Slide 1Address: PTIT- Km10-Nguyen Trai Street, HaDong, HaNoi
Office : (0)84-(0)4-8549352, (0)84-(0)34- 515484
*
WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
Lý thuyt: 24 tit
Bài tp: 06 tit
T hc: 15 tit
Thi kt thúc: 60 %
Mng truyn thông vô tuyn hin ti
Khai thác tài nguyên VT cha trit .
Khai thác kh nng, tim nng ca các thành phn và node mng cha trit .
Khai thác CSI cha trit .
Vic phi kt hp cha cao.
Mã hóa kênh sa li tiên tin, phân tp, iu ch bc cao, MIMO-OFDM
Quy hoch và ti u mng, c ch thích ng: AMC, AOFDM, SON
Phân b tài nguyên ti u và lp lch ng
Khai thác hiu qu và trit tài nguyên vô tuyn
Khai thác trit nng lc và tim nng ca các thành phn và node mng.
i phó, khc phc các nhc im.
Khai thác trit CSI.
Mc tiêu:
Ti a hóa hiu nng trên c s hp tác và kh tri
Tài nguyên b hn ch và khan him
Cht lng và an ninh kém
CR: Phát hin và khai thác ph tn ri (cm nhn MT và phân b tài nguyên)
CC: Hp tác, phi kt hp gia các node và các phn t tng chính xác cm nhn
Khai thác hiu qu & trit tài nguyên nhng vn phi m bo cht lng
- V i tng nghiên cu: i tng nghiên cu ca tài là kênh v tinh.
Gii pháp cân bng:
+ Mô hình hóa kênh thông tin nh b lc thích ng vi hàm truyn t c thù (FIR – áp ng xung kim hu hn)
+ c lng thông s hàm truyn t làm ngc li nh hng ca méo kênh thay i theo thi gian
+ So sánh vi chui kim tra, iu chnh gim thiu li
Cân bng thích ng X lý nhiu (ISI, CCI, ACI); Tp âm (Noise); Méo phi tuyn Là gii pháp tim nng
Xut phát ý tng nghiên cu
*
*
Mng truyn thông vô tuyn hin ti
Khai thác tài nguyên VT cha trit .
Khai thác kh nng, tim nng ca các thành phn và node mng cha trit .
Khai thác CSI cha trit .
Vic phi kt hp cha cao.
Mã hóa kênh sa li tiên tin, phân tp, iu ch bc cao, MIMO-OFDM
Quy hoch và ti u mng, c ch thích ng: AMC, AOFDM, SON
Phân b tài nguyên ti u và lp lch ng
Khai thác hiu qu và trit tài nguyên vô tuyn
Khai thác trit nng lc và tim nng ca các thành phn và node mng.
i phó, khc phc các nhc im.
Khai thác trit CSI.
Mc tiêu:
Ti a hóa hiu nng trên c s hp tác và kh tri
Tài nguyên b hn ch và khan him
Cht lng và an ninh kém
CR: Phát hin và khai thác ph tn ri (cm nhn MT và phân b tài nguyên)
CC: Hp tác, phi kt hp gia các node và các phn t tng chính xác cm nhn
Khai thác hiu qu & trit tài nguyên nhng vn phi m bo cht lng
- V i tng nghiên cu: i tng nghiên cu ca tài là kênh v tinh.
Gii pháp cân bng:
+ Mô hình hóa kênh thông tin nh b lc thích ng vi hàm truyn t c thù (FIR – áp ng xung kim hu hn)
+ c lng thông s hàm truyn t làm ngc li nh hng ca méo kênh thay i theo thi gian
+ So sánh vi chui kim tra, iu chnh gim thiu li
Cân bng thích ng X lý nhiu (ISI, CCI, ACI); Tp âm (Noise); Méo phi tuyn Là gii pháp tim nng
Xut phát ý tng nghiên cu
*
*
Các tham s c trng ca MT ng (CSI ng)
Tài nguyên hn ch và kh dng ng nh: h ph (c hi chim dng và chia s tài nguyên)
Tài nguyên b hn ch (mã, công sut, bng thông…)
Nhu cu chim dng tài nguyên ng
Tính công bng mm do, mc u tiên
Môi trng VT
iu kin ràng buc
Tính cht ng, tính ngu nhiên ca môi trng VT và K ràng buc.
