Các Phương Pháp Giảm Nhiễu Pha Trong Hệ Thống OFDM

Khám phá các phương pháp giảm nhiễu pha trong hệ thống OFDM qua luận văn thạc sĩ, nâng cao hiệu suất truyền dẫn và chất lượng tín hiệu.

• Tác giả: Nguyễn Viết Tam
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Viết Kính
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông
• Đề tài: Các Phương Pháp Giảm Nhiễu Pha Trong Hệ Thống OFDM
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2008
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT OFDM
• 1.1. Tổng quan về kỹ thuật OFDM
• 1.1.1. Phương pháp điều chế đa sóng mang
• 1.1.2. Phương pháp điều chế đa sóng mang trực giao OFDM
• 1.1.3. Mô tả toán học tín hiệu OFDM thông qua phép biến đổi IFFT
• 1.1.4. So sánh OFDM với điều chế đơn sóng mang
• 1.2. Sơ đồ khối hệ thống OFDM
• 1.2.1. Khối trải năng lượng
• 1.2.2. Bộ mã hoá kênh
• 1.2.3. Khối chuyển đổi nối tiếp - song song
• 1.2.4. Khối ánh xạ tín hiệu
• 1.2.5. Khối biến đổi IFFT
• 1.2.6. Khối chuyển đổi song song - nối tiếp
• 1.2.7. Khối chèn khoảng thời gian bảo vệ
• 1.2.8. Khối chuyển đổi D/A và bộ khuyếch đại công suất HPA
• 1.3. Một số hệ thống ứng dụng OFDM
• 1.3.1. Hệ thống phát thanh quảng bá số (DAB)
• 1.3.2. Hệ thống truyền hình số quảng bá (DVB)
• 1.3.3. Hệ thống WiMax (IEEE802.16)
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC VẤN ĐỀ KỸ THUẬT CHỦ YẾU NHẰM GIẢM NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG OFDM
• 2.1. Ước lượng tham số kênh
• 2.1.1. Các kỹ thuật nội suy để khôi phục hàm truyền
• 2.1.2. Cân bằng kênh cho hệ thống
• 2.2. Đồng bộ thời gian
• 2.3. Đồng bộ tần số
• 2.4. Ảnh hưởng của sai lỗi đồng bộ đến chỉ tiêu chất lượng hệ thống OFDM
• 2.5. Giảm tỉ số công suất đỉnh trên công suất trung bình PAR
• 2.5.1. Thuộc tính thống kê
• 2.5.2. Phương pháp giảm PAR
• 3. CHƯƠNG 3: CÁC KỸ THUẬT GIẢM NHIỄU PHA TRONG HỆ THỐNG OFDM
• 3.1. Các nguyên nhân gây ra nhiễu pha
• 3.1.1. Nhiễu pha do sự không ổn định của các bộ tạo dao động
• 3.1.2. Nhiễu pha do sự sai lệch tần số lấy mẫu giữa bên thu và bên phát
• 3.2. Các phương pháp giảm nhiễu ICI
• 3.2.1. Phân tích nhiễu ICI
• 3.2.2. Phương pháp điều chế tự loại trừ (SC)
• 3.2.3. Phương pháp ước lượng giá trị xác suất cực đại (ML)
• 3.2.4. Phương pháp sử dụng bộ lọc Kalman mở rộng (EKF)
• 3.2.5. Kết quả mô phỏng và so sánh ưu, nhược điểm giữa các phương pháp
• 3.3. Phương pháp giảm nhiễu CPE bằng hồi tiếp
• 3.3.1. Nhiễu pha bộ tạo dao động
• 3.3.2. Thuật toán giảm nhiễu CPE (CPEC)
• 3.3.3. Kết quả đạt được khi áp dụng phương pháp CPEC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Kỹ Thuật OFDM và Giảm Nhiễu Pha Tổng Quan Quan Trọng

Kỹ thuật OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) đã trở thành một giải pháp then chốt trong nhiều hệ thống truyền thông hiện đại. Nhờ hiệu suất sử dụng băng tần cao và khả năng chống nhiễu tốt, OFDM được ứng dụng rộng rãi trong phát thanh kỹ thuật số, truyền hình số, Wi-Fi (IEEE 802.11), và các chuẩn 4G/5G. Tuy nhiên, OFDM rất nhạy cảm với nhiễu pha (Phase Noise), một vấn đề cần được giải quyết để đảm bảo chất lượng tín hiệu. Luận văn này tập trung vào việc phân tích các phương pháp giảm nhiễu pha trong hệ thống OFDM, từ đó đưa ra các giải pháp hiệu quả để nâng cao hiệu suất hệ thống. Nhiễu pha có thể gây ra méo tín hiệu (Signal Distortion) và làm giảm tỷ lệ lỗi bit (Bit Error Rate - BER), ảnh hưởng trực tiếp đến trải nghiệm người dùng. Việc nghiên cứu và triển khai các kỹ thuật giảm nhiễu pha là vô cùng quan trọng để khai thác tối đa tiềm năng của OFDM.

1.1. Giới Thiệu Chung về OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing

OFDM là một kỹ thuật điều chế đa sóng mang, chia kênh truyền thành nhiều sóng mang con trực giao. Mỗi sóng mang con mang một phần nhỏ dữ liệu, làm giảm tốc độ dữ liệu trên mỗi kênh và giảm thiểu nhiễu xuyên ký tự (ISI). OFDM sử dụng biến đổi Fourier nhanh (FFT) và biến đổi Fourier ngược nhanh (IFFT) để thực hiện điều chế và giải điều chế hiệu quả. "Ý tưởng cơ bản của kỹ thuật điều chế đa sóng mang là chia luồng bít cần truyền thành nhiều luồng bít nhỏ để truyền trên nhiều kênh truyền con khác nhau" (Nguyễn Viết Tam, Luận văn Thạc sỹ).

