2. Ăng ten thông minh (smart antenna)
2.5. Ước lượng góc tới của tín hiệu vệ tinh NOAA
Thuật toán điều khiển búp sóng số cần thông tin về góc tới của tín hiệu mong muốn. Đối với mỗi loại tín hiệu khác nhau sẽ có những cách khau nhau để tìm ra góc tới của tín hiệu. Khung tín hiệu vệ tinh NOAA chứa các phần dành cho đồng bộ như Frame Sync, Spare Words và Auxiliary Sync. Những phần bit cố định cũng được sử dụng để xác định nguồn phát tín hiệu vệ tinh NOAA.
58
Hình 2-17: Xác định và đồng bộ khung vệ tinh NOAA
Tín hiệu vệ tinh mang theo dữ liệu về góc tới được chứa trong vector đáp ứng mảng anten. Hình 2-17 mô tả cách sử dụng phần đầu khung vệ tinh Frame Sync để xác định vector đáp ứng mảng của tín hiệu mong muốn và đánh đấu phần đầu khung. Phần Frame Sync được điều chế dạng tín hiệu split phase và upsample trước khi được chứa trong bộ lọc Match Filter (MF) trong các phần tử anten. Dòng tín hiệu qua anten sẽ được tính tương quan (cross correlation) với tín hiệu Frame Sync chứa trong các bộ Match Filter. Đầu ra của bộ lọc Match Filter là
= ( ) ∗ ( ) (1.30)
Với ( ) là tín hiệu Frame Sync chứa trong các bộ lọc Match Filter.
Khi đầu khung tín hiệu gặp hệ số bộ lọc, ta có đầu ra của bộ lọc được viết dưới dạng
= ( ) ∗ ( )
= ( ) ( ) ∗ ( )
= ( ) ( ) (1.31)
( ) là đỉnh tương quan chéo của tín hiệu vệ tinh đánh đấu thời điểm đầu tiên của mỗi khung tín hiệu; nhờ đó đồng bộ khung vệ tinh với hệ thống thu. Hơn nữa, pha của đỉnh tương quan tương đương với vector đáp ứng mảng của góc tới tín
59
hiệu cần thu. Giữ lại pha tín hiệu này, chúng ta thu được thông tin về góc tới của tín hiệu mong muốn dùng cho các thuật toán tạo búp sóng số (hình 2-18).
Hình 2-18: Sơ đồ hệ thống thu tín hiệu vệ tinh NOAA
3. Kết luận chương
Các phần kỹ thuật về công nghệ sử dụng đa ăng ten đã được nghiên cứu ở trên cho thấy rất nhiều vấn đề về kỹ thuật cần nghiên cứu ở mảng này. Các kỹ thuật thu phát đa ăng ten có thể được nhóm thành 2 nhóm chính: trong đó nhóm thứ nhất bao gồm các kỹ thuật phân tập không gian và truy nhập theo không gian theo cách làm tăng độ lợi khi sử dụng các mô hình này. Bên cạnh đó, phần trình bày ở trên cũng giới thiệu về ăng ten thông minh và các nghiên cứu chi tiết về các kỹ thuật có thể sử dụng trong công nghệ này.
Trong khuôn khổ của đồ án này, tôi tập trung vào cở sở của xử lý tín hiệu mảng anten với các phương pháp thích ứng tối ưu (optimum) sử dụng thuật toán MMSE và cận tối ưu (sub-optimum) sử dụng thuật toán MRC. Những lý thuyết này sẽ được thiết kế và xây dưng thành mô hình thuật toán trong chương tiếp theo.
60
Chương 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BÚP SÓNG SỐ VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
Trong chương này sẽ trình bày thiết kế những lý thuyết trong chương trước trên phần mềm mô phỏng SystemVue và sau đó thực hiện trên phần cứng có sẵn. Nhờ đó, chúng ta sẽ rút ra được kết luận từ sự so sánh kết quả mô phỏng và kết quả thực tế.