X lý tín hiu tiên tin
Mô phng: Kim chng kt qu
C s và công c NC
Mc tiêu
Ti a hóa hiu nng
Xây dng mô hình và gii pháp ti a hóa hiu nng trên c s hp tác và kh tri trong mt s iu kin môi trng vô tuyn và iu kin ràng buc in hình dng:
Khai thác trit nng lc, tim nng ca các thành phn và node trong mng;
Khai thác trit tài nguyên vô tuyn khan him;
i phó, khc phc các nhc im ca môi trng truyn thông vô tuyn.
Trên c s ý tng v b cân bng m rng cho kênh v tinh a phng tin, công c ch yu c la chn thc hin gm:
+ Mng nron
+ Mô phng
Nguyn Vit m
WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
Nhim v NC
Kênh vô tuyn, mô hình kênh vô tuyn, tham s hóa c tính kênh vô tuyn, c tính và nh hng ca c tính tham s kênh vô tuyn.
H thng vô tuyn hp tác, hiu nng ca h thng vô tuyn hp tác trong mt s iu kin kênh vô tuyn và iu kin ràng buc in hình.
H thng vô tuyn kh tri, hiu nng ca h thng vô kh tri trong môi trng vô tuyn và iu kin ràng buc in hình.
Mô hình hóa vô tuyn hp tác và kh tri cho mng vô tuyn th h sau.
Gii pháp ci thin hiu nng in hình cho mng vô tuyn th h sau trên c s hp tác và kh tri bao gm: tính toán, thit k lý thuyt, mô hình hóa và mô phng kim chng gii pháp c xut.
So sánh ánh giá hiu nng ca gii pháp ci thin hiu nng theo các tiêu chí nh: mc hp tác; mc hi t; mc ti u; mc phc tp và tính kh thi.
HNG NGHIÊN CU (4/4)
Hc liu bt buc (HLBB):
TS. Nguyn Phm Anh Dng, các mng truyn thông vô tuyn, Hc vin Công ngh Bu chính Vin thông, 2013
Hc liu tham kho (HLTK):
Nguyn Vit m, Mô phng h thng vin thông và ng dng Matlab, Nhà xut bn Bu in, 2007
TS. Nguyn Phm Anh Dng, a truy nhp vô tuyn, Hc vin Công ngh Bu chính Vin thông, 2013
TS. Nguyn Phm Anh Dng, C s k thut thông tin vô tuyn, Hc vin Công ngh Bu chính Vin thông, 2013.
TS. Nguyn Phm Anh Dng, Thông tin di ng, Hc vin Công ngh Bu chính Vin thông, 2013
Ph.D. Jeffrey G. Anrew and Others, Fundamental of WiMAX, Prentice Hall, 2007
Dr. David Tse and Dr. Pramod Viswanath, Fundamentals of Wireless Communication, Cambridge University Press, 2005
Hc liu b tr (HLBT): Các tài nghiên cu khoa hc và chng trình mô phng:
1. Nghiên cu mô hình lp vt lý 802.16e trong WiMAX di ng và mô phng kênh ng xung. Mã s: 09-HV-2007-RD-VT.
2. Phân b tài nguyên thích ng và lp lch ng cho h thng vô tuyn th h sau. Mã s: 01-HV-2008-RD-VT.
3. Xây dng các mô hình truyn dn thích ng a lp cho các h thng thông tin di ng th h sau. Mã s: 101-06-KHKT-RD.
4. Xây dng phn mm mô phng kênh phainh cho thông tin di ng. Mã s: 06-HV-2003-RD-VT.
5. Nghiên cu iu ch thích ng cho máy thu thông minh trong thông tin di ng. Mã s: 02-HV-2004-RD-VT.
6. Nghiên cu mô phng h thng truyn dn vô tuyn s dng máy thu phát thông minh trên c s OFDM thích ng. Mã s: 12-HV-2005-RD-VT.
