MỤC LỤC
ĐẦU
Nhiễu là một vấn đề rất quan trọng trong thông tin di động, ảnh
hưởng đến chất
lượng của tín hiệu, khi xử lý tín hiệu và khi truyền tín hiệu tín hiệu làm gây méo tín hiệu hoặc
xuất hiện các tạp âm trong các thiết bị tái tạo lại tín hiệu Vì vậy ta phải giám sát được chúng
và tìm biện pháp khắc phục tín hiệu nhiễu đến mức tối đa để tăng chất lượng của của tín hiệu.
Nhiễu trong thong tin vô tuyến được chia làm 5 loại chính mỗi loại có đặc điểm
riêng và có ảnh hưởng khác nhau đến chất lượng truyền tín hiệu trong môi trường vô
tuyến
. Nắm vững lý thuyết về nhiễu và tìm
hiểu, nghiên cứu các biện pháp khắc phục chúng
sẽ giúp mạng thông tin di động nâng cao chất lượng, hiệu quả.
Năm loại nhiễu đó là:
1.Nhiễu trắng ( White Gaussian Noise)
2.Nhiễu xuyên âm ( Inter symbol Interference)
3.Nhiễu xuyên kênh ( Interchannel Interference)
4.Nhiễu đồng kênh ( Cochannel Interference)
5.Nhiễu đa truy nhập ( Multiple access Interference)
Trong nội dung bài báo cáo này chúng em xinh trình bày tìm hiểu của mình về nhiễu liên
ký tự ISI ( Inter symbol Interference). Đây là loại nhiểu ảnh hưởng khá nhiều đến chất lượng
thông tin vô tuyến qua các phương pháp điều chế như QAM và OFDM.
Do kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình tìm hiểu báo cáo còn nhiều thiếu sót và sai
lầm rất mong nhận được sự góp ý của thầy giáo và các bạn để bài báo cáo của chúng em hoàn
thiện hơn.
Nhóm chúng em xin chân thành cám ơn thầy Trần Trung Dũng đã
hướng dẫn, giúp
đỡ để chúng tôi hoàn thành bài tiểu luận này.
Thái nguyên ngày 20/10/2014
1
CHƯƠNG 1

NHIỄU LIÊN KÝ TỰ ISI
1.1. Khái niệm
Khái niệm về ISITrong hệ thống truyền tin số,nhiễu của tín hiệu nhận ,mà các nhiễu
đó được biểu diễn theo thời gian(trải trên miền thời gian) và kết quả của sự chồng chéo
những xung riêng biệt tới một mức độ mà bộ nhận không thể phân biệt một cách chính xác
sự thay đổi trạng thái được gọi là nhiễu liên tín hiệu(ISI)
1.2. Nguyên nhân
• Sự không chính xác của định thời:
• Độ rộng dải tần không đủ
• Méo biên độ:các bộ lọc được sử dụng có đáp ứng xung riêng,do đó đáp ứng tần số
của kênh bị ảnh hưởng.Khi mà đặc tuyến tần số của kênh truyền tin lệch khỏi các giả
trị chuẩn hoặc các giá trị mong muốn thì sẽ có méo xung.Việc bù các sai lệch đó gọi
là cân bằng biên độ.
• Méo pha:Một xung là sự tổng hợp hoặc chồng nhau của các sóng hình sin có biên độ
và pha riêng biệt.Nếu các quan hệ pha tương đối của các sóng hình sin đó biến đổi thì
sẽ xuất hiện méo pha.Méo pha xuất hiện khi các thành phần tần số có sự khác biệt về
độ lệch thời gian trong qua trình truyền dẫn qua môi trường.Các bộ cân bằng độ lệch
thời gian thưòng được sử dụng để bù độ lệch và giảm méo pha.
Hình 1.1. Dạng tín hiệu nhiễu ISI.
2
1.3. Các biện pháp khắc phục nhiễu ISI
Trong các hệ thống đơn sóng mang, ISI là một vấn đề khá nan giải. Lí do là độ rộng
băng tần tỉ lệ nghịch với khoảng thời gian kí hiệu, do vậy,
nếu muốn tăng tốc độ truyền
dữ liệu trong các hệ thống này, tức là giảm
khoảng kí hiệu, vô hình chung đã làm tăng
mức trải trễ tương đối. Lúc này hệ thống rất nhạy với trải trễ. Và việc thêm khoảng bảo vệ
khó triệt tiêu hết ISI.
Để giảm nhiễu xuyên âm người ta phải làm thế nào hạn chế dải thông mà vẫn không
gây ra ISI. Khi dải thông bị giới hạn, xung sẽ có đỉnh tròn thay vì đỉnh phẳng.

