Ảnh hưởng nhiễu pha lên việc đồng bộ trong hệ OFDM-CDMA

c tính, và làm bằng bởi phần tử ước lượng kênh (CE). 
Nhưng nếu độ trôi định thời vượt quá khoảng bảo vệ thì sự trực giao giữa các sóng mang con 
bị phá vỡ, gây nên lỗi ICI và ISI. 
Về cơ bản hai nhiệm vụ chính của đồng bộ định thời: xác định vị trí hàm của sổ FFT 
(đồng bộ khung, đồng bộ ký hiệu) và ước tính tốc độ lấy mẫu của bộ chuyển đổi A/D. Đồng 
bộ định thời về cơ bản được thực hiện qua hai giai đoạn: đồng bộ thô, và đồng bộ tinh. 
2.2.2 ĐỒNG BỘ TẦN SỐ TRONG OFDM-CDMA. 
Một trong những yêu cầu thiết yếu của máy thu là đồng bộ tần số. Độ trôi tần số 
nguyên nhân do sự sai khác tần số bộ dao động tại chỗ giữa bên phát và bên thu, do hiệu ứng 
Doppler, và do nhiễu pha. 
2.3 ẢNH HƢỞNG CỦA NHIỄU PHA LÊN SỰ ĐỒNG BỘ VÀ HIỆU NĂNG HỆ 
THỐNG OFDM-CDMA.[11 ][15 ] 
Nhiễu pha ảnh hưởng đến đồng bộ thể hiện trên hai mặt chính là : đồng bộ sóng mang 
và khôi phục tín hiệu định thời. 
 7 
2.3.1 NGUYÊN NHÂN GÂY RA NHIỄU PHA. 
2.3.1.1 NHIỄU PHA DO SỰ KHÔNG ỔN ĐỊNH CỦA CÁC BỘ TẠO DAO ĐỘNG. [20 ] 
Hình 2.1:Nhiễu pha hệ thống OFDM-CDMA do 
sự không ổn định của bộ tạo dao động. 
Trong thực tế do nhiều nguyên nhân mà tần số tại bộ dao động tại chỗ sẽ có sự biến 
thiên trong một khoảng nhất định và gây ra nhiễu ICI giữa các kênh con. 
2.3.1.2 NHIỄU PHA DO SỰ SAI LỆCH TẦN SỐ GIỮA BÊN THU VÀ BÊN PHÁT.[18 ] 
Tại bên thu, tín hiệu thu liên tục được lấy mẫu theo xung đồng hồcủa máy thu. Sự sai 
khác về nhịp đồng hồ giữa bên phát và bên thu sẽ gây ra xoay pha và làm suy hao thành phần 
tín hiệu có ích, tạo ra nhiễu ICI. 
2.3.2 TÍNH TOÁN ẢNH HƢỞNG NHIỄU PHA LÊN CHẤT LƢỢNG HỆ THỐNG 
OFDM-CDMA 
2.3.2.1 MÔ HÌNH NHIỄU PHA. [11 ] 
Để gơn giản trong việc xem xét các ảnh hưởng này, ta xét một hệ OFDM-CDMA mô 
tả trong hình 2.13 cho một người dùng: 
Hình 2.2:Sơ đồ khối nguyên lý hệ thống OFDM-CDMA cho một người dùng. 
 8 
2.3.2.2 LỖI PHA SÓNG MANG (OFDM-CDMA).[11 ] 
2.3.2.3 LỖI ĐỊNH THỜI.[12 ] 
Khi có lỗi pha và định thời sẽ gây nên lỗi đồng bộ và kéo theo làm giảm hiệu năng 
của hệ thống OFDM-CDMA. Khi có trôi pha hằng số, và trôi định thời hằng số thì có thể 
được bù trừ và không ảnh hưởng đến hiệu năng của hệ OFDM-CDMA. 
Khi có lỗi pha sóng mang và định thời thay đổi theo thời gian sẽ ảnh hưởng đến hiệu 
năng hệ thống OFDM-CDMA: Trong trường hợp này nếu có sự trôi tần số sóng mang và tần 
số đồng hồ, thì hiệu năng hệ thống xuống cấp rất nhanh và phục thuộc rất mạnh vào số sóng 
mang. Còn nếu có rung pha định thời và rung pha sóng mang thì trong trường hợp tải cực đại 
thì độ xuống cấp lại độc lập với số sóng mang và hàm lượng phổ rung pha mà chỉ phụ thuộc 
vào phương sai rung pha. 
Chƣơng 3: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG OFDM-CDMA. 