Tài liu tham kho:
Nguyn Vit m
WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
Kin thc: Do c im c bn ca truyn dn vô tuyn là: (i) tài nguyên vn có b hn ch; (ii) cht lng b nh hng nghiêm trng bi phainh ngu nhiên, trong khi ó nhu cu chin dng tài nguyên vô tuyn ngày càng gia tng cng nh yêu cu v tính a dng, cht lng v dch v ngày càng cao. T lch s phát trin cng nh xu th tt yu ca các h thng truyn dn vô tuyn là khám phá tài nguyên, khai thác trit & hiu qu tài nguyên, các gii pháp nhm tng dung lng nhng vn m bo cht lng, cng nh bài toán phân b tài nguyên công bng mm do,v,v.... s cht lc, tích hp các k thut c bn cùng vi các k thut tiên tin, tính kh thi nh các công ngh nh FPGA...s c hi t trong các h thng vô tuyn th h sau. Là hc phn cung cp cho sinh viên i hc các kin thc v các h thng truyn thông vô tuyn ph bin nht b sung cho giáo trình “Thông tin di ng” nh: WiMAX, WLAN và WiFi, các mng ad hoc không dây và h thng thông tin v tinh.
Mc tiêu hc phn:
Nguyn Vit m
WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
K nng: Mô hình hóa và chng trình mô phng các phn t và h thng truyn dn vô tuyn s in hình nhm: (i) trc quan hóa nguyên lý hot ng dng biu din tín hiu và h thng trong min thi gian, min tn s,v,v,.... (ii) tính toán, phân tích, ánh giá hiu nng, ti u các tham s i lp cng nh u nhc im ca các h thng thông tin vô tuyn. Quy hoch, khai thác, qun lý và bo dng h thng thông tin vô tuyn.
Thái , chuyên cn: Nhn thc rõ v trí, vai trò ni dung ca môn hc trong phân tích, thit k, qun lý khai thác các h thng thông tin vô tuyn. Cp nht và làm ch các k thut công ngh tiên tin.
Mc tiêu hc phn:
Chng 1. Tng quan WiMAX
Chng 2. Kin trúc mng WiMAX và giao thc IEEE 802.16
Chng 3. Lp MAC ca WiMAX
Chng 4. Lp vt lý WiMAX c nh
Chng 5. Lp vt lý ca WiMAX di ng
Chng 6. WLAN và WiFi
Chng 7. Các mng ad hoc không dây
Chng 8. Tng quan các h thng thông tin v tinh
Chng 9. Các công ngh a truy nhp và các h thng thit b trong thông tin v tinh
*
KHOA VIN THÔNG 1
Address: PTIT- Km10-Nguyen Trai Street, HaDong, HaNoi
Office : (0)84-(0)4-8549352, (0)84-(0)34- 515484
Mob: 0912699394
*
Nguyn Vit m
WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
NI DUNG (1/2)
Bài 1: Kho sát PSD ca các tín hiu cho h thng BPSK_DSSS_CDMA trong bng tn gc và bng thông.
Bài 2: Chui m và hàm t tng quan
Bài 3: Chui gold và hàm t tng quan
Bài 4: To mã nh kênh và mã ngu nhiên cho WCDMA
*
*
Nguyn Vit m
WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
Bài 9: Mô phng hiu nng SER cho h thng truyn dn OFDM trong môi trng kênh AWGN và kênh pha pha inh a ng
Bài 7: Trc quan hóa nguyên lý hot ng h thng truyn dn OFDM trên c s x lý IFFT/FFT và chèn/kh CP
THO LUN
NI DUNG (2/2)
Bài 10: Mô phng hiu nng SER cho h thng truyn dn SC-FDMA trong môi trng kênh AWGN và kênh pha pha inh a ng
*
Bài 1
*
Mc ích
Trc quan hóa nguyên lý hot ng ca h thng BPSK_DS_CDMA trên c s mô t, kho sát mt ph công sut PSD.