1.2. Nhiễu Pha Phase Noise trong Hệ Thống OFDM Nguồn Gốc và Ảnh Hưởng

Nhiễu pha là sự dao động ngẫu nhiên của pha tín hiệu, gây ra bởi các yếu tố như sự không ổn định của bộ dao động (Oscillator) và sai lệch tần số lấy mẫu. Trong hệ thống OFDM, nhiễu pha có thể dẫn đến nhiễu giữa các sóng mang (ICI) và làm giảm hiệu suất hệ thống. Nhiễu pha đặc biệt nghiêm trọng trong các hệ thống yêu cầu độ chính xác cao về tần số và pha. Nhiễu pha có thể làm suy giảm chất lượng tín hiệu và tăng tỷ lệ lỗi bit, làm giảm hiệu suất tổng thể của hệ thống.

II. Các Phương Pháp Ước Tính Kênh Channel Estimation Hiệu Quả

Việc ước tính kênh (Channel Estimation) chính xác là rất quan trọng trong hệ thống OFDM để bù đắp cho ảnh hưởng của kênh truyền. Các phương pháp ước tính kênh phổ biến bao gồm sử dụng các tín hiệu huấn luyện (training sequences) hoặc các ký hiệu hoa tiêu (pilot symbols). Tuy nhiên, nhiễu pha có thể làm suy giảm độ chính xác của các phương pháp ước tính kênh này. Các thuật toán phức tạp hơn, chẳng hạn như ước tính kênh dựa trên bộ lọc Kalman, có thể được sử dụng để giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu pha. Kết quả ước tính kênh được sử dụng để cân bằng kênh và giải điều chế tín hiệu OFDM một cách chính xác. Việc cải thiện độ chính xác của ước tính kênh sẽ giúp giảm thiểu méo tín hiệu (Signal Distortion) và nâng cao hiệu suất hệ thống.

2.1. Ước Tính Kênh Channel Estimation Dựa trên Tín Hiệu Huấn Luyện

Phương pháp này sử dụng một chuỗi các ký hiệu đã biết (tín hiệu huấn luyện) để ước tính đáp ứng kênh. Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản và dễ thực hiện, nhưng nó có thể không hiệu quả trong các kênh thay đổi nhanh. Các tín hiệu huấn luyện được chèn vào tín hiệu truyền để cho phép máy thu ước tính đáp ứng kênh. Sau đó, đáp ứng kênh ước tính được sử dụng để cân bằng kênh và giảm thiểu ảnh hưởng của kênh truyền. Việc thiết kế tín hiệu huấn luyện phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác của ước tính kênh.

2.2. Ước Tính Kênh Channel Estimation Sử Dụng Ký Hiệu Hoa Tiêu

Các ký hiệu hoa tiêu là các ký hiệu đã biết được chèn vào tín hiệu OFDM tại các vị trí định trước. Máy thu sử dụng các ký hiệu hoa tiêu này để ước tính đáp ứng kênh tại các vị trí tương ứng, sau đó nội suy để ước tính đáp ứng kênh tại các vị trí khác. Phương pháp này hiệu quả hơn tín hiệu huấn luyện trong các kênh thay đổi nhanh, nhưng đòi hỏi thiết kế cẩn thận vị trí và tần suất của các ký hiệu hoa tiêu.

III. Các Kỹ Thuật Đồng Bộ Hóa Tần Số Frequency Synchronization Tối Ưu

Đồng bộ hóa tần số là một yếu tố quan trọng trong hệ thống OFDM. Sai lệch tần số sóng mang (Carrier Frequency Offset - CFO) có thể gây ra nhiễu giữa các sóng mang (ICI) và làm giảm hiệu suất hệ thống. Các kỹ thuật đồng bộ hóa tần số bao gồm sử dụng vòng khóa pha (PLL - Phase-Locked Loop) và các thuật toán ước tính tần số. Việc giảm thiểu CFO giúp giảm méo tín hiệu (Signal Distortion) và cải thiện tỷ lệ lỗi bit (Bit Error Rate - BER). Các thuật toán đồng bộ hóa tần số phải cân bằng giữa độ chính xác và độ phức tạp tính toán để đảm bảo hiệu suất hệ thống tốt nhất.

3.1. Sử Dụng Vòng Khóa Pha PLL Phase Locked Loop để Đồng Bộ Hóa Tần Số

PLL là một mạch phản hồi được sử dụng để đồng bộ hóa tần số của một tín hiệu với một tín hiệu tham chiếu. Trong hệ thống OFDM, PLL có thể được sử dụng để theo dõi và bù đắp cho CFO. PLL bao gồm một bộ dò pha, một bộ lọc vòng, và một bộ dao động điều khiển điện áp (VCO). PLL là một giải pháp phổ biến và hiệu quả để đồng bộ hóa tần số trong nhiều ứng dụng.

3.2. Các Thuật Toán Ước Tính Tần Số để Giảm Carrier Frequency Offset CFO

Các thuật toán ước tính tần số sử dụng các phương pháp xử lý tín hiệu số để ước tính và bù đắp cho CFO. Các thuật toán này có thể dựa trên các đặc tính thống kê của tín hiệu OFDM hoặc sử dụng các tín hiệu huấn luyện hoặc ký hiệu hoa tiêu. Ước tính và bù CFO là rất quan trọng để duy trì hiệu suất của hệ thống OFDM.

IV. Phương Pháp Giảm Nhiễu ICI Inter Carrier Interference Hiệu Quả

Nhiễu ICI là một vấn đề nghiêm trọng trong hệ thống OFDM, đặc biệt khi có mặt nhiễu pha. Nhiễu ICI xảy ra khi tín hiệu từ một sóng mang con bị rò rỉ sang các sóng mang con khác, gây ra méo tín hiệu (Signal Distortion) và làm giảm hiệu suất hệ thống. Các phương pháp giảm nhiễu ICI bao gồm sử dụng các kỹ thuật tự loại trừ (self-cancellation), ước lượng giá trị xác suất cực đại (ML), và bộ lọc Kalman mở rộng (EKF). Việc lựa chọn phương pháp giảm nhiễu ICI phù hợp phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của hệ thống và mức độ nhiễu pha hiện diện.

4.1. Kỹ Thuật Tự Loại Trừ Self Cancellation để Giảm Nhiễu ICI

Kỹ thuật tự loại trừ là một phương pháp đơn giản để giảm nhiễu ICI bằng cách truyền các ký hiệu giống hệt nhau trên các sóng mang con lân cận. Điều này giúp loại bỏ nhiễu ICI do nhiễu pha gây ra. Tuy nhiên, kỹ thuật tự loại trừ làm giảm tốc độ dữ liệu, vì vậy cần phải cân bằng giữa hiệu suất giảm nhiễu và tốc độ dữ liệu.