Một trong những phương pháp để loại bỏ nhiễu ISI là dùng bộ lọc
cos nâng và bộ
lọc ngang ép không (phương pháp Nyquist I).
1.3.1. Bộ lọc cos nâng
Hình 1.2. Bộ lọc cos nâng.
Tín hiệu từ nguồn gồm có M phần tử, song chúng ta hạn chế chỉ
khảo sát trường
hợp khi các phần tử s
i
(t) của tập tín hiệu chỉ khác nhau về biên độ, tức là ta sẽ hạn chế chỉ
xét hệ thống điều chế biên độ xung PAM. Thực tế hệ thống này có thể xem như gán cho
mỗi một tin m
k
một hằng số a
k
mà biên độ của xung đầu ra của bộ tạo xung sẽ được nhân với
nó.
Ta hãy giả sử rằng bộ tạo xung cho ra các xung Dirắc tại các thời
điểm t=kT
s
. Các
xung dạng Dirac này, có biên độ thay đổi tuỳ Theo sự thay
đổi các giá trị Mk, qua bộ lọc
T(ω) sẽ tới kênh truyền. Phần máy thu trên
hình 2.2 là máy thu tối ưu, thu lọc phối hợp,
mạch quyết định thực hiện lấy
mẫu và so ngưỡng. Hàm truyền tổng cộng của hệ thống
(đặc tính tần số
tổng cộng của hệ thống) là tích của hai đặc tính của hai bộ lọc phát và
thu C(ω)=T(ω).R(ω). Bây giờ chúng ta sẽ tìm kiếm lớp các đặc tính lọc C(ω)

sao cho
việc truyền chuỗi tín hiệu qua hệ thống sẽ không có ISI. Việc
truyền được coi là không có
3
ISI nếu vào thời điểm quyết định tín hiệu lấy mẫu thứ k, chỉ có phản ứng xung của tín hiệu
thứ k là khác không còn phản ứng của các tín hiệu khác đều bằng không.
Theo định lý Nyquist, độ rộng băng tần truyền dẫn nhỏ nhất để có thể truyền được không
méo tín hiệu băng gốc là B=1/2.T. Độ rộng băng ở đây có nghĩa là dải tần mà ngoài nó giá trị
hàm truyền đồng nhất bằng không. Tần số 1/2T được gọi là tần số Nyquist. Do vậy chúng ta
sẽ xét các đặc tính lọc có độ rộng thông tần tối thiểu là 1/2T (hay π/T tính theo tần số
góc).
Trước tiên ta hãy xem xét trường hợp C(ω) là đặc tính của bộ lọc thông
thấp lý tưởng,
tức là đáp tuyến pha của bộ lọc thì tuyến tính còn đáp tuyến biên độ |C(ω)| có dạng:

Bộ lọc lúc này có dạng:
Có giá trị cực đại bằng 1 tại t = 0 và có giá trị bằng 0 tại t = kπ/ω
0
.
Gỉa sử rằng đầu vào của bộ lọc lý tưởng này có tín hiệu lối vào bộ lọc T(ω) được cho
bởi:
Trong trường hợp này, phản ứng xung đầu ra sẽ không gây nên ISI nếu tần số cắt của
bộ lọc là f
0
=ω
0
/2π=1/2T.
Do đơn giản trong tính toán, hàm số cong dạng cosine thường
được sử dụng để
phân tích các bộ lọc này. Hàm truyền tổng cộng khi đó có dạng:

Hàm truyền liên tục thì có biên độ gợn sóng suy giảm theo luỹ thừa 3 của biến t. Do vậy
ngay cả khi đồng bộ không lý tưởng thì giá trị của phản ứng xung đầu ra của các bộ lọc này
sẽ bị chặn. Do đó, ISI sẽ nhỏ ngay cả khi đồng bộ không lý tưởng.
4
1.3.2. Bộ lọc ngang ép không
Hình 1.3. Vị trí bộ lọc cân bằng kênh.
Theo hình 1.3 ta có đáp ứng tần số của toàn hệ thống từ phát đến thu là
H
0
(f)= H
T
(f). H
c
(f)H
E
(f)
Với đáp ứng xung tổng hợp : h
0
(t)= f
-1
[H
0
(f) ]
Để thoả mãn điều kiện không có nhiẽu liên kí hiệu ISI thì
Tần số lấy mẫu tín hiệu bên thu là 1/T. Theo đó thì mật độ cân bằng lý tưởng zero- ISI
đơn giản là một bộ lọc nghịch đảo đáp ứng tần số của bên phát và kênh truyền. Bộ lọc đảo này
thường được xấp xỉ bởi một bộ lọc FIR như hình vẽ dưới
Hình 1.4. Bộ lọc cân bằng kênh.
Đáp ứng xung của bộ lọc cân bằng kênh là:
Đáp ứng tần số tương ứng là:

Vấn đề của bộ lọc đảo chính là lựa chọn các hệ số của bộ lọc sao cho xấp xỉ đượcđiều
kiện zero- ISI.
Trong môi trường truyền dẫn đa đường, nhiễu xuyên ký tự (ISI) gây bởi tín hiệu phản
5
xạ có thời gian trễ khác nhau từ các hướng khác nhau từ phát đến thu là điều không thể tránh
khỏi. Ảnh hưởng này sẽ làm biến dạng hoàn toàn mẫu tín hiệu khiến bên thu không thể khôi
phục lại được tín hiệu gốc ban đầu. Các kỹ thuật sử dụng trải phổ trực tiếp DS-CDMA như
trong chuẩn 802.11b rất dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu đa đường vì thời gian trễ có thể vượt quá
khoảng thời gian của một ký tự. OFDM sử dụng kỹ thuật truyền song song nhiều băng tần con
nên kéo dài thời gian truyền một ký tự lên nhiều lần. Ngoài ra, OFDM còn chèn thêm một
khoảng bảo vệ (guard interval - GI), thường lớn hơn thời gian trễ tối đa của kênh truyền, giữa
hai ký tự nên nhiễu ISI có thể bị loại bỏ hoàn toàn.
CHƯƠNG 2
KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ COFDM
2.1. Khái niệm
COFDM (Coding orthogonality frequency division multiplexing - Ghép kênh phân
chia theo tần số đã được mã hoá) là một phương thức ghép kênh đa sóng mang trực giao
trong đó vẫn sử dụng các hình thức điều chế số cơ sở tại mỗi sóng mang.
Hệ thống truyền hình số DVB-T sử dụng phương pháp ghép kênh tần số trực giao OFDM
nối tiếp theo quá trình mã hóa kênh. Dòng dữ liệu (đã được mã hóa kênh) được ánh xạ lên
từng sóng mang điều chế số QPSK hoặc QAM. Mỗi sóng mang truyền tải một phần của
dòng dữ liệu dưới dạng các symbol điều chế và được ghép kênh tần số trực giao nhau. Trong
một kênh truyền DVB-T có N sóng mang phụ.
Khoảng tần số f
SC
giữa các sóng mang phụ là điều kiện để đảm bảo các sóng mang
này sẽ trực giao trong tín hiệu ghép kênh đa sóng mang trực giao COFDM. Mỗi sóng mang
phụ có băng thông f
SC
khoảng thời gian T

