Trong hệ thống thông tin vô tuyến, tín hiệu thu được ở máy thu thông thường bị suy giảm và méo do suy hao trên đường truyền ở cả miền tần số và thời gian. Các bộ thu tín hiệu đều cần có sự cân bằng kênh và lọc nhiễu. Cân bằng kênh và lọc nhiễu là quá trình khôi phục lại tín hiệu thu sao cho nó có xác suất lỗi nhỏ nhất.
CÂN BẰNG KÊNH SỬ DỤNG BỘ LỌC ÉP KHÔNG (ZERO FORCING EQUALIZER) Nhóm 5: Lê Bùi Phúc Dương Trung Đức Phan Tất Hải Triều GVHD: PGS.TS Vũ Văn Yêm Nhóm CÂN BẰNG KÊNH LÀ GÌ? Nhóm • Trong hệ thống thơng tin vơ tuyến, tín hiệu thu máy thu thông thường bị suy giảm méo suy hao đường truyền miền tần số thời gian • Các thu tín hiệu cần có cân kênh lọc nhiễu • Cân kênh lọc nhiễu q trình khơi phục lại tín hiệu thu cho có xác suất lỗi nhỏ Nhóm CÂN BẰNG KÊNH • Vị trí cân kênh hệ thống vơ tuyến • Nhiễu xun ký tự ISI • Tín hiệu trước sau cân kênh • Bộ lọc ép khơng Nhóm Vị trí cân hệ thống vơ tuyến Hình Nhóm 5 Nhiễu xun ký tự ISI • ISI intersymbol interference, tượng nhiễu liên kí hiệu ISI xảy hiệu ứng đa đường, tín hiệu tới sau gây ảnh hưởng lên kí hiệu trước Hình Nhóm Tín hiệu trước sau cân Hình Nhóm Bộ lọc ép khơng (ZFE) • Bộ cân kênh ZF (Zero Forcing Equalizer) dạng cân kênh tuyến tính sử dụng hệ thống viễn thơng để chuyển đổi đáp ứng kênh truyền Dạng cân đề xuất Robert Lucky • Bộ cân kênh ZF hay gọi lọc đảo có nhiều ứng dụng Ví dụ chuẩn IEEE 802.11n Tên gọi Zero Forcing tương ứng với việc ép nhiễu ISI xuống mức Điều có ý nghĩa nhiễu ISI lớn so với tạp âm Nhóm Xây dựng ZFE lý thuyết Hình Nhóm Xây dựng ZFE lý thuyết • Xét hệ PAM nhị phân có biên độ báo hiệu dạng cực: • Dãy xung Dirac cấp lên lọc phát có đáp ứng xung g(t) • Lối lọc: Nhóm 10 Xây dựng ZFE lý thuyết • Ta có: • p(0) =1 Chuyển sang vùng tần số: • Khi mẫu y(t) ti = iTb ta có : Nhóm 11 Tiêu chuyển Nyquist cho băng truyền sở • Tiêu chuẩn làm cho ISI khơng • Điều kiện để ISI khơng là: Nhóm 12 Xây dựng cân kênh (ZFE) Hình Nhóm 13 Xây dựng cân kênh (ZFE) • Đáp ứng xung lọc là: g (t ) N �c (t nT ) n N n • Kí hiệu p(t) đáp ứng xung toàn hệ: p (t ) g (t ) �h '(t ) N �c h '(t nT ) n N n Nhóm 14 Xây dựng cân kênh (ZFE) • Dạng ma trận: c N � P[ N ]� �h '[0] h '[1] K h '[2 N ]�� � � M � � M ��M � M M M � � � �� � �P[0] � �h '[ N ] h '[ N 1] K h '[ N ] ��c0 � � � � �� � M M M ��M � � M � � M � h '[2 N ] h '[2 N 1] K h '[0] � �P[ N ] � � � � �� �cN � � Nhóm 15 Xây dựng cân kênh (ZFE) • Điều kiện lý tưởng, p(t) xung Dirac: p(t)=g(t) �h'(t)= (t) �� �� �� �� M �� �� p(t)= �� �� �� �� M �� �� �� �� Nhóm 16 Xây dựng cân kênh (ZFE) Nhận xét: • Phương pháp dễ dàng thực N dài gần với tiêu chuẩn Nyquist • Thực tế, cân kênh ZF khơng hoạt động đa số ứng dụng vì: • Do C(z)=1/H(z), lọc đảo khuyêch đại tạp âm lớn.Do lọc sử dụng hệ thống cần SNR cao • Dù cho đáp ứng xung kênh truyền có chiều dài hữu hạn đáp ứng xung cân có chiều dài vơ hạn • Trong vài trường hợp tín hiệu nhận nhỏ, để bù đắp , tín hiệu lọc phải lớn Nhóm 17 Bài tập ví dụ Kênh truyền có đáp ứng xung: a Tính hệ số lọc ( N =1) b Tín hiệu sau cân Nhóm 18 Mơ • Bolocepkhong.m ZF.m %%%%%% y[n]=h[n]*x[n]+z[n] clc, clear all % Voi y[n] is dau kenh , x[n] is dau vao kenh, h[n] is dap ung xung cua N=6; x=(-1).^(floor(2*rand(1,N))) % kenh, z[n] la nhieu trang % Chuyen sang mien tan so: g=[0.16, 0.45]; % Y(f)=H(f)X(f)+Z(f) Y=conv(g,x); % Bo loc ep khong bang cach nhan Y(f)vi inv(H(f)) SNRdB=100; % inv(H(f))Y(f)=X(f)+inv(H(f))Z(f) r=awgn(Y,SNRdB); Xh = ZF(g,r); function Xh = ZF(h,r) %r - tin hieu nhan duoc % h - dap ung xung kenh truyen Xh(find(Xh>0))=1 gD=tf(h,1); Xh(find(Xh