Yêu cu và ni dung thc hin:
Phân tích mô hình h thng BPSK_DS_CDMA.
Vit và phân tích tín hiu h thng BPSK_DS_CDMA trong min thi gian và tn s.
Phân tích tính cht trc giao và iu kin trc giao ca các mã PN.
Vit chng trình Matlab thc hin các công thc tính PSD cho h thng BPSK_DS_CDMA.
Xác nh và thay i các tham s u vào cho chng trình, phân tích nh hng ca các tham s u vào lên PSD.
Báo cáo:
Tóm tt lý thuyt và thc hin kho sát PSD trên các im c trng ca h thng BPSK_DS_CDMA.
*
Biu din tín hiu nh phân ngu nhiên bng gc
Mt thc hin ca tín hiu nh phân ngu nhiên bng gc X(t)
Tóm tt lý thuyt
ACF và PSD ca tín hiu nh phân ngu nhiên:
Các tín hiu nh phân bng gc
Tóm tt lý thuyt
Tín hiu bng thông (1/2)
T tng quan ACF và PSD ca tín hiu nhi phân X(t) c iu ch
Tóm tt lý thuyt
Nguyn Vit m
WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
*
*
Nguyn Vit m
WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
*
*
1
2
3
4
5
6
Sau b chuyn i mc
Nguyên lý DS_SS
Biu din mã tri ph:
Nguyên lý DS_SS
Tín hiu thu vô tuyn
Coi rng: (i) máy thu c ng b sóng mang và ng b mã tri ph vi máy phát; (ii) b qua tp âm nhit ca ng truyn và ch xét nhiu ca K-1 ngi s dng trong h thng; (iii) công sut tín hiu thu ti máy thu k thuc K ngi s dng bng nhau; (iv) b qua tr truyn sóng
Nguyên lý DS_SS
Tín hiu sau gii iu ch BPSK
Tín hiu sau b tích phân (u vào mch quyt nh)
Nguyên lý DS_SS
Ph ca lung s n cc bk(t)
*
*
Ph ca tín hiu sau iu ch BPSK
Ph ca lung s sau tri ph
*
*
(ph ca tín hiu-min tn s)
Ph ca tín hiu thu u vào máy thu k
*
*
Nguyn Vit m
WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
Mt ph công sut ca lung bit lng cc d(f) và lung s sau tri ph dc(f) khi Tb=5Tc.
Nguyên lý DS_SS
*
*
(ph ca tín hiu-min tn s)
PSD thu t máy phát k và t tt c các máy phát khác
b
R
kr
P
c
R
jr
P
b
T
1
b
T
2
b
T
3
b
T
1
Nguyên lý DS_SS
*
*
PSD_No_SS = 2*Tb*(sinc(f*Tb)).^2;
PSD_SS = 2*Tc*(sinc(f*Tc)).^2;
*
*
PSD_DSS_BPSK2 = (Ec/2)*(sinc((f-fc)*Tc).^2);
*
*
Tb=4Tc
*
*
Tb=4Tc
*
*
Bài 2
Mc ích:
Làm sáng t quá trình to, tính cht tng quan chéo và t tng quan ca chui mã m.
Thc hin:
Thuc tính tng quan (Correlation property)
*
Khái nim:
Chui m (chui nh phân có dài cc i) là chui c to ra bi thanh nghi dch hi tip tuyn tính có chu k cc i N = 2m -1 trong ó m là s n v nh ca thanh nghi dch (s tng, là bc ca a thc to mã).
Maximal length sequence or m- sequence
*
*
*
Lp li
m bit u tiên ca chui ra = các bit c np vào thanh ghi dch S0 Vi các np ban u khác S0, chui ra là dch phi (2m-1)- i ca chui vi S0.
