Mục lục

Lời cảm ơn .

Mục lục.. 2

Phần 1: Lý thuyết tổng quan về DMT 4

I. Giới thiệu chung về DMT .. 4

II. Điều chế QAM. . 6

Điều biên cầu phương - QAM ... 8

1. QAM – 8 mức ... 8

2 .QAM-16mức.. 9

III. Điều chế đa tần rời rạc (DMT) . 10

3.1 Nguyên lý của điều chế đa tần rời rạc. . 10

3.2. DMT và DFT 13

3.3 Hệ thống DMT và các tham số của nó.. 16

3.3.1. Kênh truyền và ảnh hưởng của khênh truyền. .. 17

3.3.2. Hệ thống đơn sóng mang .. 20

3.3.3. Xấp xỉ QAM vuông 20

3.3.4. Phân tích đa sóng mang 20

3.3.4.1 Các giả thiết 21

3.3.4.2. Tính tốc độ hoặc độ dự phòng ... 22

3.3.4.3. Tổng kết các bước tính toán hoạt động của một hệ thống DMT ... 24

3.3.5. DMT với chiều dài khối hữu hạn .. 24

3.3.6. Phân chia tải (bit loading) 26

3.3.6.1. Các thuật toán tải bit . 26

3.3.6.2. Thuật toán tối ưu “rót nước” (water-filling) . 27

3.3.7. Cân bằng cho DMT... 29

3.4.Sơ đồ tổng thể một hệ thống DMT. ... 31

3.4.1. Máy phát DMT. . 31

3.4.2. Máy thu DMT. ... 33

IV. Mã sửa lỗi Reed-Solomon . 33

4.1. Giới thiệu về mã Reed-solomon ... 33

4.2. Các đặc điểm của mã RS. 35

2

4.2.1. Cấu tạo mã RS .. 35

4.2.1.1. Đa thức trường... 35

4.2.1.2. Đa thức sinh ... 36

4.2.2. Khả năng sửa sai của mã RS. ... 37

4.2.3. Tăng ích điều chế (coding gain) của mã RS. 37

4.3. Mã hoá và giải mã các mã RS . 38

4.3.1. Mã hoá RS và kiến trúc bộ mã hoá RS.. 38

4.3.2. Giải mã và kiến trúc bộ giải mã RS .. 39

Phần 2 :Trang web giới thiệu về DMT và mô phỏng điều chế QAM . 41

1. Mô phỏng điều chế QAM ... 41

2. Giới thiệu về trang DMT 42

Phần 1: Lý thuyết tổng quan về DMT

I. Giới thiệu chung về DMT

Điều chế đa tải tin (hay đa sóng mang MCM-Multi Carrier-Modulation) nói chung và điều chế đa tần rời rạc (DMT) nói riêng la kỹ thuật điều chế được sử dụng nhiều trong các hệ thống truyền dẫn tốc độ cao trong đó có một số hệ thống DSL. Riêng DMT có thể coi la một đặc trưng của công nghệ ADSL bởi DMT đã được chuẩn hóa cho ADSL của liên minh viễn thông quốc tế (ITU).Các hệ thống truyền thông tốc độ cao luôn đòi hỏi các kênh truyền có băng thông rộng. Tuy nhiên, nhiễu liên ký tự ISI lại là một vấn đề lớn luôn đi liền với các kênh truyền băng rộng. Nguyên nhân của ISI là do sự tạo dạng phổ của kênh truyền.

