệu ban đầu. Sự chồng lấn phổ tín hiệu làm cho hệ thống OFDM có hiệu suất sử dụng phổ lớn hơn nhiều so với kỹ thuật điều chế thông thường.
Kỹ thuật điều chế OFDM do R.W Chang phát minh năm 1966 ở Mỹ [1].[1] Trong những thập kỷ vừa qua, nhiều công trình khoa học về kỹ thuật này đã được thực hiện ở khắp nơi trên thế giới. Đặc biệt là công trình khoa học của Weistein và Ebert đã chứng minh rằng phép điều chế OFDM có thể thực hiện được thông qua phép biến đổi IDFT và phép giải điều chế OFDM có thể thực hiện được bằng phép biến đổi DFT[2].[2] Phát minh này cùng với sự phát triển của kỹ thuật số làm cho kỹ thuật điều chế OFDM được ứng dụng trở nên rộng rãi. Thay vì sử dụng IDFT người ta có thể sử dụng phép biến đổi nhanh IFFT cho bộ điều chế OFDM, sử dụng FFT cho bộ giải điều chế OFDM.
Ngày nay kỹ thuật OFDM còn kết hợp với phương pháp mã kênh sử dụng trong thông tin vô tuyến. Các hệ thống này còn được gọi COFDM [code OFDM]. Trong hệ thống này tín hiệu trước khi được điều chế OFDM sẽ được mã kênh với các loại mã khác nhau nhằm mục đích chống lại các lỗi đường truyền. Do chất lượng kênh [fading và SNR] của mỗi sóng mang phụ là khác nhau, người ta điều chế tín hiệu trên mỗi sóng mang với các mức điều chế khác nhau. Hệ thống này mở ra khái niệm về hệ thống truyền dẫn sử dụng kỹ thuật OFDM với bộ điều chế tín hiệu thích ứng. Kỹ thuật này đã được sử dụng trong hệ thống thông tin máy tính băng rộng HiperLAN/2 ở châu Âu. Trên thế giới hệ thống này được chuẩn hóa theo tiêu chuẩn IEEE.802.11a.
Hệ thống OFDM có thể loại bỏ hoàn toàn hiện tượng giao thoa giữa các ký hiệu[ISI] nếu độ dài chuỗi bảo vệ [guard interval leght] lớn hơn trễ truyền dẫn lớn nhất của kênh.
Phù hợp cho việc thiết kế hệ thống truyền dẫn băng rộng, do ảnh hưởng của sự phân tập về tần số đối với chất lượng của hệ thống được giảm nhiều so với hệ thống truyền dẫn đơn sóng mang.[3]
Đường bao biên độ của tín hiệu phát không bằng phẳng. Điều này gây ra méo phi tuyến ở các bộ khuếch đại công suất ở máy phát và máy thu.
Sử dụng chuỗi bảo vệ tránh được nhiễu phân tập đa đường nhưng làm giảm đi một phần hiệu suất sử dụng đường truyền, do bản thân chuỗi bảo vệ không mang thông tin có ích.
Do yêu cầu về điều kiện trực giao giữa các sóng
- ^ R.W Chang, "Orthogonal Frequency Division Multiplexing", U. S. Patent 4388 455, filed in Nov. 1966, issued in Jan. 1970
- ^ S.B. Weistein, P.M. Ebert, "Data Transmission by Frequency-Division Multiplexing Using the Discrete Fourier Transform", IEEE trans. Communications, vol. 10, pp.628–634, Oct. 1971
- ^ Nguyễn Văn Đức, "Lý Thuyết Và Các Ứng Dụng Của Kỹ thuật OFDM", Trong tuyển tập Kỹ thuật Thông tin Số, tập 2, nhà xuất bản Khoa Học Kỹ thuật, Năm 2006.
| Wikimedia Commons có thêm hình ảnh và phương tiện truyền tải về Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao. |
Tài liệu "Kỹ thuật điều chế đa sóng mạng Nguyên lý ứng dụng của OFDM" có mã là 243030, file định dạng rar, có 108 trang, dung lượng file 640 kb. Tài liệu thuộc chuyên mục: Luận văn đồ án > Kỹ thuật - Công nghệ > Kỹ thuật điện - điện tử. Tài liệu thuộc loại Bạc
Nội dung Kỹ thuật điều chế đa sóng mạng Nguyên lý ứng dụng của OFDM
Trước khi tải bạn có thể xem qua phần preview bên dưới. Hệ thống tự động lấy ngẫu nhiên 20% các trang trong tài liệu Kỹ thuật điều chế đa sóng mạng Nguyên lý ứng dụng của OFDM để tạo dạng ảnh để hiện thị ra. Ảnh hiển thị dưới dạng slide nên bạn thực hiện chuyển slide để xem hết các trang.
Bạn lưu ý là do hiển thị ngẫu nhiên nên có thể thấy ngắt quãng một số trang, nhưng trong nội dung file tải về sẽ đầy đủ 108 trang. Chúng tôi khuyễn khích bạn nên xem kỹ phần preview này để chắc chắn đây là tài liệu bạn cần tải.