3.1 MỤC ĐÍCH MÔ PHỎNG. 
Như đã trình bày ảnh hưởng nhiễu pha lên việc đồng bộ trong phần trước, nhiễu pha 
gây nên lỗi đồng bộ, làm xuống cấp hệ thống OFDM-CDMA. Khi hệ thống OFDM-CDMA bị 
xuống cấp và bị lỗi đồng bộ thì tại phía máy thu số lượng bit lỗi nhận được sẽ tăng, vì vậy 
chúng ta có thể thông qua việc khảo sát tỷ lệ lỗi bit Ber (Bit error rate) để đánh giá ảnh hưởng 
nhiễu pha lên hiệu năng của hệ thống, từ đó đánh giá ảnh hưởng nhiễu pha lên vấn đề đồng bộ 
3.2 SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG MÔ PHỎNG.[7 ] 
3.2.1 MÔ HÌNH NHIỄU PHA. 
Như chúng ta đã xem xét nhiễu pha là một quá trình ngẫu nhiên được mô hình như là 
một quá trình ngẫu nhiên Wiener. 
3.3 CÁC THÔNG SỐ CỦA HỆ MÔ PHỎNG: 
Chương trình mô phỏng đã tiến hành mô phỏng hệ OFDM-CDMA với các thông số 
như sau: 
- Số lượng người dùng : n=2 với số bit dữ liệu mỗi người là 104 bit. 
- Chu kỳ :Tu = 224.10
-6
 s 
- Khoảng bảo vệ : G = 1/8*Tu 
- Chu kỳ ký hiệu : Ts = Tu + G 
- Kiểu mã hóa dữ liệu : BPSK. 
- Mã trải phổ được sử dụng : Chuỗi mã trải phổ Walsh-Hadamard. 
- Kích thước bộ FFT/IFFT : 4096 
- Số sóng mang con : 1705 
- Kênh truyền pha-đinh Rayghley đa đường : 4 đường. 
 9 
3.4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG: 
3.4.1 NHIỄU PHA. 
Hình 3.1:Mật độ phổ công suất nhiễu pha. 
3.4.2 ẢNH HƢỞNG NHIỄU PHA LÊN VIỆC ĐỒNG BỘ. 
Như đã trình bày ở trên, nhiễu pha gây ra lỗi đồng bộ và làm ảnh hưởng đến hiệu năng 
của hệ thống OFDM-CDMA. 
Nhiễu pha làm xuống cấp hệ thống, mà khi hệ thống bị xuống cấp việc đồng bộ trở nên 
khó thực hiện hơn. 
Đồ thị độ xuống cấp như là hàm số của nhiễu pha hệ thống OFDM-CDMA cho ta 
thấy được điều này – hình 3.2: 
Hình 3.2:Độ xuống cấp hệ thống khi có nhiễu pha. 
 10 
Hình 3.3:Tỉ lệ lỗi bit hệ thống OFDM-CDMA khi có nhiễu pha. 
Nhận xét :Những kết quả thu được từ quá trình mô phỏng chứng tỏ nhiễu pha ảnh 
hưởng đến hiệu năng hệ thống OFDM-CDMA, khi có nhiễu pha thì tỉ lệ lỗi bit của hệ thống 
tăng, điều đó chứng tỏ nhiễu pha ảnh hưởng xấu đến việc đồng bộ, gây ra lỗi đồng bộ. 
Hình 3.4:Tỉ lệ lỗi bit hệ thống OFDM-CDMA với phương sai nhiễu pha thay đổi. 
Chúng ta có thể khẳng định là nhiễu pha là một trong những vấn đề quan trọng nhất 
quyết định đến chất lượng của hệ thống OFDM-CDMA. Điều đó đòi hỏi phần tử đồng bộ 
trong hệ thống OFDM-CDMA phải làm việc hiệu quả với những thuật toán đồng bộ thực sự 
tốt thì mới có thể khắc phục được ảnh hưởng của nhiễu pha. 
KẾT LUẬN 
Luận văn đã tiến hành nghiên cứu về cấu trúc và một số đặc điểm của hệ thống 
OFDM-CDMA : nguyên lý kỹ thuật đa sóng mang trực giao OFDM, công nghệ CDMA và sự 
kết hợp giữa chúng OFDM-CDMA. 
Qua tìm hiểu những ưu nhược điểm của hệ thống OFDM-CDMA ta có thể khẳng định 
nó đúng là một ứng cử viên sáng giá cho hệ thống viễn thông thứ hệ thứ 4. Tuy nhiên hệ 
thống này tồn tại một nhược điểm là nhiễu pha gây ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến hiệu 
năng của hệ thống. 
Vì vậy nội dung chính của luận văn là tìm hiểu mô hình hệ thống OFDM-CDMA 
trong trường hợp có nhiễu pha, phân tích ảnh hưởng của nhiễu pha lên việc đồng bộ. 
 11 
Trên cơ sở tìm hiểu lý thuyết và tiến hành mô phỏng ta có thể khẳng định hệ thống 
OFDM-CDMA rất nhạy với nhiễu pha, nhiễu pha làm xuống cấp hiệu năng hệ thống OFDM-
CDMA, đặt nhiệm vụ khó khăn cho hệ thống trong việc đồng bộ. 
Do khuôn khổ luận văn nên tác giả mới chỉ khảo sát ảnh hưởng của nhiễu pha mà 
chưa đưa ra những giải pháp khắc phục. 
Vớinhững kết quả đã đạt được trong đề tài, trong thời gian tới tác giả sẽ tiếp tục 
nghiên cứu tìm hiểu: 
- Hoàn thiện hơn những kết quả nghiên cứu về hệ thống OFDM-CDMA. 