S
truyền một symbol điều chế. Các sóng mang
truyền đồng thời trong thời gian T
S tạo
thành một symbol COFDM.
Hình 2.1. Phổ của COFDM
6
2.2. Đặc điểm của COFDM
Khả năng thích ứng với hiệu ứng truyền đa đường là một trong các đặc tính ưu việt
của phương pháp OFDM. Đặc tính của kênh tryền sóng đa đường có dạng như hình bên
dưới, trong đó có tồn tại khe fading chọn lọc tần số xuất hiện như một biến ngẫu nhiên. Trên
thực tế khe fading có thể làm gián đoạn một số sóng mang và gây một số symbol lỗi. Nhưng
do việc chèn xen kẽ và sử dụng mã sửa sai, các symbol lỗi có thể sửa được dễ dàng.
Trong miền thời gian, tín hiệu do phản xạ từ các chướng ngại vật sẽ đến máy thu trễ
trong vòng hàng chục µs. Do đó, nếu Chu kỳ tín hiệu số trên sóng mang dài hơn khoảng thời
gian trễ nói trên thì tiếng vọng từ các symbol trước sẽ tắt trong một phần nhỏ của symbol
đang xét. Điều này hoàn toàn có thể thực hiện được vì hệ thống OFDM thực hiện việc
chuyển từ truyền nối tiếp sang truyền song song nên cho phép kéo dài symbol ứng với mỗi
sóng mang phụ lên N lần.
Hình 2.2. Đáp ứng tần số trên kênh đa đường.
Ngoài ra, để ổn định sóng mang thì khoảng thời gian bảo vệ T
guard
(lên tới 10 ÷ 25%
thời gian truyền tín hiệu) được chèn thêm vào trước khoảng thời gian symbol tích cực là T
U
.
Do có thêm khoảng thời gian bảo vệ này mà tại máy thu các tiếng vọng không được bộ giải
điều chế xử lý khi chúng nằm trong khoảng bảo vệ.
Một ưu điểm khác khi chèn thêm khoảng bảo vệ T
guard

vào symbol COFDM làm cho
hệ thống truyền hình số DVB-T cho phép hoạt động với mạng đơn tần SFN (single
frequency network). Các máy phát DVB-T có thể cùng chung nguồn dữ liệu của tín hiệu đầu
vào có thể hoạt động trong cùng một kênh tần số với một khoảng cách thích hợp.
Hiệu suất truyền tải dữ liệu khi chèn thêm khoảng bảo vệ như sau:
7
Hệ thống DVB-T cho phép lựa chọn khoảng bảo vệ T
g
theo các tỷ lệ ¼, 1/8, 1/16,
hoặc 1/32 của T
U
.
Để tạo nên tín hiệu truyền đa sóng mang COFDM, với quan hệ giữa symbol miền
thời gian sang miền tần số, bằng phép toán biến đổi nhanh Fourier. Một tín hiệu được phát đi
chỉ là tín hiệu hàm cosin tuần hoàn.
Khi sóng vô tuyến lan truyền tạo ra nhiều đường truyền. Tại một điểm thu xác định,
máy thu nhận được tín hiệu từ nhiều đường, do sóng truyền thẳng và sóng phản xạ. Tín hiệu
phản xạ có cùng dạng với tín hiệu chính (truyefn thẳng nhưng bị dịch pha và biên độ suy
giảm. Ngoài ra còn có tín hiệu nhận được từ một máy phát khác, phát đi trên cùng kênh sóng
vô tuyến, có cùng chung nguồn dữ liệu đầu vào. Tại máy thu, tín hiệu thu được sẽ là tín hiệu
tổng hợp bao gồm tín hiệu sóng truyền thẳng, tín hiệu sóng phản xạ và tín hiệu từ một máy
phát khác cùng kênh tần số. Do có sự tổng hợp biên độ và pha của các sóng mang và biến
các sóng phản xạ không có ích thành sóng có ích, nên sóng thu nhận tổng hợp sẽ được ổn
định theo sau khoảng thời gian symbol tích cực T
U
.
Hệ thống OFDM còn có khả năng chịu đựng nhiễu băng hẹp. Nếu trong phạm vi phủ
sóng có tồn tại nguồn nhiễu băng hẹp rơi vào kênh tần hoạt động của hệt hống OFDM thì hệ
thống có thể chấp nhận không truyền một số sóng mang bằng cách đặt biên độ các sóng
mang đó bằng 0. Tình trạng này cũng tương tự như trường hợp một số sóng mang bị suy

