بهبود كيفيت سرويس های استفاده كننده از تكنيک OFDM برای نسل بعدی شبكه

چكيده

نقل مكان كردن به شبكه هاي 4G سطوح جديد انتظارات از ارتباطات بي سيم را به همراه خواهد آورد. همانطور كه پس از انقلاب بي سيم ديجيتالي تلفن هاي همراه در دسترس همگان قرار گرفت؛ سرعت بالاتر و تحويل بسته در شبكه هاي 4G موجب مي شود امكانات چند رسانه اي با سرعت بالا همه جا در دسترس باشد. رمز اصلي رسيدن به اين سطح بالاي خدمات به كار بستن يك رابط هوايي جديد يا OFDM است كه به نوبه خود از طريق سطح عملكرد بالا فعال شده است. OFDM سيگنالي قوي كه نيازمند قدرت نسبتا كمي است ولي از پهناي باند به صورت موثري استفاده مي كند را ارائه مي نمايد. حامل با استفاده از OFDM از انعطاف پذيري بيشتري برخوردار است چرا كه در طيف يكساني مي توانند كانال هاي بيشتري كه شامل كانال هايي با پهناي باند بيشتر و سرويس هاي متنوع تري است را ارائه دهند. در حال حاضر اين سرويس ها هنوز تعريف و الگو برداري مي شوند. دستيابي به ميزان اطلاعات بيشتر نيازمند اين است كه سيستم هاي OFDM نسبت به سيستم هاي CDMA استفاده موثرتري از پهناي باند داشته باشد. يکي از روش هاي دستيابي به اين بهره وري بالاتر استفاده از مدولاسيوني (فركانس) با نظم بيشتر است. در اين مقاله ما دو روش مدولاسيون ديجيتال QPSK و DQPSK كه براي انتقال ديجيتالي داده ها استفاده مي شود را مقايسه مي كنيم. مقصود اصلي ما از توسعه اين تنظيمات مقايسه عملكرد هر يك از اين تكنيك هاي مدولاسيون است. قياس از طريق تحليل ميزان خطاي بيت هر دو تكنيك مدولاسيون انجام گرفته است. ما تنظيمات موجود را توسعه داده ايم و آنها را با فرستنده هاي با كيفيت و گيرنده هايي كه از تكنولوژي MATLAB استفاده مي كنند بهبود بخشيده ايم. همچنين در اين مقاله متذكر شده ايم كه چگونه OFDM مي تواند زمان واقعي حركت جريان ويدئو را در شبكه هاي بي سيم بهبود بخشد و مشكلات جريان هاي ويدئويي چند كاربري را در OFDM مد نظر قرار داده ايم. OFDM يك مدولاسيون چند جرياني است. توجه روز افزون محققان و توليدكنندگان به حامل چند جرياني ما را بر آن داشت كه اين موضوع را براي مبحث خاصي از ارتباطات و انتقال بي سيم ويدئويي پيشنهاد كنيم.

1. مقدمه

درOFDM پهناي باند قابل استفاده به تعداد زيادي پهناي باند كوچكتر تقسيم شده است كه از نظر رياضي متعامد هستند و از تبديل هاي سريع فوروير FFTs)) استفاده مي كنند. بازسازي باند توسط معكوس كردن تبديل هاي سريع فوروير IFFT)) انجام مي گيرد. يکي از ويژگي هاي مفيد اين روش سهولت انطباق با پهناي باند متفاوت است. حتي زماني كه استفاده از پهناي باند كلي تغيير مي كند، پهناي باند كوچكتر مي تواند بدون تغيير باقي بماند. به عنوان مثال، تخصيص پهناي باند 10 مگاهرتز ممكن است به 1024 باند كوچكتر تقسيم شود درحالي كه يك تخصيص 5 مگاهرتزي مي تواند به 512 باند كوچكتر تقسيم شود. اين باندهاي كوچكتر به عنوان حامل و معمولا با ترتيب 10 مگاهرتز مورد اشاره هستند. يكي از چالش هاي سيستم هاي بي سيم امروزي تاثيري به نام “چند مسيري” است. چند مسيري ناشي از بازتابي ميان يك فرستنده و گيرنده است كه به موجب آن بازتاب ها در زمان متفاوتي به گيرنده مي رسند. مدت زمان محدوده مجزاي بازتاب را تاخير در انتشار مي نامند. اين نوع مداخله، در زماني كه تاخير در انتشار به ترتيب سمبل هاي زماني مخابره شده هستند، گرايش به مشكل ساز بودن دارند. تاخير در انتشارهاي معمولي در طول ميكروثانيه هايي هستند كه به سمبل زماني CDMA نزديك مي باشند. سمبل هاي زماني OFDMA گرايش به بودن در ترتيب 100 ميكروثانيه اي دارند و براي چند مسيري مشكلات كمتري مي آفرينند. به منظور كاهش اثر چند مسيري يك گروه محافظ 10 ميكروثانيه اي كه پيشوند حلقوي ناميده مي شود بعد از هر نماد درج مي شود. دستيابي به ميزان داده هاي بيشتر مستلزم اين است كه سيستم هاي OFDM نسبت به CDMD استفاده موثرتري از پهناي باند داشته باشد. تعداد بيت ها در هر واحد هرتز طيف كارايي ناميده مي شود. يكي از شيوه هاي دستيابي به كارايي بيشتر استفاده از مدولاسيوني با ترتيب بالاتر است. مدولاسيون اشاره به تعداد بيت هايي دارد كه هر حامل انتقال مي دهد. طراحي در نظر گرفته شده براي برنامه OFDM قبلا در قسمت [1] مورد بحث قرار گرفته است.