4.2. Ước Lượng Giá Trị Xác Suất Cực Đại ML để Giảm Nhiễu ICI

Phương pháp ước lượng ML là một phương pháp phức tạp hơn để giảm nhiễu ICI bằng cách ước tính các tham số của kênh truyền và nhiễu pha, sau đó sử dụng các ước tính này để loại bỏ nhiễu ICI. Phương pháp ML có thể cung cấp hiệu suất tốt hơn so với kỹ thuật tự loại trừ, nhưng đòi hỏi độ phức tạp tính toán cao hơn.

V. Ứng Dụng Thực Tế và Kết Quả Nghiên Cứu Giảm Nhiễu Pha

Các kỹ thuật giảm nhiễu pha OFDM đã được áp dụng thành công trong nhiều hệ thống truyền thông thực tế, bao gồm chuẩn IEEE 802.11 (Wi-Fi), các chuẩn 4G/5G, và chuẩn DVB-T. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng các kỹ thuật này có thể cải thiện đáng kể hiệu suất hệ thống, đặc biệt trong môi trường có nhiễu pha cao. Việc lựa chọn kỹ thuật giảm nhiễu pha phù hợp phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của hệ thống và độ phức tạp tính toán chấp nhận được.

5.1. Giảm Nhiễu Pha trong Hệ Thống Wi Fi IEEE 802.11

Wi-Fi là một ứng dụng phổ biến của OFDM, và nhiễu pha có thể là một vấn đề trong môi trường không dây ồn ào. Các kỹ thuật giảm nhiễu pha có thể cải thiện phạm vi và độ tin cậy của mạng Wi-Fi.

5.2. Giảm Nhiễu Pha trong Các Chuẩn 4G 5G

Các chuẩn 4G/5G sử dụng OFDM để cung cấp tốc độ dữ liệu cao và hiệu suất phổ tần cao. Nhiễu pha có thể là một vấn đề trong các hệ thống di động, và các kỹ thuật giảm nhiễu pha rất quan trọng để đảm bảo chất lượng dịch vụ.

VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Tiềm Năng Giảm Nhiễu Pha

Việc giảm nhiễu pha là một thách thức quan trọng trong hệ thống OFDM. Các kỹ thuật được trình bày trong luận văn này cung cấp các giải pháp hiệu quả để giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu pha và nâng cao hiệu suất hệ thống. Các hướng nghiên cứu tiềm năng trong tương lai bao gồm phát triển các thuật toán giảm nhiễu pha thích ứng và nghiên cứu các phương pháp kết hợp nhiều kỹ thuật giảm nhiễu pha khác nhau. Việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển các kỹ thuật giảm nhiễu pha OFDM sẽ giúp khai thác tối đa tiềm năng của OFDM trong các hệ thống truyền thông hiện đại.

6.1. Các Thuật Toán Giảm Nhiễu Pha Phase Noise Thích Ứng

Các thuật toán giảm nhiễu pha thích ứng có thể tự động điều chỉnh các tham số của chúng để phù hợp với các điều kiện kênh khác nhau. Điều này có thể cung cấp hiệu suất tốt hơn so với các thuật toán cố định.

6.2. Kết Hợp Các Kỹ Thuật Giảm Nhiễu Pha OFDM

Việc kết hợp nhiều kỹ thuật giảm nhiễu pha khác nhau có thể cung cấp hiệu suất tốt hơn so với việc sử dụng một kỹ thuật duy nhất. Ví dụ, có thể kết hợp kỹ thuật tự loại trừ với ước lượng ML để đạt được hiệu suất tốt nhất.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) là một trong những nền tảng công nghệ quan trọng nhất định hình sự phát triển của hệ thống thông tin vô tuyến hiện đại. Với khả năng hỗ trợ tốc độ truyền dẫn vượt trội từ 100 Mbps đối với người dùng di chuyển tốc độ cao đến 1 Gbps cho thuê bao cố định hoặc chuyển động chậm, OFDM đã trở thành giải pháp cốt lõi cho các tiêu chuẩn viễn thông thế hệ thứ tư (4G), hệ thống mạng cục bộ không dây chuẩn IEEE 802.11a/g đạt 54 Mbps, chuẩn WiMax IEEE 802.16 với thông lượng 70 Mbps trong bán kính phủ sóng lên đến 50 km, cũng như các hệ thống phát thanh số DAB và truyền hình số DVB. Nhờ cơ chế phân chia băng thông hệ thống thành nhiều sóng mang con trực giao chồng lấn lên nhau, kỹ thuật này nâng cao hiệu quả sử dụng phổ tần lên gấp 2 lần so với phương pháp ghép kênh phân chia theo tần số truyền thống (FDM).

Tuy nhiên, tính trực giao toán học giữa các sóng mang con khiến hệ thống OFDM đặc biệt nhạy cảm với các sai số về tần số và pha. Sự không ổn định của các bộ tạo dao động nội cục bộ tại máy phát và máy thu, cùng hiện tượng dịch tần Doppler, dẫn đến hiện tượng nhiễu pha nghiêm trọng. Nhiễu pha phá vỡ tính trực giao, làm suy giảm biên độ tín hiệu có ích và sinh ra nhiễu xuyên sóng mang (ICI) cùng lỗi pha chung (CPE). Vấn đề này làm tăng tỷ số lỗi bit (BER) và thu hẹp vùng phủ sóng của mạng vô tuyến.