giảm do tác động của fading chọn lọc tần số. Khi đó chính hệ thống OFDM cũng giảm thiểu
được việc gây nhiễu đến hệ thống được xem là nguồn nhiễu kia. Khả năng này rất có ý nghĩa
khi trong vùng phủ sóng có tồn tại cả kênh truyền hình tương tự và truyền hình số. Khi đó
các sóng mang phụ của hệt hống OFDM trùng với các sóng mang hình, sóng mang tiếng,
sóng mang màu của kênh truyền hình tương tự sẽ được “tắt” đi, ưu tiên cho truyền hình
tương tự vì khả năng chịu can nhiễu của truyền hình tương tự tại các tần số này rất kém.
8
2.3. Phương pháp điều chế COFDM
2.3.1. Giới thiệu về phương pháp điều chế
COFDM chia luồng dữ liệu thành các đoạn nhỏ, mỗi đoạn dữ liệu được điều chế số
trên một sóng mang, kênh RF được chia thành rất nhiều sóng mang tùy theo chế độ lựa chọn
(2K hay 8K).
Các sóng mang là trực giao nhau về pha (vuông góc)
Chèn thêm các khoảng bảo vệ (guard interval) giữa các sóng mang.
Sử dụng mã sửa lỗi cho dữ liệu điều chế.
• Điều chế OFDM:
 Dữ liệu được định vị (MAP) vào N vector
 IFFT biến đổi N vector thành N tổ hợp sóng mang đã được điều chế số I/Q
 N sóng mang được điều chế I/Q trong đó 2 sóng mang cạnh nhau thì trực giao
nhau, ghép thành tín hiệu OFDM.
Hình 2.3. OFDM trong hệ thống ĐVB – T
2.3.2. Phương pháp điều chế
• Phân chia kênh trong COFDM được biểu diễn trên trục thời gian và tần số:
 Trục tần số biểu diễn tần số của băng con
 Trục thời gian biểu diễn các đoạn dữ liệu theo thời gian.
 Mỗi một phần tử trên trục tần số/ thời gian là một sóng mang con.
9
 Trong khoảng thời gian đoạn dữ liệu (time segment) sóng mang con được điều
chế bằng một vài bít số liệu.
• Số bit truyền dẫn bởi một sóng mang con:

 2 bit nếu là điều chế 4 QAM
 4 bit nếu là điều chế 16 QAM
 6 bit nếu là điều chế 64 QAM
• Một nhóm sóng mang con trong một đoạn dữ liệu gọi là 1 symbol
• Trong 1 symbol các sóng mang con trực giao nhau nhằm tránh giao thoa.
• Dữ liệu được mã hóa, chèn khoảng phòng vệ và định vị lên các sóng mang con.
• Để máy thu giải điều chế chính xác cần có các tín hiệu Pilot : là các tín hiệu đồng bộ
khung, đồng bộ tần số, đồng bộ thời gian,
• Có 45 sóng mang Pilot – mode 2K và có 177 sóng mang Pilot mode 8K
2.4. Kỹ thuật điều chế và tổ chức kênh trong OFDM
2.4.1. Nguyên lý ghép kênh
Ghép kênh theo tần số trực giao OFDM rất giống với ghép kênh theo tần số
Frequency Division Multiplexing (FDM) truyền thống. OFDM sử dụng những nguyên lý
của FDM để cho phép nhiều tin tức sẽ được gửi qua một kênh Radio đơn. Tuy nhiên nó cho
phép hiệu quả phổ tốt hơn. OFDM khác với FDM nhiều điểm. Trong phát thanh thông
thường mỗi đài phát thanh thruyền trên một tần số khác nhau, sử dụng hiệu quả FDM để
duy trì sự ngăn cách giữa những đài. Tuy nhiên không có sự kết hợp đồng bộ giữa mỗi trạm
với các trạm khác. Với cách truyền OFDM như là DAB hoặc DVB-T, những tín hiệu thông
tin từ nhiều trạm được kết hợp trong một dòng dữ liệu ghép kênh đơn. Sau đó dữ liệu này
được truyền khi sử dụng khối OFDM được tạo ra từ gói dày đặc nhiều sóng mang. Tất cả
các sóng mang thứ cấp trong tín hiệu OFDM được đồng bộ thời gian và tấn số với nhau, cho
phép kiểm soát tốt can nhiễu giữa những sóng mang. Các sóng mang này chồng lấp nhau
trong miền tần số, nhưng không gây can nhiễu giữa các sóng mang (Inter- Carrier
Interference (ICI)) do bản chất trực giao của điều chế. Với FDM những tín hiệu truyền cần
có khoản bảo vệ tần số lớn giữa những kênh để ngăn ngừa can nhiễu. Điều này làm giảm
hiệu quả phổ. Tuy nhiên với OFDM sự đóng gói trực giao những sóng mang làm giảm đáng
kể khoảng bảo vệ cải thiện hiệu quả phổ. Tất cả các hệ thống truyền thông vô tuyến sử dụng
sơ đồ điều chế để ánh xạ tín hiệu thông tin tạo thành dạng có thể truyền hiệu quả trên kênh
thông tin. Một phạm vi rộng các sơ đồ điều chế đã được phát triễn, phụ thuộc vào tín hiệu
10

