Như đã giới thiệu trong chương 1, máy thu TR-UWB sử dụng bộ “integrate-and- dump” (theo sau là một bộ so sánh) để tách kí hiệu. Dù đây là một thao tác rất đơn giản với tốc độ lấy mẫu thấp (1 mẫu/khung), máy thu vẫn cần phải biết được khi nào bắt đầu“integrate” (lấy tích phân) và“dump” (xóa về 0). Hình 2.1 minh họa dạng của tín hiệu x(t) sau bộ tương quan. Có thể nhận thấy, trong toàn bộ khung, chỉ có một đoạn (gọi là phân khung) từ độ trễ D tới 2D (so với vị trí bắt đầu khung) là có chứa thông tin có ích sh˙2(t) trong khi các phân khung còn lại chỉ có nhiễu và các hệ số tương quan chéo giữa tín hiệu và nhiễu. Phân khung chứa thông tin có ích này được gọi là phân khung dữ liệu.
tác sau: đầu tiên, máy thu xác định vị trí bắt đầu của mỗi khung; sau đó, tìm các phân khung dữ liệu trong một đoạn tín hiệu thu được. Dựa trên nhận xét tất cả các giá trịsR˙kTs
(k−1)Tsh2(t)dt luôn cùng dương (hoặc âm) tùy theo dấu củas, ta có thể gom tất cả các giá trị này lại bằng cách sử dụng cửa sổ trượt. Điều cần lưu ý ở đây là việc sử dụng cửa sổ trượt với chiều dài cửa sổ bằng1/3chiều dài khung dữ liệu (tức bằng
D) để cộng dồn năng lượng của tín hiệu thu, sau đó mới thực hiện tìm đỉnh để cùng lúc hoàn thành cả hai thao tác của quá trình đồng bộ.
Hình 2.1: Minh họa cho quá trình đồng bộ
Hình 2.2 thể hiện lưu đồ triển khai thuật toán của máy thu TR-UWB đơn giản trên phần cứng gồm hai thao tác đồng bộ và giải mã tín hiệu dựa trên những ý tưởng vừa nêu. Khi mẫu đầu tiên (có thể ở một vị trí bất kì thuộc khung tín hiệu) đến máy thu, chế độ Đồng bộ được kích hoạt và cửa sổ trượt được sử dụng với kích thước
Nf/3, trong đóNf là số mẫu trong một khung tín hiệu. Một bộ đếm biến thiên được sử dụng với giá trị ban đầu được thiết lập là 0(giới hạn tối đa làNf/3) khi mẫu đầu tiên nằm trong khung cửa sổ trượt. Khi một mẫu khác đến, giá trị của bộ đếm tăng lên một đơn vị và cửa sổ trượt đi một mẫu. Tất cả các mẫu trong cửa sổ trượt được cộng dồn lại với nhau (2.1) để thu được s. Giá trị tuyệt đối của s được so sánh với biến smax hiện tại. Nếu |s| > smax, giá trị mới của smax được thay đổi thành |s| và
bộ đếm được thiết lập về 0.
s=
NfX/3−1
j=0
xj (2.1)
Khi bộ đếm tiến tới giá trị giới hạn Nf/3lần đầu tiên cũng là lúc cửa sổ trượt đi qua trọn vẹn khung dữ liệu thứ nhất. Từ khung dữ liệu thứ hai, giới hạn cực đại của bộ đếm được đặt là Nf; máy thu tiếp tục tiến hành cộng dồn tất cả các mẫu nằm trong cửa sổ trượt và xác định thời điểm |s|đạt giá trị cực đại ứng với bộ đếm có giá trịnmax. Tại cuối mỗi khung, khi bộ đếm đạt tới giá trị cực đại, máy thu cộng thêm giá trịnmaxcho biến nsync. Cuối cùng, khi chế độĐồng bộdừng lại, giá trị củansync
được tính toán như công thức 2.2:
nsync= Pl−1
j=0nmaxj
m (2.2)
trong đó, m là số lượng bit đồng bộ.
Lúc này, máy thu chuyển sang chế độ Dữ liệubằng cách cộng dồn tất cả các mẫu
xj lại với nhau trong phân khung dữ liệu (gồmNf/3mẫu) và xác định dữ liệu truyền đi thông qua dấu của biến sum được tính toán theo công thức 2.3.
sum =
nXsync
nsync−Nf/3+1
xj (2.3)