Mục tiêu nghiên cứu trọng tâm của luận văn là làm rõ bản chất cơ chế sinh nhiễu pha, phân tích định lượng tác động của sự sai lệch tần số lấy mẫu và dao động nội, đồng thời xây dựng, mô phỏng và đánh giá các giải pháp kỹ thuật tối ưu nhằm triệt tiêu nhiễu pha trong hệ thống OFDM. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các hệ thống truyền dẫn đa sóng mang băng rộng hoạt động tại các dải tần 2,4 GHz, 5 GHz và băng tần vi ba từ 2 GHz đến 11 GHz. Ý nghĩa của công trình thể hiện ở việc nâng cao tỷ số sóng mang trên nhiễu (CIR) thêm 15 dB và cải thiện tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) xấp xỉ 3 dB, tạo tiền đề vững chắc cho việc thiết kế các bộ thu phát số có hiệu năng cao và chi phí hợp lý.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên ba trụ cột lý thuyết nền tảng của kỹ thuật xử lý tín hiệu số và truyền thông vô tuyến:

Thứ nhất là lý thuyết điều chế đa sóng mang trực giao và biến đổi Fourier rời rạc. Tín hiệu đầu vào chuỗi nối tiếp được chuyển đổi thành các luồng dữ liệu song song với chu kỳ ký hiệu tăng lên gấp N lần (với N là số sóng mang con, thường thiết lập ở các mức 16, 64 hoặc 256). Quá trình điều chế và giải điều chế được thực hiện hiệu quả thông qua phép biến đổi Fourier nhanh ngược (IFFT) tại máy phát và biến đổi Fourier nhanh (FFT) tại máy thu. Để loại bỏ hoàn toàn hiện tượng nhiễu liên ký hiệu (ISI) do trải trễ đa đường gây ra, một khoảng thời gian bảo vệ chứa tiền tố vòng (Cyclic Prefix - CP) được chèn vào trước mỗi ký hiệu OFDM với độ dài lớn hơn độ trễ cực đại của kênh truyền vô tuyến.

Thứ hai là lý thuyết quá trình dừng và phân tích thống kê tín hiệu dải động lớn. Khi số lượng sóng mang con đạt từ N = 64 trở lên, định lý giới hạn trung tâm khẳng định rằng dạng sóng tín hiệu miền thời gian sẽ tiệm cận phân bố Gauss phức với đường bao tuân theo quy luật phân bố Rayleigh. Mô hình này giúp lượng hóa tỷ số công suất đỉnh trên công suất trung bình (PAR/PAPR), lý giải nguyên nhân tín hiệu OFDM điều chế 16-QAM có hệ số PAR xấp xỉ 1,8 trong khi điều chế M-PSK có PAR bằng 1, từ đó xác định điểm làm việc tối ưu cho bộ khuếch đại công suất phi tuyến (HPA).

Thứ ba là lý thuyết ước lượng kênh và lọc tối ưu tuyến tính dựa trên tiêu chuẩn sai số bình phương trung bình tối thiểu (MMSE Wiener). Để khôi phục hàm truyền đạt của kênh truyền fading biến đổi theo thời gian và tần số, hệ thống sử dụng các mẫu tin dẫn đường (pilot). Các thuật toán nội suy đa thức, nội suy hàm Si(x) và bộ lọc Wiener hai chiều được ứng dụng nhằm tái tạo chính xác đáp ứng kênh truyền, hỗ trợ quá trình giải điều chế kết hợp mang lại độ lợi giải mã cao.

Bên cạnh đó, nghiên cứu hệ thống hóa 4 khái niệm cốt lõi: Lỗi pha chung (CPE - góc xoay pha đồng nhất tác động lên toàn bộ sóng mang con), Nhiễu giữa các sóng mang (ICI - sự rò rỉ năng lượng giữa các kênh phụ làm mất tính trực giao), Tỷ số sóng mang trên nhiễu (CIR), và Hệ số hiệu chỉnh sửa lỗi hồi tiếp (FBCF).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp mô phỏng số học ngẫu nhiên Monte Carlo trên môi trường xử lý tín hiệu chuyên dụng Matlab. Cỡ mẫu nghiên cứu được thiết lập trên tập dữ liệu gồm hàng trăm nghìn khối ký hiệu OFDM với các kích thước FFT tiêu chuẩn là N = 16, N = 64 và N = 256 sóng mang con. Phương pháp chọn mẫu tham số được tiến hành có hệ thống: mức độ sai lệch tần số chuẩn hóa được quét liên tục từ 0,05 đến 0,4 lần khoảng cách sóng mang, tỷ số tín hiệu trên tạp âm (SNR) khảo sát trong phạm vi từ 0 dB đến 20 dB, và độ rộng băng thông dịch pha dao động nội thiết lập tại ngưỡng 100 kHz với hệ số tham số b = 4.

Lý do lựa chọn phương pháp mô phỏng số kết hợp phân tích giải tích toán học xuất phát từ tính phức tạp cao của môi trường truyền sóng đa đường fading Rayleigh và kênh nhiễu Gauss trắng cộng (AWGN). Việc mô phỏng giúp kiểm chứng chính xác các biểu thức giải tích về suy hao SNR, đánh giá trực quan giản đồ chòm sao tín hiệu và so sánh khách quan hiệu năng giữa ba nhóm giải thuật: phương pháp điều chế tự loại trừ (Self-Cancellation - SC), phương pháp ước lượng hợp lý cực đại (Maximum Likelihood - ML), và thuật toán sửa lỗi pha chung có hồi tiếp (CPEC). Timeline nghiên cứu được thực hiện qua các giai đoạn: mô hình hóa toán học các nguồn nhiễu pha, xây dựng thuật toán khử nhiễu, lập trình mô phỏng thực nghiệm và hiệu chuẩn đối sánh kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình mô phỏng và phân tích định lượng đã mang lại 4 phát hiện kỹ thuật mang tính đột phá:

Thứ nhất, phương pháp điều chế tự loại trừ (SC) chứng minh khả năng triệt tiêu nhiễu ICI vượt trội. Bằng cách gán giá trị dữ liệu đối dấu trên hai sóng mang kế cận theo quy tắc X(1) = -X(0) và X(3) = -X(2) tại đầu phát kết hợp với bộ trừ vi sai ở đầu thu, năng lượng nhiễu rò rỉ giữa các kênh lân cận giảm mạnh. Kết quả thực nghiệm cho thấy tại cấu hình N = 64 sóng mang và độ dịch tần chuẩn hóa 0,4, tỷ số sóng mang trên nhiễu (CIR) của phương pháp SC đạt mức cải thiện lên đến 15 dB so với cấu hình hệ thống OFDM tiêu chuẩn không sử dụng kỹ thuật loại trừ.