Si(2)
Si(3)
Si(4)
Si(5)
T tng quan ca tín hiu
Tng quan chéo gia hai tín hiu
Tng quan chéo và t tng quan ca chui
*
*
0
-N
N
-1/N
1
c
c
i
b) Hàm t tng quan chui PN
0
-NT
NT
-1/N
1
Number_stages = 3;
m_seq = NVD_mseq(3,[1 3],[1 1 1],1);
Si(1)
Si(2)
ci-3
Si(3)
x
0
x
1
x
2
x
3
g
1
c
i
input_sequence = m_seq;
number_period = 2;
*
input_sequence = m_seq;
number_period = 2;
*
Initial_sequence = [ 1 1 1 1 1];
Number_outputsequence = 1;
m_seq = NVD_mseq(5, [1 3 4 5], [ 1 1 1 1 1],1);
m1 = m_seq
m_seq = 2*m_seq - 1
1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0
1 1 1 1 1 -1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1
Si(1)
0
0
0
1
1
Lp li
m bit u tiên ca chui ra = các bit c np vào thanh ghi dch S0 Vi các np ban u khác S0, chui ra là dch phi (2m-1)- i ca chui vi S0.
Si(2)
Si(3)
Si(4)
Si(5)
Nguyn Vit m
WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
1 1 1 1 1 -1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1
input_sequence = m_seq;
number_period = 2;
Bài 3
Mc ích:
Làm sáng t quá trình to, tính cht tng quan chéo và t tng quan ca chui mã gold.
Thc hin:
Thuc tính tng quan (Correlation property)
*
Nguyn Vit m
WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
To chui mã Gold bng cách XOR hai chui m vi cùng nhp ng h
B to chui Gold
Nguyên lý to chui Gold
Tp n chui Gold c rút ra t mt cp các chui m c a chung có dài N=2m-1 bng cách cng modul-2 chui m th nht vi các phiên bn dch vòng ca chui m th hai. Kt hp vi hai chui m ta c mt h mã Gold.
(LFSR: Linear Feedback Shift Register)
Các giá tr ban u
ng h
c(n)
x1(n)
x2(n)
m1 = NVD_mseq(3,[1 3],[1 1 1],1)
m2 = NVD_mseq(3,[2 3],[1 1 1],1)
g1= NVD_goldseq(m1,m2)
*
m3 = NVD_mseq(3,[1 3],[1 0 0],1)
m4 = NVD_mseq(3,[2 3],[1 0 1],1)
g2= NVD_goldseq(m3,m4)
*
To mã nh kênh và mã ngu nhiên cho WCDMA
Bài 4
Hot ng tri ph (tri ph hai lp):
nh kênh (tng rng bng tn tín hiu): Dùng mã trc giao
Ngu nhiên hóa (không nh hng rng bng tn tín hiu): Dùng mã gi tp âm PN
nh kênh (1/5)
Các mã nh kênh là các mã trc giao, d trên k thut OVSF
Các mã hoàn toàn trc giao nhau (không gây nhiu cho nhau nu chúng c ng b thi gian).
Mã nh kênh c dùng phân tách các truyn dn t mt ngun tín hiu.
ng xung: c dùng phân bit ngi dùng trong mt Ô/on Ô.
Cn phi tái s dng mã này trong mi Ô.
Vn : Gây nhiu cho nhau nu hai Ô cùng dùng mt mã
Gii pháp: Dùng mã ngu nhiên hóa gim nhiu gia các BS
Mã nh kênh và mã ngu nhiên trong WCDMA
*
*
Mã tri ph nh kênh (2/5)
Khái nim: Mã nh kênh là mã h s tri ph kh bin trc giao OVSF (Orthogonal Variable Spreading Factor), là mã m bo tính trc giao gia các mã, bt chp chúng có chia s cùng h s tri ph SF hay không <=> có dài khác nhau nhng vn m bo tính trc giao gia các kênh thm chí c khi chúng hot ng ti các tc s liu khác nhau.
Ký hiu và biu din mã OVSF:
Mã nh kênh cho WCDMA
*
*
Nguyn Vit m
WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
nh kênh (3/5)
ng lên: Ch có th phân bit các kênh vt lý/các dch v ca mt ngi dùng vì UE không c ng b thi gian.
Hai ngi có th cùng dùng các mã (dùng mã ngu nhiên phân bit ngi dùng…