thông tin là dạng sóng analog hoặc digital. Một số sơ đồ điều chế tương tự chung bao gồm:
Điều chế tần số (FM), điều chế biên độ (AM), điều chế pha (PM), điều chế đơn biên (SSB),
Vestigial Side Band (VSB), Double Side Band Suppressed Carrier (DSBSC). Các sơ đồ điều
chế sóng mang đơn chung cho thông tin số bao gồm khóa dịch biên độ (ASK), khóa dịch tần
số (FSK), Khóa dịch pha (PSK) điều chế QAM. OFDM còn có tên gọi khác là “Điều chế đa
sóng mang trực giao” (OMCM –dựa trên nguyên tắc phân chia luồng dữ liệu tốc độ cao
thành các luồng dữ liệu tốc độ thấp,truyền trên nhiều sóng mang trực giao nhau. Công nghệ
này được trung tâm nghiên cứu CCETT (Centre Commund’Étude en dédiffution et
Télécomunication) của Pháp phát minh nghiên cứu từ đầu thập niên 1980. Phương pháp đa
sóng mang dùng công nghệ OFDM sẽ trải dữ liệu cần truyền trên rất nhiều sóng mang, mỗi
sóng mang được điều chế riêng biệt với tốc độ bit thấp. Trong công nghệ FDM truyền thống
những sóng mang được lọc ra riêng biệt để bảo đảm rằng không có chồng phổ, bởi vậy
không có hiện tượng giao thoa ký hiệu ISI giữa những sóng mang nhưng phổ lại chưa đuợc
sử dụng với hiệu quả cao nhất. Với OFDM, nếu khoảng cách sóng mang được chọn sao cho
những sóng mang trực giao sao cho những sóng mang trực giao trong chu kỳ ký hiệu thì
những tín hiệu có thể được khôi phục mà không giao thoa hay chồng phổ .
2.4.2. Sự trực giao (Orthogonal)
“ORTHOGONAL” chỉ ra rằng có một mối quan hệ toán học chính xác giữa các tần số
của các sóng mang trong hệ thống OFDM. Trong hệ thống FDM thông thường, nhiều sóng
mang được cách nhau một khoảng phù hợp để tín hiệu thu có thể nhận lại bằng cách sử dụng
các bộ lọc và các bộ giải điều chế thông thường. Trong các máy như vậy, các khoảng bảo vệ
cần được dự liệu trước giữa các sóng mang khác nhau và việc đưa vào các khoãng bảo vệ
này làm giảm hiệu quả sử dụng phổ của hệ thống. Tuy nhiên có thể sắp xếp các sóng mang
trong OFDM sao cho các dải biên của chúng che phủ lên nhau mà các tín hiệu vẫn có thể thu
được chính xác mà không có sự can nhiễu giữa các sóng mang. Muốn được như vậy các
sóng mang phài trực giao về mặt toán học. Máy thu hoạt động như các một bộ gồm các bộ
giải điều chế, dịch tần mỗi sóng mang xuống mức DC, tín hiệu nhận được lấy tích phân trên
một chu kỳ của symbol để phục hồi dữ liệu gốc. Nếu tất cả các sóng mang khác đều được
dịch xuống tần số tích phân của sóng mang này (trong một chu kỳ symbol τ), thì kết quả
tính tích phân cho các sóng mang khác sẽ là zero. Do đó các sóng mang độc lập tuyến tính

với nhau (trực giao) nếu khoảng cách giữa các sóng là bội số của 1/τ. Bất kỳ sự phi tuyến
11
nào gây ra bởi can nhiễu bởi các sóng mang ICI (Inter-Carrier-interference) cũng làm mất đi
tính trực giao .
Quá trình tích phân có thể được xem xét khi tìm ra diện tích dưới dạng đường cong.
Do đó, diện tích của một sóng sin có thể được viết như sau :
Hình 2.4. Giá trị trung bình của sóng Sin bằng 0.
Nếu chúng ta nhân và cộng (tích phân) hai dạng sóng sin có tần số khác nhau .Ta
nhận thấy quá trình này cũng bằng 0.
12
Hình 2.5.Tích phân của hai sóng sin khác tần số
Điều này gọi là tính trực giao của dạng sóng sin. Nó cho thấy rằng miễn là hai dạng
sóng sin không có cùng tần số, thì tích phân của chúng sẽ bằng không. Thông tin này là
điểm mấu chốt của để hiểu quá trình điều chế OFDM. Nếu hai tích phân khác tần số thì :
giá trị trung bình của nó bằng 0
Nếu hai sóng sin có cùng tần số như nhau thì dạng sóng hợp thành luôn dương, giá trị
trung bình của nó luôn khác không (hình trên ). Đây là cơ cấu rất quan trọng cho quá trình
giải điều chế OFDM. Các máy thu OFDM biến đổi tín hiệu thu đuợc từ miền tần số nhờ
dùng kỹ thuật xử lý tín hiệu số gọi là biến đổi nhanh Fourier (FFT). Việc giải điều chế chặt
chẽ được thực hiện kế tiếp trong miền tần số (digital domain) bằng cách nhân một sóng
mang được tạo ra trong máy thu đơn với một sóng mang đuợc tạo ra trong máy thu có cùng
chính xác tần số và pha. Sau đó phép tích phân được thực hiện tất cả các sóng mang sẽ về
không ngoại trừ sóng mang được nhân, nó được dịch lên trục x, được tách ra hiệu quả và giá
trị symbol của nó khi đó đã được xác định. Toàn bộ quá trình này được lập lại khá nhanh
chóng cho mỗi sóng mang, đến khi tất cả các sóng mang đã được giải điều chế. Nhiều lý
thuyết chuyển đổi được thực hiện bằng chuỗi trực giao. Từ phân tích trên ta có thể rút ra kết
luận như sau:
13
Để khắc phục hiện tượng không bằng phẳng của đáp tuyến kênh cần dùng nhiều sóng
mang, mỗi sóng mang chỉ chiếm một phần nhỏ băng thông, do vậy bị ảnh hưởng không lớn