Thứ hai, thuật toán ước lượng hợp lý cực đại (ML) và bộ lọc Kalman mở rộng (EKF) cho phép ước lượng đệ quy độ lệch tần số với độ hội tụ nhanh và độ chính xác cao. Ngay cả trong điều kiện kênh truyền chịu tác động của nhiễu mạnh với mức SNR = 12 dB, sai số ước lượng độ dịch tần vẫn được kiểm soát dưới 1%, giúp bộ thu tái đồng bộ tần số sóng mang một cách tin cậy.

Thứ ba, thuật toán hiệu chỉnh lỗi pha chung (CPEC) dựa trên hệ số hồi tiếp FBCF đã xử lý triệt để hiện tượng xoay pha của giản đồ chòm sao tín hiệu. Khi tần số nhiễu pha của bộ tạo dao động đạt fh = 100 kHz và tham số b = 4, thuật toán CPEC khôi phục hoàn toàn vị trí các điểm tín hiệu trên mặt phẳng tọa độ I-Q ở cả hai cấu hình N = 64 và N = 256 sóng mang con, đưa mức suy hao phẩm chất truyền dẫn về gần bằng không.

Thứ tư, việc phân tách bộ lọc tối ưu Wiener hai chiều thành hai bộ lọc một chiều nối tiếp (một bộ lọc trong miền tần số và một bộ lọc trong miền thời gian) giúp giảm hơn 50% độ phức tạp tính toán nhưng vẫn bảo toàn độ lợi công suất khoảng 3 dB so với phương thức giải điều chế không liên kết.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi giúp phương pháp tự loại trừ (SC) đạt được mức tăng CIR 15 dB nằm ở tính chất biến thiên đều đặn của hàm truyền tạp âm giữa các kênh con kế tiếp. Hiệu số biên độ nhiễu giữa hai kênh liền kề xấp xỉ bằng không, do đó phép trừ tín hiệu tại bộ thu đã triệt tiêu hầu như toàn bộ phần thực và phần ảo của các thành phần giao thoa bậc một. Mặc dù phương pháp này làm giảm một nửa hiệu suất phổ tần do phải truyền dữ liệu lặp đối dấu, nhưng đây là giải pháp đánh đổi lý tưởng cho các môi trường truyền thông vô tuyến có độ dịch Doppler cực cao.

Dữ liệu nghiên cứu được biểu diễn trực quan thông qua các bảng đối sánh suy hao tham số và đồ thị hàm truyền. Cụ thể, các bảng dữ liệu thống kê sự suy giảm SNR theo mức độ lệch tần số chỉ ra rằng: khi sai lệch tần số sóng mang tăng từ 0,1 lên 0,3 lần khoảng cách kênh, độ suy giảm SNR trên kênh fading tăng phi tuyến theo hàm bình phương. Trên các đồ thị mật độ phổ công suất (PSD) và đồ thị giản đồ chòm sao M-QAM, tín hiệu chưa qua xử lý bị nhòe và phân tán rộng trên các vòng tròn đồng tâm do lỗi CPE; sau khi kích hoạt thuật toán CPEC, các điểm tín hiệu co cụm chính xác về các điểm quyết định định chuẩn với biên độ lỗi cực tiểu. So với các công trình nghiên cứu cùng thời kỳ, việc tích hợp đồng thời kỹ thuật chèn tiền tố vòng CP với thuật toán CPEC giúp duy trì tính trực giao của sóng mang lên đến 98%, hạn chế tối đa việc phải sử dụng các linh kiện dao động nội đắt tiền tại thiết bị đầu cuối.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các kết quả đạt được, luận văn đưa ra 4 khuyến nghị kỹ thuật cụ thể nhằm nâng cao hiệu năng khai thác hệ thống OFDM trong thực tế:

Thứ nhất, tích hợp giải thuật điều chế tự loại trừ (SC) vào khối xử lý tín hiệu số băng tần cơ sở (Baseband DSP) trên các thiết bị vô tuyến di động tốc độ cao. Mục tiêu hành động là nâng cao tỷ số CIR thêm từ 12 dB đến 15 dB trong các kịch bản truyền thông có tốc độ di chuyển trên 120 km/h. Đội ngũ kỹ sư R&D phần mềm nhúng cần hoàn thành việc tích hợp và kiểm thử giải thuật trong thời gian từ 3 đến 6 tháng.

Thứ hai, áp dụng kiến trúc bộ lọc Wiener phân tách một chiều kết hợp bố trí mẫu tin dẫn đường (pilot) cách đều nhằm tối ưu hóa quá trình ước lượng kênh. Giải pháp này giúp duy trì độ lợi SNR ổn định ở mức 3 dB và giảm 50% số lượng phép nhân phức trên chip xử lý. Chủ thể thực hiện là các đơn vị thiết kế vi mạch chuyên dụng (ASIC/FPGA), với lộ trình triển khai thiết kế và mô phỏng RTL trong vòng 6 tháng.

Thứ ba, triển khai thuật toán sửa lỗi pha chung (CPEC) sử dụng vòng lặp hồi tiếp FBCF tại tầng giải điều chế của các trạm thu phát WiMax và thiết bị truyền hình số DVB-T. Mục tiêu là triệt tiêu hoàn toàn góc lệch pha ở băng thông nhiễu dao động nội lên đến 100 kHz. Các kỹ sư hệ thống của nhà mạng và nhà sản xuất thiết bị viễn thông cần hoàn tất thử nghiệm thực địa trong thời hạn 9 tháng.

Thứ tư, chuẩn hóa việc sử dụng các kỹ thuật giảm tỷ số công suất đỉnh trên trung bình như phương pháp dãy phát từng phần (PTS) kết hợp chèn mã sửa sai. Mục tiêu kỹ thuật là đưa chỉ số PAR của điều chế 16-QAM về mức dưới 2, giảm dự trữ công suất trên bộ khuếch đại HPA từ đó tiết kiệm 20% năng lượng tiêu thụ tại các trạm phát sóng BTS. Nhà khai thác mạng viễn thông chủ trì áp dụng theo khung thời gian 12 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung luận văn mang giá trị ứng dụng cao cho 4 nhóm đối tượng chuyên môn:

Nhóm thứ nhất là học viên cao học, nghiên cứu sinh và sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông và Kỹ thuật Vô tuyến. Tài liệu cung cấp hệ thống công thức toán học chặt chẽ về biến đổi IFFT/FFT, phân tích đặc tính thống kê tín hiệu và mô hình kênh fading, phục vụ đắc lực cho việc nghiên cứu các giao thức lớp vật lý trong mạng 4G, 5G và 6G.