- Hoàn thiện hơn những kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiễu pha lên việc đồng 
bộ. 
- Tìm hiểu những giải pháp khắc phục ảnh hưởng nhiễu pha lên việc đồng bộ, xây 
dựng chương trình mô phỏng những giải pháp khắc phục đó. Qua đó tìm giải pháp 
có hiệu quả cao nhất, phù hợp nhất. 
References 
Tiếng Việt : 
1 . GS.TS Nguyễn Bình (2006), Lý thuyết thông tin, Bài giảng-Học viện công nghệ bưu 
chính viễn thông. 
2 . TS Nguyễn Quốc Bình, KS Nguyễn Huy Huân (2000), Các hệ thống thông tin hiện nay 
trình bày thông qua sử dụng Matlab, NXB Hà Nội. 
3 . TS. Dương Tử Cường (2003), Xử lý tín hiệu số, NXB Quân đội nhân dân, Hà Nội. 
4 . Nguyễn Phạm Anh Dũng (2006), Lý thuyết trải phổ và đa truy nhập vô tuyến, Nhà xuất 
bản Bưu điện. 
5 . Nguyễn Văn Đức (2006), “Lý Thuyết Và Các Ứng Dụng Của Kỹ Thuật OFDM”, Trong 
tuyển tập Kỹ Thuật Thông Tin Số , tập 2, NXB Khoa Học Kỹ Thuật. 
6 . Đỗ Quốc Trinh, Vũ Thanh Hải (2006), Kỹ thuật trải phổ và ứng dụng, Giáo án, Học viện 
Khoa học kỹ thuật quân sự. 
7 . Nguyễn Văn Trường (2010), Vấn đề tác động nhiễu lên sự đồng bộ trong hệ MC-CDMA, 
Luận văn thạc sĩ. 
Tiếng Anh : 
8 . Ahmet Yasin Erdogan (2004), Analysis of the effects of phase noise and frequency offset 
in orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), Thesis, Naval Postgraduate 
school . 
9 . J.Beek (1998), Synchronization and. Channel Estimation in OFDM Systems, University 
of Technology, Division of Signal Processing, Reproduced by Universitetstryckeriet, 
Luleºa, Swenden. 
10 . J.Armstrong (1999), “Analysis of new and existing methods of reducing intercarrier 
interference due to carrier frequency offset in OFDM”, IEEE Transactions on 
Communications, vol. 47, issue 3, pp. 365-369. 
11 . H.Steendam, M. Moeneclaey (1999), “An Overview of MC-CDMA Synchronisation 
Sensitivity”, Second International Workshop on Multi-Carrier Spread-Spectrum & 
Related Topics (MC-SS'99), Oberpfaffenhofen, Germany, Sep 15-17 1999, pp. 261-
270. (invited paper). 
12 . H.Steendam, M. Moeneclaey (1999), “The Effect of Synchronisation Errors on MC-
CDMA Performance”, International Conference on Communications ICC'99, 
Vancouver, Canada, Paper S38.3, pp. 1510-1514. 
13 . H. Steendam , M. Moeneclaey (1997), “Sensitivity of OFDM-CDMA to carrier phase 
jitter”, 1st Workshop MC-SS'97, Oberpfaffenhofen, Germany, pp. 145-152. 
 12 
14 . H. Steendam, M. Moeneclaey (1999), "The Sensitivity of MC-CDMA to 
Synchronisation Errors", European Transactions on Telecommunications, ETT 
special issue on MC-SS, Vol. 10, No. 4, pp. 429-436. 
15 . H. Steendam, M. Moeneclaey (1998), " Sensitivity of OFDM and MC-CDMA to 
Carrier Phase Errors", 6th Symposium on Communications and Vehicular Technology 
1998, Brussels, Belgium, pp. 1-8. 
16 . K.Fazel, S. Kaiser (2007), Multi-Carrier & Spread Spectrum System, Wiley. 
17 . L.Nithyanandan (2010),“Synchronization schemes for mc-cdma symtem” Studies on the 
capacity enhancement techniques for multicarrier CDMA, chapter 5 pp 70 , 
Pondicherry University. 
18 . M.Melliti, S.Hasnaoui, and R.Bouallegue (2005), “OFDM Synchronization Errors and 
Effects of Phase Noise on WLAN Transceivers”, Journal of Computer Systems, 
Networks, and Communications , Volume 2008 , 7 pages. 
19 . N.Yee and J-P Linnartz (1994), “Multi-Carrier CDMA in an Indoor Wireless Radio 
Channel”, Technical Report Identifier: ERL-94-6. 
20 . Senay Negusse (2011), "Phase-noise and its effect in OFDM communication systems", 
Project course in signal processing and digital communications, School of Electrical 
Engineering, Stockholm Sweden. 
21 . T.Chee (2002), Hybrid OFDM-CDMA:A Comparison of MC/DS-CDMA,MC-CDMA and 
OFCDM , Adelaide University, Australia.