của đáp tuyến kênh đến dữ liệu nói chung .
Số sóng mang càng nhiều càng tốt nhưng cần phải có khoảng bảo vệ để tránh can
nhiễu giữa các sóng mang. Tuy nhiên để tận dụng tốt nhất thì dùng các sóng mang trực
giao, khi đó các sóng mang có thể trùng lắp nhau mà vẫn không gây can nhiễu .
2.4.3. Phân chia kênh
Hệ thống COFDM thực hiện việc phân chia kênh truyền dẫn trong cả miền thời gian
và miền tần số, kênh tần số được tạo bởi các băng tần phụ và các đoạn thời gian liên tiếp.
Hình 2.5. Phân chia kênh trong COFDM
• Các sóng mang phụ
Trong mỗi symbol OFDM (ứng với mỗi time-segment), mỗi dải tần phụ có một sóng
mang phụ. Các sóng mang phụ được sắp xếp trực giao nhau, khoảng cách giữa các sóng
mang phụ bằng nghịch đảo của một chu kỳ symbol.
Hình 2.7. Sắp xếp các sóng mang phụ
• Chèn
khoảng
bảo vệ
14
Do có tiếng vọng (Echoes) gây nên bởi hiệu ứng truyền đa đường, nên phần đầu mỗi
symbol sẽ bị nhiễu bởi symbol trước đó. OFDM khắc phục điều này bằng cách chèn thêm
một khoảng bảo vệ trước mỗi symbol.
Hình 2.8. Chèn khoảng bảo vệ
Đặt vào khoảng bảo vệ để giải quyết can nhiễu giữa các symbol. Để triệt sóng phản
xạ từ xa thì độ dài khoảng bảo vệ càng lớn càng tốt vì khoảng bảo vệ có thể tính theo công
thức: D= C.Tg.
• Với Tg là độ dài khoảng bảo vệ(µs)
• C là tốc độ ánh sáng . Ví dụ trong model 8K,
• chu kỳ symbol có ích Tu=896µs ,
độ dài lớn nhất của khoảng bảo vệ là Tg=Tu/4=224µs tương ứng với khoảng cách
phản xạ lớn nhất:
d=c.Tg=3.108x224.106=67.200m ≈ 67,2km.

Trong khoảng bảo vệ máy thu sẽ bỏ qua mà không xử lý tín hiệu. Tuy nhiên, việc
chèn thêm khoảng bảo vệ phải trả giá bằng sự giảm dung lượng truyền dẫn.
• Đồng bộ kênh truyền
Trong trình giải điều chế, máy thu phải lấy mẫu chính xác tín hiệu trong khoảng thời
gian hữu ích của symbol OFDM. Do vậy một cửa sổ thời gian sẽ được ấn định trong khoảng
thời gian đó.
Hệ thống DVB-T sử dụng các sóng mang phụ “pilot” trải đều trong kênh truyền dẫn,
đóng vai trò là các điểm đánh dấu đồng bộ (Synchronisation Markers). Tín hiệu pilot được
15
sử dụng để đồng bộ khung, đồng bộ tần số, đồng bộ thời gian, đánh giá kênh truyền, nhận
dạng mode truyền.
Các sóng mang Pilot được xác định tại các vị trí cố định trong mỗi symbol OFDM và
có số lượng là 45 Pilot carriers cho mode 2K và 177 Pilot carriers cho mode 8K. Vị trí và số
lượng sóng mang Pilot trong một chu kỳ symbol đối với mode 2K hoặc 8K.
Hình 2.9. Các sóng mang đồng bộ
Tín hiệu Pilot được điều chế bởi chuỗi giả ngẫu nhiên PRBS (Pseudo Random Binary
Sequence). Chuỗi này cho phép khống chế pha ban đầu của tín hiệu tham số truyền TPS. Bộ
pat PRBS hot động theo đa thức:
G(x) = x
11
+x
2
+ 1.
Sự phân chia kênh, mã hóa dữ liệu, chèn khoảng bảo vệ và các sóng mang đồng bộ
tạo ra các đặc tính cơ sở của phương pháp điều chế COFDM. Các đặc tính này làm giảm khả
16
năng truyền tải của kênh hay là tốc độ bit hiệu dụng. Tuy nhiên, chúng tạo ra khả năng lựa
chọn hợp lý giữa khả năng chống lỗi và dung lượng kênh.
2.5. Cách thức chống nhiễu ISI
2.5.1. Tiền tố lặp CP