Nhóm thứ hai là các kỹ sư thiết kế phần cứng viễn thông và lập trình nhúng DSP/FPGA. Luận văn cung cấp sơ đồ khối chi tiết và thuật toán sửa lỗi pha chung CPEC cùng cơ chế điều chế SC, giúp rút ngắn thời gian phát triển các khối xử lý tín hiệu băng cơ sở trên các dòng chip chuyên dụng.

Nhóm thứ ba là các chuyên gia tối ưu hóa mạng vô tuyến và kỹ sư vận hành hệ thống tại các doanh nghiệp viễn thông, đài phát thanh truyền hình số (DAB/DVB). Công trình hỗ trợ phân tích nguyên nhân suy giảm SNR do mất đồng bộ tần số, từ đó đưa ra các thông số cài đặt tối ưu cho trạm phát sóng và cải thiện chất lượng vùng phủ.

Nhóm thứ tư là các giảng viên đại học và nhà nghiên cứu công nghệ truyền thông không dây. Luận văn là tài liệu tham khảo chuẩn mực để xây dựng bài giảng chuyên sâu về kỹ thuật ghép kênh đa sóng mang trực giao, các kỹ thuật đồng bộ khung thời gian và giải pháp giảm thiểu méo phi tuyến trong xử lý tín hiệu số.

Câu hỏi thường gặp

Nhiễu pha trong hệ thống OFDM gồm những thành phần cụ thể nào? Nhiễu pha gồm hai thành phần chính: Lỗi pha chung (CPE) và Nhiễu giữa các sóng mang (ICI). CPE gây ra góc xoay pha đồng đều trên tất cả các kênh con do độ bất định của bộ tạo dao động. ICI xuất hiện khi tính trực giao bị phá vỡ, làm rò rỉ công suất giữa các sóng mang phụ, dẫn đến suy giảm biên độ tín hiệu có ích và tăng tỷ số lỗi bit BER.

Phương pháp tự loại trừ (SC) mang lại hiệu quả khử nhiễu ICI ra sao? Phương pháp SC truyền dữ liệu đối dấu trên hai sóng mang phụ liền kề, giúp các thành phần nhiễu ICI tự triệt tiêu lẫn nhau tại bộ thu. Mô phỏng thực tế với cấu hình N = 64 sóng mang tại độ lệch tần số 0,4 cho thấy phương pháp này cải thiện tỷ số CIR lên đến 15 dB so với hệ thống tiêu chuẩn, dù làm giảm 50% hiệu suất phổ.

Tại sao tỷ số công suất đỉnh trên trung bình (PAR) trong OFDM lại cao? Tín hiệu OFDM miền thời gian là tổng hợp của N sóng mang độc lập. Khi các sóng mang cùng pha ở một thời điểm, biên độ đỉnh tăng vọt theo phân bố Rayleigh khi N từ 64 trở lên, tạo ra mức PAR lớn (khoảng 1,8 với 16-QAM). Điều này đòi hỏi bộ khuếch đại HPA phải có dải động rộng để tránh méo phi tuyến.

Khoảng thời gian bảo vệ tiền tố vòng (CP) có vai trò gì? Tiền tố vòng (CP) sao chép đoạn cuối của ký hiệu OFDM chèn lên đầu khối truyền dẫn. Độ dài CP được thiết kế lớn hơn độ trải trễ cực đại của kênh đa đường. Kỹ thuật này giúp chuyển phép tích chập tuyến tính thành tích chập vòng, loại bỏ hoàn toàn hiện tượng nhiễu liên ký hiệu (ISI) và duy trì tính trực giao sóng mang.

Thuật toán sửa lỗi pha chung (CPEC) hoạt động dựa trên cơ chế nào? Thuật toán CPEC sử dụng vòng phản hồi ước lượng ký hiệu lỗi pha kết hợp hệ số FBCF để xác định chính xác góc xoay pha chung của các sóng mang con. Tại dải thông nhiễu pha fh = 100 kHz với cấu hình N = 64 và N = 256, CPEC xoay ngược góc pha bị lệch, khôi phục hoàn toàn giản đồ chòm sao tín hiệu I-Q.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích tường minh bản chất vật lý và mô hình toán học của hai dạng nhiễu pha nguy hiểm nhất trong hệ thống OFDM là lỗi pha chung (CPE) và nhiễu xuyên sóng mang (ICI).
• Khẳng định tính ưu việt của giải pháp điều chế tự loại trừ (SC) khi nâng cao tỷ số sóng mang trên nhiễu (CIR) thêm 15 dB ở cấu hình N = 64 sóng mang con.
• Chứng minh thuật toán sửa lỗi pha chung có hồi tiếp (CPEC) loại bỏ hoàn toàn hiện tượng xoay chòm sao tín hiệu ngay cả khi tần số dịch pha đạt ngưỡng 100 kHz.
• Đề xuất kiến trúc bộ lọc kênh truyền Wiener phân tách một chiều, đạt mức tăng ích SNR xấp xỉ 3 dB mà vẫn cắt giảm trên 50% độ phức tạp tính toán trên phần cứng.
• Hoàn thiện bức tranh toàn diện về các kỹ thuật đồng bộ, giảm tỷ số công suất đỉnh trên trung bình PAR và ước lượng kênh vô tuyến cho hệ thống truyền dẫn đa sóng mang.

Đóng góp cốt lõi của luận văn là đã làm sáng tỏ cơ chế tác động của sai lệch tần số và dao động nội, đồng thời thiết lập hệ thống giải thuật khử nhiễu pha có tính khả thi cao, mở đường cho việc ứng dụng rộng rãi công nghệ OFDM trong các mạng vô tuyến tốc độ cao từ 54 Mbps đến 1 Gbps.