Xem preview Kỹ thuật điều chế đa sóng mạng Nguyên lý ứng dụng của OFDM
Nếu bạn đang xem trên máy tính thì bạn có thể click vào phần ảnh nhỏ phía bên dưới hoặc cũng có thể click vào mũi bên sang trái, sang phải để chuyển nội dung slide.Nếu sử dụng điện thoại thì bạn chỉ việc dùng ngón tay gạt sang trái, sang phải để chuyển nội dung slide.
Trong ngành viễn thông, sóng tải [sóng mang] là một dạng sóng [thường là sóng hình sin] được điều biến với một tín hiệu nhập liệu để chuyển vận thông tin. Loại sóng này thường được sử dụng để truyền thông tin xuyên qua không gian như là một sóng điện từ hoặc cho phép vài sóng tải tần số khác nhau chia sẻ chung một môi trường phát sóng vật lý bằng phương pháp ghép kênh phân chia theo tần số. Mời các bạn tìm hiểu tổng quan sóng mang là gì trong bài viết dưới đây.
I. Sóng mang là gì?
Trong viễn thông, sóng mang, tín hiệu sóng mang hay chỉ là sóng mang, là một dạng sóng [thường là hình sin] được điều chế [sửa đổi] với tín hiệu mang thông tin nhằm mục đích truyền tải thông tin. Sóng mang này thường có tần số cao hơn nhiều so với tín hiệu đầu vào. Mục đích của sóng mang thường là truyền thông tin trong không gian dưới dạng sóng điện từ [như trong truyền thông vô tuyến], hoặc cho phép một số sóng mang ở các tần số khác nhau chia sẻ một phương tiện truyền dẫn vật lý chung bằng cách ghép kênh phân tần [như trong truyền hình cáp hệ thống]. Thuật ngữ này bắt nguồn từ truyền thông vô tuyến, trong đó sóng mang tạo ra các sóng mang thông tin [điều chế] trong không khí từ máy phát đến máy thu. Thuật ngữ này cũng được sử dụng cho phát xạ không điều chế trong trường hợp không có bất kỳ tín hiệu điều chế nào.
Trong sản xuất âm nhạc, tín hiệu sóng mang có thể được điều khiển bằng tín hiệu điều chế để thay đổi đặc tính âm thanh của bản ghi âm và thêm cảm giác về độ sâu và chuyển động.
II. Tổng quan về sóng mang.
Thuật ngữ sóng mang bắt nguồn từ vô tuyến. Trong hệ thống thông tin liên lạc vô tuyến, chẳng hạn như phát thanh hoặc truyền hình, thông tin được truyền trong không gian bằng sóng vô tuyến. Khi kết thúc gửi, thông tin, dưới dạng tín hiệu điều chế, được đưa vào một thiết bị điện tử gọi là máy phát. Trong máy phát, một máy phát dao động điện tử tạo ra dòng điện xoay chiều hình sin có tần số vô tuyến điện; đây là sóng mang. Tín hiệu thông tin được sử dụng để điều chế sóng mang, làm thay đổi một số khía cạnh của sóng mang, để gây ấn tượng với thông tin trên sóng. Dòng điện xoay chiều được khuếch đại và đưa vào ăng-ten của máy phát, bức xạ sóng vô tuyến mang thông tin đến vị trí của máy thu. Tại máy thu, sóng vô tuyến đập vào ăng ten của máy thu, tạo ra một dòng điện dao động cực nhỏ trong nó, được đưa vào máy thu. Trong máy thu, tín hiệu điều chế được trích xuất từ sóng mang đã được điều chế, một quá trình được gọi là giải điều chế.
Hầu hết các hệ thống vô tuyến trong thế kỷ 20 đều sử dụng điều chế tần số [FM] hoặc điều chế biên độ [AM] để bổ sung thông tin cho sóng mang. Phổ tần số của tín hiệu AM hoặc FM được điều chế từ máy phát vô tuyến được trình bày ở trên. Nó bao gồm một thành phần mạnh [C] ở tần số sóng mang {\ displaystyle f_ {C}} {\ displaystyle f_ {C}} với điều chế nằm trong dải biên hẹp [SB] ở trên và dưới tần số sóng mang. Tần số của đài phát thanh hoặc đài truyền hình được coi là tần số sóng mang. Tuy nhiên bản thân sóng mang không hữu ích trong việc truyền thông tin, vì vậy năng lượng trong thành phần sóng mang là lãng phí công suất máy phát. Do đó, trong nhiều phương pháp điều chế hiện đại, sóng mang không được truyền đi. Ví dụ, trong điều chế đơn biên [SSB], sóng mang bị triệt tiêu [và trong một số dạng SSB, bị loại bỏ]. Sóng mang phải được đưa vào máy thu bằng bộ dao động tần số nhịp [BFO].