Tiền tố lặp (CP) là một kỹ thuật xử lý tín hiệu trong OFDM nhằm hạn chế đến mức thấp
nhất ảnh hưởng của nhiễu xuyên ký tự (ISI), nhiễu xuyên kênh (ICI) đến tín hiệu OFDM,
đảm bảo yêu cầu về tính trực giao của các sóng mang phụ . Để thực hiện kỹ thuật này, trong
quá trình xử lý, tín hiệu OFDM được lặp lại có chu kỳ và phần lặp lại ở phía trước mỗi ký tự
OFDM được sử dụng như là một khoảng thời gian bảo vệ giữa các ký tự phát kề nhau.Vậy sau
khi chèn thêm khoảng bảo vệ, thời gian truyền một ký tự (T
s
) lúc này bao gồm thời gian
khoảng bảo vệ (T
g
) và thời gian truyền thông tin có ích T
FFT
(cũng chính là khoảng thời gian bộ
IFFT/FFT phát đi một ký tự).
17
Hình 2.10. Mô tả tiền tố lặp.
Ta có: T
s
= T
g
+ T
FFT
Ký tự OFDM lúc này có dạng:
Tỉ lệ của khoảng bảo vệ Tg và thời khoảng ký tự hữu ích T
FFT
bị hạn chế
nhằm đảm
bảo hiệu suất sử dụng dải tần và nó còn phụ thuộc vào từng loại hình ứng dụng khác nhau.
Nếu tỉ lệ đó lớn tức là Tg tăng làm giảm hiệu suất hệ thống. Tuy nhiên, nó phải bằng hoặc
lớn hơn giá trị trải trễ cực đại τ

max
(the maximum delay spread) nhằm duy trì tính trực giao
giữa các sóng mang nhánh và loại bỏ được các xuyên nhiễu ICI, ISI. Ở đây, giá trị trải trễ cực
đại là một thông số xuất hiện khi tín hiệu truyền trong không gian chịu ảnh hưởng của hiện
tượng đa đường (multipath effect), tức là tín hiệu thu được tại bộ thu không chỉ đến từ đường
trực tiếp mà còn
đến từ các đường phản xạ khác nhau, và các tín hiệu này đến bộ thu tại các
thời
điểm khác nhau. Giá trị trải trễ cực đại được xác định là khoảng thời gian chênh lệch
lớn nhất giữa thời điểm tín hiệu thu qua đường trực tiếp và thời điểm tín hiệu thu được qua
đường phản xạ. Tiền tố lặp (CP) có khả năng loại bỏ nhiễu ISI, nhiễu ICI vì nó cho phép tăng
khả năng đồng bộ (đồng bộ ký tự, đồng bộ tần số sóng mang) trong hệ thống
OFDM.
Ngoài khái niệm tiền tố lặp CP còn có khái niệm hậu tố lặp cyclic postfix. Hậu tố cũng
tương tự như tiền tố, một khoảng bắt đầu của tín hiệu lấy IFFT được sao chép và đưa ra phía
sau của tín hiệu. Thêm vào hậu tố cũng có thể chống được nhiễu ISI và ICI nhưng thường chỉ
cần sử dụng tiền tố là được vì nó làm giảm hiệu suất băng thông. Nếu chỉ sử dụng tiền tố lặp
thì chiều dài của nó phải lớn hơn trải trễ lớn nhất. Còn nếu sử dụng cả tiền tố và hậu tố lặp thì
tổng chiều dài của chúng phải lớn hơn độ trải trễ lớn nhất của kênh truyền.
2.5.2. Khoảng bảo vệ
Thành phần ISI của việc truyền tín hiệu OFDM có thể bị sai do điều kiện của quá
trình xử lý tín hiệu, bởi vì máy thu không thu nhận được thông tin của symbol được truyền
18
tiếp theo. Điều này có nghĩa là máy thu cần một khoảng thời gian có độ dài xác định bằng
thời gian symbol có ích để có thể xác định được symbol OFDM. Khoảng thời gian này gọi là
Orthogonality Interval.
Một trong những lý do quan trọng nhất để sử dụng kỹ thuật OFDM là kỹ
thuật này
có khả năng giải quyết một cách hiệu quả vấn đề trải trễ đa đường
(multipath delay

spread). Bằng cách chia luồng dữ liệu thành N
s
luồng song song
điều chế sóng mang phụ,
chu kỳ một symbol được tăng lên N
s
lần, do đó sẽ làm
giảm tỉ lệ giữa trải trễ đa đường với
chu kỳ symbol xuống N
s
lần. Để loại bỏ ISI một
cách gần như triệt để, khoảng thời gian bảo
vệ được thêm vào cho mỗi symbol
OFDM. Khoảng thời gian được chọn sao cho lớn hơn trải
trễ để các thành phần trễ (do multipath) từ một symbol không thể gây nhiễu lên symbol kế
cận. Khoảng thời gian có thể không chứa một tín hiệu nào cả. Tuy nhiên, trong trường hợp đó
thì ICI xuất hiện gây nhiễu giữa các sóng mang phụ làm các sóng mang phụ không còn trực
giao nữa.
Nhiễu lựa chọn tần số cũng là một vấn đề gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng truyền
thông tín hiệu. Tuy nhiên, OFDM cũng mềm dẻo hơn CDMA khi giải quyết vấn đề này.
OFDM có thể khôi phục lại kênh truyền thông qua tín hiệu dẫn đường (Pilot) được truyền đi
cùng với dòng tín hiệu thông tin. Ngoài ra, đối với các kênh phụ suy giảm nghiêm trọng về
tần số thì OFDM còn có một lựa chọn nữa để giảm tỷ lệ lỗi bit là giảm bớt số bit mã
hóa cho một tín hiệu điều chế tại kênh tần số đó.
Để có thể giảm bớt sự phức tạp của vấn đề đồng bộ trong hệ thống OFDM sử dụng
khoảng bảo vệ (GI). Sử dụng chuỗi bảo vệ GI, cho phép OFDM có thể điều
chỉnh tần số
thích hợp mặc dù việc thêm GI cũng đồng nghĩa với việc làm giảm
hiệu quả sử dụng tần số.
Ngoài ra, OFDM chịu ảnh hưởng của nhiễu xung. Tức là một xung tín hiệu nhiễu có thể tác