Lộ trình bước tiếp theo tập trung vào việc hiện thực hóa các thuật toán CPEC và lọc Wiener trên chip xử lý mảng cổng khả trình FPGA thương mại trong vòng 6 đến 12 tháng tới. Các chuyên gia viễn thông, kỹ sư thiết kế phần cứng và nhà nghiên cứu quan tâm có thể khai thác trực tiếp các mô hình giải tích và thuật toán trong luận văn để tối ưu hóa hiệu năng cho các hệ thống thông tin vô tuyến băng rộng thế hệ mới.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Mở đầu Từ đầu thế kỷ 21, các cụm từ “thế hệ tương lai”, “sau 3G”, hay “4G” thường được dùng để nói về hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 4. Để phục vụ cho “sau 3G” cần một một kỹ thuật truy nhập không dây mới bổ xung cho phiên bản mở rộng của IMT-2000. Các giao diện vô tuyến mới phải hỗ trợ tốc độ khoảng 100 Mbps đối với người dùng chuyển động với tốc độ cao và khoảng 1 Gbps cho đối tượng chuyển động chậm. Đồng thời cần phải tăng cường mối quan hệ giữa truy nhập vô tuyến và các hệ thống thông tin.

Như vậy yêu cầu với hệ thống di động tương lai là: phải hỗ trợ truyền dữ liệu với tốc độ cao, khả năng di chuyển của đối tượng cao và phải phát triển nhiều kỹ thuật truy nhập vô tuyến khác nhau để có thể đáp ứng được hai yêu cầu trên. Mục tiêu của hệ thống thông tin di động thế hệ 4 là tích hợp các công nghệ không dây đã có như GSM, LAN không dây, Bluetooth…. đồng thời hỗ trợ các dịch vụ thông minh và mang tính chất tác nhân, cung cấp một hệ thống hoạt động ổn định và dịch vụ chất lượng cao. Để có thể thỏa mãn mục đích, trên hệ thống thông tin di động 4G cần tìm kiếm một phương thức điều chế mới.

Trong số các phương pháp điều chế đã được tìm ra thì OFDM nổi nên với những ưu điểm như: hiệu suất sử dụng băng tần cao, khả năng chống nhiễu và fading lựa chọn tần số tốt, phương pháp thực hiện đơn giản bằng FFT. OFDM được chọn là phương pháp điều chế cho hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba và thứ tư. Ý tưởng cơ bản của kỹ thuật điều chế đa sóng mang là chia luồng bít cần truyền thành nhiều luồng bít nhỏ để truyền trên nhiều kênh truyền con khác nhau. Tốc độ dữ liệu trên các kênh con nhỏ hơn nhiều tốc độ dữ liệu tổng, điều này giúp tránh nhiễu xuyên giữa các ký tự (ISI).

Băng thông của các kênh con nhỏ nên đáp ứng của kênh truyền có thể coi như không phụ thuộc tần số và làm giảm độ phức tạp phần khôi phục và cân bằng kênh truyền. OFDM, một phương hướng mở rộng của kỹ thuật điều chế đa sóng mang với các kênh truyền con có khả năng chồng lấn phổ lên nhau bằng cách lựa chọn các sóng mang cho các kênh truyền con trực giao với nhau. Bên cạnh những ưu điểm ============================================================== (LUAN.OFDM Các phương pháp giảm nhiễu pha trong hệ thống OFDM TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 10 ============================================================== được kế thừa từ điều chế đa sóng mang, OFDM có hiệu suất sử dụng phổ tần lớn hơn nhiều. Phƣơng pháp điều chế đa sóng mang Phương pháp điều chế đa sóng mang là toàn bộ băng tần của hệ thống được chia thành nhiều băng tần con với các sóng mang phụ cho mỗi băng tần con là khác nhau.1 minh hoạ nguyên lý của phương pháp này [3].

Mật độ phổ fs năng lượng f-L f0 f+L Tần số B Hình 1. Mật độ phổ năng lượng của hệ thống đa sóng mang Phương pháp điều chế đa sóng mang còn được hiểu là phương pháp ghép kênh phân chia theo tần số FDM, trong đó toàn bộ bề rộng phổ tín hiệu của hệ thống được chia làm N kênh con với bề rộng phổ của mỗi kênh con là: B fs  (1.1) N Độ dài của một mẫu tín hiệu trong điều chế đa sóng mang sẽ lớn hơn N lần so với độ dài mẫu tín hiệu trong điều chế đơn sóng mang: ( MC ) 1 ( SC ) Ts   Ts N (1.2) fs Kết quả này dẫn tới tỷ số tương đối giữa trễ truyền dẫn lớn nhất của kênh đối với độ dài mẫu tín hiệu trong điều chế đa sóng mang cũng giảm N lần so với điều chế đơn sóng mang.  max RSC RMC   (1.3) TMC N Do vậy nhiễu liên tín hiệu ISI gây ra bởi trễ truyền dẫn chỉ ảnh hưởng đến một số ít các mẫu tín hiệu. Chất lượng hệ thống ít bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng phâ tập đa đường.OFDM Các phương pháp giảm nhiễu pha trong hệ thống OFDM TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 11 ============================================================== Phương pháp điều chế đa sóng mang không làm tăng hiệu suất sử dụng băng tần của hệ thống so với phương pháp điều chế đơn tần, ngược lại nếu các kênh con được phân cách nhau bởi một khoảng bảo vệ nhất định thì điều này còn làm giảm hiệu quả sử dụng phổ tần.

Để làm tăng hiệu quả sử dụng phổ của hệ thống đồng thời vẫn kế thừa được các ưu điểm của phương pháp điều chế đa sóng mang, phương pháp điều chế đa sóng mang trực giao OFDM đã ra đời. Phƣơng pháp điều chế đa sóng mang trực giao OFDM OFDM là một trường hợp đặc biệt của phép điều chế đa sóng mang thông thường FDM, trong đó các sóng mang con được lựa chọn sao cho chúng trực giao với nhau. Nhờ sự trực giao này mà phổ tín hiệu của các kênh con cho phép chồng lấn lên nhau, điều này làm hiệu quả sử dụng phổ tín hiệu của toàn hệ thống tăng lên rõ rệt. Sự chồng lấn về phổ tín hiệu của các kênh con được mô tả như hình 1.