Các sóng mang cũng được sử dụng rộng rãi để truyền nhiều kênh thông tin qua một cáp đơn hoặc phương tiện truyền thông khác bằng cách sử dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số [FDM]. Ví dụ, trong hệ thống truyền hình cáp, hàng trăm kênh truyền hình được phân phối đến người tiêu dùng thông qua một cáp đồng trục, bằng cách điều chế mỗi kênh truyền hình trên sóng mang có tần số khác nhau, sau đó gửi tất cả các sóng mang qua cáp. Tại đầu thu, các kênh riêng lẻ có thể được tách ra bằng các bộ lọc thông dải sử dụng các mạch điều chỉnh để có thể hiển thị kênh truyền hình mong muốn. Một kỹ thuật tương tự được gọi là ghép kênh phân chia bước sóng được sử dụng để truyền nhiều kênh dữ liệu qua một sợi quang bằng cách điều biến chúng trên các sóng mang ánh sáng riêng biệt; chùm ánh sáng có bước sóng khác nhau.
II. Điều chế hoạt động như thế nào?
Tần số của kênh RF được hiểu đúng nhất là tần số của sóng mang.
Sóng mang là sóng thuần có tần số không đổi, hơi giống sóng sin. Bản thân nó không mang nhiều thông tin mà chúng ta có thể liên quan đến [chẳng hạn như lời nói hoặc dữ liệu].
Để bao gồm thông tin lời nói hoặc thông tin dữ liệu, cần phải đặt một sóng khác [được gọi là tín hiệu đầu vào] lên trên sóng mang. Quá trình áp đặt tín hiệu đầu vào lên sóng mang được gọi là quá trình điều chế. Nói cách khác, điều chế thay đổi hình dạng của sóng mang để mã hóa bằng cách nào đó lời nói hoặc thông tin dữ liệu mà chúng ta muốn mang theo. Điều chế giống như ẩn một đoạn mã bên trong sóng mang.
Bất kỳ sóng nào cũng có ba tính chất cơ bản:
- Biên độ - chiều cao của sóng
- Tần số - một số sóng truyền qua trong một giây nhất định
- Pha - trong đó pha ở bất kỳ thời điểm nào
Có các chiến lược khác nhau để điều biến sóng mang. Đầu tiên, người dùng có thể điều chỉnh chiều cao của sóng mang. Nếu độ cao của tín hiệu đầu vào thay đổi theo độ lớn của giọng nói của người dùng và sau đó thêm tín hiệu này vào sóng mang, thì biên độ của sóng mang sẽ thay đổi tương ứng với tín hiệu đầu vào được đưa vào đó. Đây được gọi là điều chế biên độ hoặc AM.
Tần số của tín hiệu đầu vào cũng có thể được thay đổi. Nếu tín hiệu đầu vào này được thêm vào sóng mang thuần, do đó nó sẽ làm thay đổi tần số của sóng mang. Bằng cách đó, người dùng có thể sử dụng các thay đổi của tần số để mang thông tin giọng nói. Đây được gọi là điều chế tần số hoặc FM.
Hai chiến lược này có thể được kết hợp để tạo ra một sơ đồ thứ ba. Trên thực tế, bất kỳ chiến lược nào kết hợp tín hiệu đầu vào với sóng mang để mã hóa giọng nói hoặc thông tin hữu ích khác được gọi là sơ đồ điều chế.
Các sơ đồ điều chế có thể là tương tự hoặc kỹ thuật số. Sơ đồ điều chế tương tự có sóng đầu vào thay đổi liên tục giống như sóng sin. Trong sơ đồ điều chế kỹ thuật số, nó phức tạp hơn một chút. Giọng nói được lấy mẫu ở một số tốc độ và sau đó được nén và chuyển thành một luồng bit - một luồng gồm các số không và một - và điều này đến lượt nó được tạo thành một loại sóng cụ thể sau đó được chồng lên sóng mang.
Câu hỏi lớn là, tại sao lại có sóng mang trong điều chế? Tại sao không chỉ đơn giản là sử dụng tín hiệu đầu vào trực tiếp? Rốt cuộc, nó đang mang tất cả thông tin mà chúng ta quan tâm và nó chỉ chiếm một vài kilohertz và băng thông. Vậy tại sao không sử dụng trực tiếp? Tại sao sóng mang và điều chế lại cần thiết?
Điều thú vị là các tín hiệu đầu vào có thể được truyền [không có sóng mang] bằng sóng điện từ tần số rất thấp. Tuy nhiên, vấn đề là điều này sẽ cần một chút khuếch đại để truyền những tần số rất thấp đó. Bản thân các tín hiệu đầu vào không có nhiều công suất và cần một ăng-ten khá lớn để truyền thông tin.
Để giữ cho thông tin liên lạc rẻ và thuận tiện và cần ít năng lượng hơn để truyền tải nhiều thông tin nhất có thể, hệ thống sóng mang với sóng mang được điều chế được sử dụng.
Chúc bạn thành đạt trong công việc và hạnh phúc trong cuộc sống !
Hotline / Zalo: 089 6688 629
Website: //uniduc.com/vi
-------------////--------------------------------------------////------------
HUMANOID ROBOT CỦA CÔNG TY UNIDUC SẢN XUẤT PHÁT TRIỂN.