động xấu đến một chùm tín hiệu thay vì một số ký tự như trong CDMA và điều này làm tăng
tỷ lệ lỗi bit của OFDM so với CDMA.
Đối với một băng thông hệ thống đã cho tốc độ symbol của tín hiệu OFDM thấp hơn
nhiều tốc độ symbol của sơ đồ truyền sóng mang đơn. Ví dụ đối với tín hiệu điều chế đơn
sóng mang BPSK tốc độ symbol tương ứng với tốc độ bit. Tuy nhiên, đối với OFDM băng
thông hệ thống được chia cho Nc tải phụ, tạo thành tốc độ symbol nhỏ hơn Nc lần so với
truyền sóng mang đơn. Tốc độ symbol thấp này
làm cho OFDM chịu đựng được tốt các can
nhiễu giữa can nhiễu ISI gây ra bởi
truyền lan nhiều đường. Có thể giảm ảnh hưởng ISI tới
OFDM bằng cách thêm vào khoảng bảo vệ ở trước của mỗi symbol. Khoảng bảo vệ này là
19
bản sao tuần hoàn theo chu kỳ, làm
mở rộng chiều dài của dạng sóng symbol. Symbol của
OFDM chưa có bổ sung
khoảng bảo vệ, có chiều dài bằn kích thước IFFT (được sử dụng tạo
tín hiệu) có một số nguyên lần các chu kỳ. Việc đưa vào các bản sao của symbol nối đuôi
nhau tạo thành một tín hiệu liên tục, không có sự gián đoạn ở chỗ nối. Như vậy việc sao chép
đầu cuối của symbol và đặt nó để đầu vào tạo ra một khoảng thời gian dài hơn
Hình 2.11. OFDM có khoảng bảo vệ và không có khoảng bảo vệ
2.6. Các đặc tính của OFDM
Qua bản chất của OFDM, ta có thể tóm tắt những ưu điểm và nhược điểm
của OFDM như sau:
2.6.1. Ưu điểm
• OFDM tăng hiệu suất sử dụng bằng cách cho phép chồng lấp những
sóng mang con.
• Bằng cách chia kênh thông tin ra thành nhiều kênh con fading phẳng
băng hẹp, các hệ thống OFDM chịu đựng fading lựa chọn tần số tốt
hơn những hệ thống sóng mang đơn.
OFDM loại trừ nhiễu symbol

(ISI) và xuyên nhiễu giữa các sóng mang
(ICI) bằng cách chèn thêm
vào một khoảng thời gian bảo vệ trước mỗi symbol.
• Sử dụng việc chèn kênh và mã kênh thích hợp, hệ thống OFDM có thể
khôi phục lại được các symbol bị mất do hiện tượng lựa chọn tần số của
các kênh.
• Kỹ thuật cân bằng kênh trở nên đơn giản hơn kỹ thuật cân bằng kênh
thích ứng được sử dụng trong những hệ thống đơn sóng mang.
• Sử dụng kỹ thuật DFT để bổ sung vào các chức năng điều chế và giải
điều chế làm giảm chức năng phức tạp của OFDM.
• Các phương pháp điều chế vi sai (differental modulation) giúp tránh
yêu cầu vào bổ sung bộ giám sát kênh.
•
OFDM ít bị ảnh hưởng với khoảng thời gian lấy mẫu (sample timing
offsets) hơn
so với hệ thống đơn sóng mang.
• OFDM chịu đựng tốt nhiễu xung với và nhiễu xuyên kênh kết hợp.
20
Ngoài những ưu điểm trên thì OFDM cũng có những hạn chế.
2.6.2. Nhược điểm
• Symbol OFDM bị nhiễu biên độ với một khoảng động lớn. Vì tất cả các hệ
thống thông
tin thực tế đều bị giới hạn công suất, tỷ số PARR cao là một bất lợi
nghiêm trọng của
OFDM nếu dùng bộ khuếch đại công suất hoạt động ở miền bão hòa đều khuếch đại tín
hiệu OFDM. N ếu tín hiệu OFDM tỷ số PARR lớn hơn thì sẽ gây nên nhiễu xuyên điều
chế. Điều này cũng sẽ tăng độ phức tạp của các bộ biến đổi từ analog sang digital và từ
digital sang analog. Việc rút ngắn (clipping) tín hiệu cũng sẽ làm xuất hiện cả méo nhiễu
(distortion) trong băng lẫn bức xạ ngoài băng.
• OFDM nhạy với tần số offset và sự trượt của sóng mang hơn các hệ thống đơn sóng

mang. Vấn đề đồng bộ tần số trong hệ thống OFDM phức tạp hơn hệ thống đơn sóng
mang. Tần số offset của sóng mang gây nhiễu cho các sóng mang con trực giao và gây
nên nhiễu liên kênh làm giảm hoạt động của các bộ giải điều chế một cách trầm trọng.
Vì vậy, đồng bộ tần số là một trong những nhiệm vụ thiết yếu cần phải đạt trong bộ thu
OFDM .
21