Mật độ phổ fs năng lượng f-L f0 f+L Tần số B Hình 1. Mật độ phổ năng lượng của tín hiệu điều chế OFDM Hình 1. minh hoạ nguyên lý trực giao, trong đó phổ tín hiệu của một kênh con có dạng tín hiệu hàm sin(x)/x. Các kênh con được xếp đặt trên miền tần số cách nhau một khoảng đều đặn sao cho điểm cực đại của một kênh con là điểm không của các kênh con còn lại.

Điều này làm nguyên lý trực giao thoã mãn và cho phép máy thu khôi phục lại tín hiệu mặc dù phổ của các kênh con chống lấn lên nhau.3 cho ta thấy với cùng độ rộng băng tần của hệ thống thì hiệu quả sử dụng phổ tần của OFDM lớn gấp hai lần so với hệ thống FDM truyền thống [4].OFDM Các phương pháp giảm nhiễu pha trong hệ thống OFDM TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Phổ tín hiệu OFDM băng tần cơ sở của một hệ thống gồm 05 kênh con, hiệu quả phổ tần của OFDM so với FDM Phổ tín hiệu tổng hợp 5 sóng mang con của một tín hiệu OFDM được minh hoạ ở đường màu đen đậm trên hình 1. Phổ tổng hợp của tín hiệu OFDM trong băng tần cơ sở với 05 sóng mang con ============================================================== (LUAN.OFDM Các phương pháp giảm nhiễu pha trong hệ thống OFDM TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Mô tả toán học tín hiệu OFDM thông qua phép biến đổi IFFT [3] ai,L dk,L Xung cơ sở Bộ Điều e jLS t Chèn biến chế ở d k,n khoả Xung cơ sở {al} đổi ai,n băng  m’(t) ng m(t) nối tần cơ e jnS t bảo tiếp/ sở vệ song song ai,-L dk,-L Xung cơ sở e  jLS t Hình 1.

Bộ điều chế OFDM Xét bộ điều chế tín hiệu OFDM như hình 1. Giã thiết toàn bộ băng tần của hệ thống B được chia thành NC kênh con với chỉ số của các kênh con là n. N  {-L, -L+1, …, -1, 0, 1, …, L-1, L} Do vậy: NFFT = 2L+1 (1.4) Đầu vào của bộ điều chế là dòng dữ liệu {al}được chia thành NFFT dòng dữ liệu song song với tốc độ dữ liệu giảm đi NFFT lần thông qua bộ biến đổi nối tiếp/ song song. Dòng bit trên mỗi luồng song song {ai,n}lại được điều chế thành mẫu tín hiệu phức đa mức {dk,n}, với chỉ số n là chỉ số của sóng mang phụ, i là chỉ số của khe thời gian tương ứng với NC bit song song sau khi qua bộ biến đổi nối tiếp/song saong, k là chỉ số của khe thời gian tương ứng với NC mẫu tín hiệu phức.

Phương pháp điều chế ở băng tần cơ sở thường được sử dụng là M-QAM, QPSK, … Các mẫu tín hiệu {dk,n} lại được nhân với xung cơ sở g(t) với mục đích làm giới hạn phổ tín hiệu của mỗi sóng mang. Trường hợp đơn giản nhất của xung cơ sở là xung vuông. Sau khi nhân với xung cơ sở, tín hiệu lại được dịch tần đến kênh con tương ứng thông qua phép nhân với hàm phức e  jLS t. Phép nhân này làm các tín hiệu trên các sóng mang phụ trực giao với nhau, tín hiệu sau khi nhân với xung cơ sở và dịch tần được cộng lại thông qua bộ tổng và thu được tín hiệu như sau: L m' k (t )   d k , n s ' (t  kT )e jn S t (1.5) n L Tín hiệu này được gọi là mẫu tín hiệu OFDM thứ k.

Tín hiệu OFDM tổng quát sẽ là: ============================================================== (LUAN.OFDM Các phương pháp giảm nhiễu pha trong hệ thống OFDM TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.6) k   k  n   L Ở đây tín hiệu m’(t) là tín hiệu m’k(t) với chỉ số k (chỉ số mẫu tín hiệu OFDM hay cũng là chỉ số thời gian) chạy tới vô cùng. Tín hiệu m’k(t) khi được chuyển sang tín hiệu số với tần số lẫy mẫu: 1 1 T f    S (1.7) B N FFT f S N FFT Trong đó B là toàn bộ độ rộng băng tần của hệ thống. Ở thời điểm lấy mẫu t=kT+lf, S’(t-kT) = S0, do vậy phương trình (1.5) được viết lại như sau: L L m' k (kTS  lf )  S 0  d k , n e jn S ( kTS  lf )  S 0  d k , n e jn S kTS e jn S lf (1.8) n L n L 1 Do  S kTS  2f S k  2k , kết quả là e jnS kTS =1, tương tự như vậy có thể triển fS l nl jn 2f S j 2 jn S lf khai e e f S N FF T e N FF T , phương trình (1.8) được viết lại như sau: nl L j 2 m' k (kTS  lf )  S 0  d k , n e N FFT (1.9) n L Phép biểu diễn tín hiệu OFDM ở phương trình (1.9) trùng với phép biến đổi IDFT. Do vậy, bộ điều chế OFDM có thể được thực hiện một cách dễ dàng bằng phép biến đổi IDFT.

Trong trường hợp NFFT là bội số của 2 thì phép biến đổi IDFT được thay thế bằng phép biến đổi nhanh IFFT. Sơ đồ bộ điều chế OFDM sử dụng thuật toán IFFT được thể hiện như hình 1. ai,L dk,L Bộ Bộ biến biến Chèn Bộ đổi ai,n Mã đổi m’(lf) khoả m(lf) biến m(t) {al} dk,n nối hoá IFFT song ng đổi số tiếp/ song/ bảo tương song nối vệ tự song ai,-L dk,-L tiếp Hình 1. Sơ đồ bộ điều chế OFDM sử dụng IFFT 1.