Mô hình đã hoàn thiện và các hệ số bộ lọc ngẫu nhiên của người thứ dùng thứ k có thể được rút ra từ Gk, và các hệ số tìm được là
( )l
k k
a =b G (2.22)
Trong đó b là giá trị ngẫu nhiên Bernoulli với xác xuất +1 và -1 là như nhau để tính toán sự đảo xung do phản xạ. Chú ý rằng các hệ số của bộ lọc tính toán từ (2.22) mô hình kênh sẽ cho công suất tín hiệu ra liên quan đến khoảng cách 1m từ bộ phát. Ví dụ đáp ứng xung tại khoảng cách 10 m được đưa ra ở hình 2.5. Khi sử dụng mô hình kênh để mô phỏng mỗi người nhân tín hiệu của nó với đáp ứng xung.
Hình 2.5: Đáp ứng xung UWB điển hình ở khoảng cách 10 m
Trong chương này khái niệm mô hình kênh vô tuyến đa đường được giới thiệu và đưa ra hai mô hình để sử dụng cho mô phỏng. Tuỳ từng trường hợp mà áp dụng mô hình phạm vi nhỏ hay lớn. Từ đó tính ra được các hệ số của kênh là cơ sở để thiết kế bộ thu với các tham số thích hợp.
III. TRUYỀN THÔNG UWB
Truyền thông nói chung được định nghĩa là sự truyền dẫn thông tin từ nguồn tới đích. Trong nội dung đồ án này có thể định nghĩa theo nghĩa hẹp hơn, giới hạn các luồng thông tin dữ liệu số được truyền dẫn bởi các chuỗi xung có độ rộng cực ngắn. Chương này sẽ xem xét các vấn đề của truyền thông UWB. Bao gồm các phương pháp điều chế như điều chế vị trí xung, điều chế pha hai trạng thái, điều chế xung trực giao, và sự kết hợp của chúng. Cấu trúc và hoạt động của bộ thu và bộ phát. Và đề cập tới các kĩ thuật đa truy nhập cho truyền thông UWB.
III.1. Các phương pháp điều chế trong truyền thông UWB
Như chương 1 đã trình bày, một xung UWB đơn bản thân nó không chứa thông tin. Chúng ta cần đưa thông tin số vào các xung, bằng các phương pháp điều chế. Trong các hệ thống UWB có một vài phương pháp điều chế cơ bản. Tôi phân loại phương pháp điều chế thành hai loại cơ bản. Chúng được chỉ ra trong hình 3.1 là các kĩ thuật dựa trên thời gian và dựa trên dạng xung.
Phương pháp điều chế phổ biến nhất trong lí thuyết về UWB là điều chế vị trí xung (PPM) trong đó mỗi xung có độ trễ được điều chỉnh lệch so với vị trị truyền dẫn danh định một khoảng thời gian chính xác. Do đó, có thể thiết lập hệ thống truyền thông nhị phân bằng cách dịch các xung chính xác lên phía trước hoặc về phía sau. Mặt khác, bằng việc xác định các độ trễ xác định cho mỗi xung, có thể tạo hệ thống điều chế M trạng thái.
Hình 3.1: Phân loại các phương pháp điều chế trong truyền thông UWB
Một phương pháp điều chế phổ biến khác là đảo xung: đó là, tạo một xung với pha ngược lại. Đây là phương pháp Điều chế pha hai trạng thái (BPSK). Một kĩ thuật điều chế thú vị là điều chế xung trực giao, nó yêu cầu các dạng xung đặc biệt được tạo ra trực giao với nhau. Đã có các phương pháp nổi tiếng khác. Ví dụ, khoá bật tắt (OOK) là kĩ thuật trong đó sự có mặt hay vắng mặt biểu thị thông tin số là “1” hay “0” tương ứng. Điều chế biên độ xung (PAM) là một kĩ thuật trong đó biên độ của xung khác nhau mang thông tin. Một vài kĩ thuật điều chế truyền thống không thích hợp với truyền thông UWB. Ví dụ, phương pháp điều tần (FM) khó áp dụng cho UWB bởi vì mỗi xung mang rất nhiều thành phần tần số làm nó rất khó điều chế. Chú ý rằng không nên nhầm với ghép kênh phân chia theo thời gian (FDM-frequency division multiplexing) là kĩ thuật hoàn toàn khác để phân biệt các kênh truyền thông dựa vào các khoảng tần số lớn.
Hình 3.2 Minh hoạ PPM và BPSK trong truyền thông UWB
Chúng ta hãy kiểm tra các kĩ thuật điều chế lần lượt có thể: Thứ nhất, chúng ta kiểm tra hai kĩ thuật phổ biến nhất: PPM và BPSK. Một so sánh đơn giản của hai phương pháp được chỉ ra trên hình 3.2. Trong hình 3.2(a) đưa ra một chuỗi xung không điều chế để so sánh. Một ví dụ cho PPM, xung biểu diễn thông tin “1” được phát ở các khoảng thời gian được xác định bằng chu kì lặp xung. Xung biểu diễn thông tin “0” được phát trễ so với vị trí thông thường này một khoảng nhỏ như trong hình 3.2(b). Với BPSK xung đảo biểu diễn bit “0” trong khi xung không đảo biểu diễn bit “1”. Điều này được minh hoạ trong hình 3.2(c)
Trước đây UWB là hệ thống băng gốc không sử dụng sóng mang. Tuy nhiên việc sử dụng sóng mang để dịch các monocycle, với băng tần khoảng 500 MHz , đến tần số trung tâm cao đã được đề nghị áp dụng với các hệ thống UWB gần đây, đó là cơ sở của phương pháp OFDM đối với UWB. Phương pháp OFDM thực hiện đối với hệ thống UWB rất hiệu quả do phổ tần của hệ thống UWB rất lớn. Nó chia băng tần rất lớn của UWB ra thành các băng có độ rộng cỡ 500 MHz, và thực hiện truyền dẫn dữ liệu song song trên các băng tần này. Tuy nhiên, phương pháp này không được đề cập nhiều trong nội dung đồ án này.