Xác suất lỗi của thuật toán phát hiện PHR với các giá trị khác nhau

Một phần của tài liệu Thuật toán đồng bộ và giải mã dữ liệu trong máy thu IRUWB tốc độ thấp (Trang 107 - 110)

f

Cuối cùng, hiệu quả hoạt động của thuật toán phát hiện phần PHR được thể hiện trên Hình 4.22 và 4.23 với các trường hợp khác nhau của hệ số f và chu kì lấy mẫu

Ts. Kết quả mô phỏng cho thấy giá trị tối ưu củaf nằm trong khoảng từ1.1÷1.125. Do đó, f được lựa chọn bằng 1.1 cho các mô phỏng tiếp theo.

Với f = 1.1, có thể nhận thấy độ chính xác của thuật toán phát hiện phần PHR gần như không được cải thiện đáng kể dù có giảm chu kì lấy mẫu của bộ ADC xuống: tỉ lệ lỗi giảm từ17e−4xuống 9e−4khiTs giảm từ 16ns xuống 2ns. Như vậy, cùng với những nhận xét ở trên, có thể kết luận thuật toán đồng bộ tín hiệu cho máy thu UWB được trình bày trong luận án này là một giải pháp hiệu quả và kinh tế dành cho những hệ thống tốc độ thấp, không yêu cầu độ chính xác cao do không cần phải sử dụng các bộ ADC tốc độ cao (cỡ GHz) đắt đỏ.

Hình 4.23: Xác suất lỗi của thuật toán phát hiện PHR với các giá trị khác nhau của

Ts

4.5 Triển khai khối đồng bộ cho máy thu UWB

IEEE 802.15.4a trên FPGA

4.5.1 Thiết kế khối đồng bộ bằng HDL

A. Yêu cầu kĩ thuật

• Dữ liệu vào: số nguyên.

• Định dạng dữ liệu vào: 8 bit không dấu.

• Dữ liệu ra: dạng bit nhị phân.

• Định dạng dữ liệu ra: 1 bit không dấu.

• Tốc độ xung nhịp yêu cầu: 62.5 MHz.

• Độ dài phần dữ liệu PSDU tùy biến: 1 – 1028 bit

• Thỏa mãn yêu cầu về mặt chức năng của hai khối đồng bộ thô và đồng bộ tinh đã phân tích trong thuật toán trên.

B. Thiết kế mô hình FSM cho khối đồng bộ

Khi thiết kế RTL, do khối đồng bộ tín hiệu được yêu cầu với đầu vào là thời gian thực theo từng chu kì xung đồng hồ nên việc thao tác đồng bộ được thực hiện trước khi bắt đầu đồng bộ tinh là không hợp lí, đặc biệt là khi không sử dụng bộ nhớ cho dữ liệu đầu vào. Để triển khai được trên phần cứng, một hướng giải quyết được đề xuất như sau:

Tại thời điểm máy thu bắt đầu nhận được tín hiệu t0, khi khối đồng bộ thô nhận dữ liệu vào kiểm tra thì khối đồng bộ tinh cũng lấy ngay giá trị dữ liệu đầu vào tính từ thời điểm t0 để thực hiện các thao tác tính toán. Nếu khối đồng bộ thô kiểm tra dữ liệu nhận được từ t0 và nhận thấy điều kiện tìm được Nsync−1 phần tử cực đại liên tiếp có cùng chỉ số được thỏa mãn, khối đồng bộ tinh sẽ tiếp tục thực hiện các thao tác đang tiến hành. Ngược lại, nếu khối đồng bộ thô nhận thấy điều kiện trên không thỏa mãn, tức dữ liệu bắt được tại t0 không thuộc phần SYNC, một tín hiệu reset sẽ được xuất ra để yêu cầu máy thu thực hiện quá trình đồng bộ lại từ đầu tính từ thời điểm xuất hiện tín hiệu reset.

Dựa trên hướng giải quyết này, một bộ điều khiển máy trạng thái hữu hạn (FSM) được đề xuất như Hình 4.24.

Khi máy thu được bật hay được reset, trạng thái của máy thu mặc định ở trạng

thái SYNC1. Tại trạng thái này, máy thu tìm điểm bắt đầu của kí tự SYNC dựa

trên nguyên lý mã cân bằng hoàn hảo. Sau khi xác định được điểm bắt đầu, máy thu chuyển sang trạng thái đồng bộ thứ hai với tên gọi SYNC2 với tín hiệu báo sync2_start có giá trị bằng1 để tìm kiếm kí tự SFD đầu tiên. Quá trình tìm kiếm được thực hiện dựa trên sự chênh lệch năng lượng giữa các phần khác nhau của khung tín hiệu IEEE 802.15.4a đã trình bày ở phần 4.3.2. Khi phát hiện được kí tự SFD đầu tiên, tín hiệu báo data_start được kích lên 1; máy thu chuyển sang trạng thái thứ ba làDATA. Cuối cùng, khi nhận được đầy đủ khung dữ liệu, máy thu sẽ nhận tiếp một khung dữ liệu khác. Lúc này, do đã xác định được 19 bit PHR chứa các thông tin vật lý về dữ liệu nhận được, máy thu sẽ nhảy một đoạn đúng bằng độ dài của phần SHR (gồm hai đoạn SYNC và SFD). Thao tác nhảy được thể hiện ở trạng thái JUMP. Máy thu bỏ qua phần mào đầu SHR để truy nhập vào phần dữ liệu và trở về trạng tháiDATA. Từ thời điểm này, máy thu liên tục chuyển đổi qua lại giữa hai trạng thái DATA và JUMP cho đến khi phần dữ liệu PHR được kiểm tra là sai. Khi đó, máy thu sẽ quay lại đồng bộ từ đầu.

C. Mô tả kĩ thuật

Một phần của tài liệu Thuật toán đồng bộ và giải mã dữ liệu trong máy thu IRUWB tốc độ thấp (Trang 107 - 110)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(134 trang)