ABSTRACT

The migration to 4G networks will bring a new level of expectation to wireless communications. As after digital wireless revolution made mobile phones available for everyone, the higher speeds and packet delivery of 4G networks will make high quality multimedia available everywhere. The key to achieving this higher level of service delivery is a new air interface, OFDM, which is in turn enabled by the high level of performance. OFDM provides a robust signal that requires relatively little power yet uses bandwidth very efficiently. Carriers will benefit from greater flexibility by using OFDM, since in the same spectrum they will be able to offer more channels, including higher-bandwidth channels, with more types of services. Currently these systems are still being defined and prototyped. Achieving higher data rates requires OFDM systems to make more efficient use of the bandwidth than CDMA systems. One method of achieving this higher efficiency is through the use of higher order modulation. In this paper we have compared two digital modulation techniques QPSK and DQPSK used for digital transmission of data. Our main objective to develop this configuration is to compare the performance of each modulation techniques. Comparison is done by Bit Error Rate analysis of both modulation techniques. We have developed existing configurations and improved them with high quality senders and receivers using MATLAB technology. In this paper we have also considered how OFDM can improve the real time video streaming over the wireless network. We have considered the problem of multiuser video streaming over OFDM. OFDM is a multi carrier modulation. The growing interest in Multi-Carrier Transmission by researchers and product developers motivated us to propose this topic for a special issue of Wireless Video transmission and Communications.

1. INTRODUCTION

In OFDM, usable bandwidth is divided into a large number of smaller bandwidths that are mathematically orthogonal using fast Fourier transforms (FFTs). Reconstruction of the band is performed by the inverse fast Fourier transform (IFFT). One beneficial feature of this technique is the ease of adaptation to different bandwidths. The smaller bandwidth unit can remain fixed, even as the total bandwidth utilization is changed. For example, a 10-MHz bandwidth allocation may be divided into 1,024 smaller bands, whereas a 5-MHz allocation would be divided into 512 smaller bands. These smaller bands are referred to as subcarriers and are typically on the order of 10 kHz. One challenge in today's wireless systems is an effect called 'multipath.' Multipath results from reflections between a transmitter and receiver whereby the reflections arrive at the receiver at different times. The time span separating the reflection is referred to as delay spread. This type of interference tends to be problematic when the delay spread is on the order of the transmitted symbol time. Typical delay spreads are microseconds in length, which are close to CDMA symbol times. OFDMA symbol times tend to be on the order of 100 microseconds, making multipath less of a problem. In order to mitigate the effect of multipath, a guard band of about 10 microseconds, called the cyclic prefix, is inserted after each symbol. Achieving higher data rates requires OFDM systems to make more efficient use of the bandwidth than CDMA systems. The number of bits per unit hertz is referred to as the spectral efficiency. One method of achieving this higher efficiency is through the use of higher order modulation. Modulation refers to the number of bits that each subcarrier transmits. The design consideration of OFDM scheme has been discussed in past [1].

چكيده

1.مقدمه

2.فعاليت مرتبط

3.تقسيم چندگانه فركانس متعامد

3.1مدولاسيون :QPSK

4.مدولاسيون DQPSK

4.1.روش و تنظيمات كانال مدل

4.2 تنظيمات مدل كانال با QPSK

4.3 تنظيمات مدل كانال با DQPSK

5. ارزيابي عملكرد

6. زمان واقعی جريان ويدئو با OFDM

6.1 نيازهاي مربوط به پهنای باند

6.2 مدولاسيون

7. نتيجه گيری

ABSTRACT

1. INTRODUCTION 

2. RELATED WORK 

3. ORTHOGONAL FREQUENCY DIVESION MULTIPLEXING (OFDM)

3.1 QPSK MODULATION

3.2 DQPSK MODULATION 

4. METHODOLOGY AND CHANNEL MODEL CONFIGURATION

4.2 CHANNEL MODEL CONFIGURATION WITH QPSK

4.3 CHANNEL MODEL CONFIGURATION WITH DQPSK

5. PERFORMANCE EVALUATION 

6. REAL TIME VIDEO STREAMING WITH OFDM

6.1 Bandwidth Requirement 

6.2 Modulation

7. CONCLUSION