Luận án tiến sĩ về kỹ thuật chỉ số lặp lại trong hệ thống OFDM

• Tác giả: Le Thi Thanh Huyen
• Người hướng dẫn: Prof. Tran Xuan Nam
• Trường học: Military Technical Academy
• Chuyên ngành: Electronic Engineering
• Đề tài: Nghiên Cứu Kỹ Thuật Chỉ Số Lặp Lại Cho Hệ Thống OFDM
• Loại tài liệu: thesis
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Ha Noi

• ASSURANCE
• ACKNOWLEDGEMENTS
• 1. TABLE OF CONTENTS
• 2. LIST OF ABBREVIATIONS
• 3. LIST OF FIGURES
• 4. LIST OF TABLES
• 5. LIST OF SYMBOLS
• INTRODUCTION
• 1. CHAPTER 1: RESEARCH BACKGROUND
• 1.1. Basic principle of IM-OFDM
• 1.2. IM-OFDM model
• 2. CHAPTER 2: REPEATED IM-OFDM WITH DIVERSITY RECEPTION
• 3. CHAPTER 3: REPEATED IM-OFDM WITH COORDINATE INTERLEAVING
• CONCLUSIONS AND FUTURE WORK

I. Nguyên lý cơ bản của IM OFDM

Kỹ thuật chỉ số lặp lại cho hệ thống OFDM (IM-OFDM) là một phương pháp truyền dẫn dựa trên OFDM sử dụng chỉ số của các sub-carrier để truyền tải thêm dữ liệu. IM-OFDM cho phép truyền tải thông tin không chỉ qua các ký hiệu điều chế M-ary mà còn qua các chỉ số của các sub-carrier hoạt động. Điều này giúp cải thiện độ tin cậy truyền tải và hiệu suất năng lượng so với hệ thống OFDM thông thường. IM-OFDM được phát triển từ ý tưởng điều chế không gian (SM), trong đó các bit dữ liệu được chia thành hai phần: một phần để chọn các chỉ số sub-carrier hoạt động và phần còn lại được đưa vào bộ điều chế M-ary. Hệ thống IM-OFDM chỉ kích hoạt một tập hợp con của các sub-carrier, trong khi các sub-carrier còn lại được giữ ở mức không. Điều này dẫn đến việc giảm thiểu nhiễu và tăng cường hiệu suất truyền tải. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng IM-OFDM có thể đạt được hiệu suất truyền tải cao hơn và độ tin cậy tốt hơn so với OFDM truyền thống.

II. Mô hình IM OFDM

Mô hình của hệ thống IM-OFDM bao gồm NF sub-carrier được chia thành G sub-blocks, mỗi sub-block có N sub-carrier. Tại bộ phát, một chuỗi các bit đầu vào được chia thành G nhóm, mỗi nhóm chứa p bit. Đối với sub-block thứ g, các bit p được chia thành hai chuỗi bit. Phần đầu tiên, p1 = ⌊log2(C(N, K))⌋, được đưa vào bộ lập chỉ mục để chọn K trong số N sub-carrier. Việc lựa chọn này cho phép hệ thống truyền tải thông tin một cách hiệu quả hơn. Mô hình này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất truyền tải mà còn giảm thiểu độ phức tạp tính toán trong quá trình phát và nhận tín hiệu. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng kỹ thuật chỉ số lặp lại có thể mang lại lợi ích lớn cho các hệ thống truyền thông không dây hiện đại.

III. Phân tích hiệu suất của RIM OFDM

Phân tích hiệu suất của hệ thống RIM-OFDM với việc nhận dạng đa dạng cho thấy rằng việc sử dụng kỹ thuật chỉ số lặp lại có thể cải thiện đáng kể độ tin cậy truyền tải. Các mô hình RIM-OFDM-MRC và RIM-OFDM-SC đã được phát triển để tối ưu hóa hiệu suất trong các điều kiện kênh khác nhau. Các biểu thức đóng cho xác suất lỗi chỉ số (IEP) và xác suất lỗi ký hiệu (SEP) đã được thiết lập để phân tích hiệu suất của hệ thống dưới cả điều kiện thông tin trạng thái kênh hoàn hảo và không hoàn hảo. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng RIM-OFDM có thể đạt được hiệu suất tốt hơn so với các hệ thống IM-OFDM thông thường, đặc biệt trong các môi trường có nhiễu cao. Điều này chứng tỏ giá trị thực tiễn của nghiên cứu trong việc phát triển các hệ thống truyền thông không dây hiệu quả hơn.

IV. Kỹ thuật điều chế chỉ số lặp lại với xen kẽ tọa độ

Hệ thống RIM-OFDM-CI được đề xuất nhằm cải thiện độ tin cậy truyền tải và tính linh hoạt của hệ thống IM-OFDM thông thường. Việc áp dụng kỹ thuật điều chế chỉ số lặp lại với xen kẽ tọa độ cho phép giảm thiểu độ phức tạp tính toán trong quá trình phát hiện tín hiệu. Ba bộ phát hiện có độ phức tạp thấp đã được phát triển, bao gồm bộ phát hiện ML, LLR và GD, giúp đạt được hiệu suất gần tối ưu trong khi vẫn giảm thiểu tài nguyên tính toán. Kết quả phân tích cho thấy rằng việc tối ưu hóa góc quay của không gian ký hiệu có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của hệ thống. Những phát hiện này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn trong việc phát triển các hệ thống truyền thông không dây thế hệ tiếp theo.