Có hai giải pháp để chống lại ISI là cân bằng toàn bộ kênh và điều chế đa tải tin:

Cân bằng toàn bộ kênh sẽ làm ngược lại hiệu ứng tạo dạng phổ của kênh truyền, sử dụng một bộ lọc được gọi là bộ cân bằng. mặc dù các bộ cân bằng tuyến tính dễ cài đặt nhưng chúng lại khuếch đại nhiễu lên và làm giảm cấp đối với hoạt động của toàn bộ hệ thống. Trái lại, trong điều chế đa tải tin, kênh truyền được chia thành nhiều kênh có băng thông nhỏ gọi là các kênh con. Nếu một kênh con đủ nhỏ để hệ số khuếch đại (Gain) kênh trong kênh con đó xấp xỉ bằng một hằng số thì sẽ không có ISI xuất hiện trong kênh con đó. Như vậy, thông tin có thể được truyền qua các kênh con băng hẹp mà không có ISI và tổng số bít được truyền là tổng số bít được truyền qua các kênh con. Nếu công suất sẵn có được phân chia cho các kênh con căn cứ vào tỷ số tín hiệu trên tạp âm (SNR) của mỗi kênh con thì có thể đạt được hiệu suất phổ cao. Một trong

những phương pháp phân chia một kênh thành các kênh con hiệu quả nhất làthuật toán biến đổi Fourier nhanh FFT. Điều chế đa tải tin sử dụng FFT được gọi là điều chế đa tần rời rạc (DMT) hoặc ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM). DMT thông dụng trong các ứng dụng hữu tuyến còn OFDM thông dụng hơn trong các ứng dụng vô tuyến. Sự khác nhau cơ bản giữa hai phương pháp là việc phân chia bit cho mỗi kênh con. Đối với DMT, số lượng bit gán cho mỗi kênh con phải được tính toán dựa vào tỷ số SNR và gửi ngược lại cho máy phát. Ngược lại, các hệ thống OFDM, được sử dụng chủ yếu cho quảng bá – không có hồi tiếp từ phía thu về phía phát - sử dụng một tải bit là hằng số ( hay ít nhất là một hằng số trong một phiên truyền). Nếu nó được sử dụng cho truyền dẫn thông qua DSL, nơi mà SNR thay đổi rất nhiều trong dải băng thì hoặc là việc phân chia tải phải rấtổn định để có thể bảo vệ các tải tin con với mức SNR thấp nhất, hoặc là tỷ lệ lỗitrên các tải tin con đó sẽ rất cao và làm giảm chất lượng rất nhiều.

Phổ công suất phát của một sóng đa tải tin được thể hiện trên hình 3.7. Tín hiệu đa tải tin phát đi là tổng của N tín hiệu con (hay kênh con) độc lập, mỗi tín hiệu con có băng thông bằng nhau với tần số trung tâm là fi (i=1,…, N ). Trong điều chế đa tải tin, khác với ghép kênh phân chia theo tần số thông thường, sốbit của dữ liệu vào gán cho các kênh con khác nhau có thể khác nhau. Việcphân chia các bit tới các kênh con được đảm nhiệm bới bộ điều chế đa tải tin sao cho đạt được hiệu suất cao nhất. Trong khi tối ưu hoá hiệu suất như vậy thì những kênh con nào gặp phải ít suy hao kênh và hoặc ít tạp âm hơn sẽ mang nhiều bit hơn.

Trong mọi trường hợp, N là một luỹ thừa của 2 để sử dụng các phiên bản của thuật toán biến đổi Fourier nhanh (FFT) trong tính toán. Giá trị của N để có hiệu suất xấp xỉ tối ưu phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ biến đổi của hàm truyền đạt kênh truyền theo tần số. Ở đây chúng ta sẽ luôn luôn giả thiết rằng N được chọn đủ lớn để có thể xấp xỉ hiệu suất tối ưu. Đối với mạch vòng thuê bao, người ta đã chứng minh được N = 256 là đủ lớn để đạt được mức hiệu suất tối ưu.

Do DMT là một dạng cụ thể của điều chế đa tải tin và được xây dựng trêncơ sở của điều chế biên độ cầu phương vuông góc QAM nên để tìm hiểu về DMT trước hết cần tìm hiểu những nét chính của điều chế đa tải tin và điều chế QAM