Khóa luận tốt nghiệp Điện tử viễn thông: Thực hiện hệ thống MIMO STBC trên Board FPGA Arria V

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG NGÔ VĂN HƠN THỰC HIỆN HỆ THỐNG MIMO STBC TRÊN BOARD FPGA ARRIA V KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN NGÀNH ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG CHUYÊN NGÀNH: VIỄN THÔNG - MẠNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – NĂM 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG NGÔ VĂN HƠN THỰC HIỆN HỆ THỐNG MIMO STBC TRÊN BOARD FPGA ARRIA V KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN NGÀNH ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG CHUYÊN NGÀNH: VIỄN THÔNG - MẠNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Th.S ĐẶNG LÊ KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – NĂM 2014 LỜI CẢM ƠN Được nhận nghiên cứu đề tài này và được trình bày trước hội đồng là niềm vinh hạnh rất lớn đối với em. Tuy gặp rất nhiều khó khăn trong quá trình nghiên cứu, song kinh nghiệm và bài học mà em có được sau đó là vô cùng quý giá. Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Đặng Lê Khoa, người đã trực tiếp hướng dẫn và chỉ dạy tận tình để em có thể hoàn thành được khóa luận này. Cũng xin gửi lời cảm ơn đến những người bạn đã đồng hành cùng tôi trong suốt quá trình nghiên cứu, giúp tôi có niềm vui, giảm căng thẳng trong lúc làm việc. Đồng thời, xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô giáo đã giảng dạy kiến thức, tạo nền tảng để em thực hiện đề tài. Gửi lời cảm ơn tới bố, mẹ và những người thân yêu luôn động viên con trong những lúc khó khăn. Chúc sức khỏe và thành công đến tất cả mọi người! T.p Hồ Chí Minh, ngày 12/07/2014 Sinh viên thực hiện Ngô Văn Hơn MỤCLỤC MỤC LỤC..................................................................................................................1 DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT.................................................................4 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ....................................................................................5 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ...............................................................................8 LỜI MỞ ĐẦU............................................................................................................9 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN............................................................................. 11 1.1 Giới thiệu về MIMO.................................................................................... 11 1.1.1 Lịch sử về MIMO................................................................................. 11 1.1.2 Các dạng cấu hình anten thu-phát.......................................................... 13 1.1.3 Một số ứng dụng tiêu biểu..................................................................... 15 1.1.3.1 1.1.3.2 1.1.3.3 Chuẩn 802.11n............................................................................... 15 Wimax............................................................................................ 16 Công nghệ 4G. ............................................................................... 17 1.2 Giới thiệu về thiết bị FPGA......................................................................... 17 1.2.1 Định nghĩa FPGA. ................................................................................ 17 1.2.2 Ứng dụng của FPGA............................................................................. 18 2 CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT VÀ CÔNG CỤ THIẾT KẾ................................... 19 2.1 Lý thuyết về MIMO..................................................................................... 19 2.1.1 Khái niệm MIMO. ................................................................................ 19 2.1.2 Các kỹ thuật phân tập............................................................................ 20 2.1.2.1 2.1.2.2 Phân tập thời gian........................................................................... 20 Phân tập tần số. .............................................................................. 22 Trang 1 2.1.2.3 Phân tập không gian....................................................................... 22 2.1.3 Độ lợi trong hệ thống MIMO................................................................ 23 2.1.3.1 2.1.3.2 2.1.3.3 Độ lợi Beamforming....................................................................... 23 Độ lợi ghép kênh không gian.......................................................... 23 Độ lợi phân tập............................................................................... 24 2.1.4 MIMO Alamounti STBC. ..................................................................... 24 2.1.5 MIMO – STBC 2x2.............................................................................. 28 2.2 Công cụ thiết kế........................................................................................... 31 2.2.1 Phần mềm DSP Builder. ....................................................................... 31 2.2.2 Thư viện DSP Builder........................................................................... 33 2.3 Phần cứng thực hiện.................................................................................... 36 2.3.1 Giới thiệu board Arria V GT................................................................. 36 2.3.2 Các thành phần trên board Arria V GT.................................................. 37 2.3.2.1 2.3.2.2 Thiết bị Anten 5AGTFD7K3F40I3N.............................................. 37 MAX II CPLD EPM2210GF324.................................................... 39 2.3.3 Ứng dụng Board Test System. .............................................................. 40 2.3.3.1 2.3.3.2 Giới thiệu về Board Test System.................................................... 40 Sử dụng Board Test System............................................................ 41 3 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ. ................................................................................. 47 3.1 Mô hình thiết kế. ......................................................................................... 47 3.1.1 Sơ đồ khối............................................................................................. 47 3.1.2 Bộ tạo dữ liệu và các tín hiệu điều khiển............................................... 47 3.1.3 Bộ mã hóa............................................................................................. 48 3.1.4 Bộ giải mã bằng thuật toán Viterbi........................................................ 49 3.1.5 Ánh xạ chòm sao................................................................................... 52 Trang 2 ... - tailieumienphi.vn