Hầu hết hệ thống thông tin di động hiện nay như GSM, IS - 95 và các hệ thống thế hệ thứ 3 chỉ dùng các sơ đồ điều chế có độ dung sai nhiễu cao như BPSK, QPSK hoặc tương đương, điều này dẫn đến hiệu quả phổ thấp nhưng hệ thống mạnh khoẻ. Các hệ thống này dùng các sơ đồ điều chế cố định do cần đạt SNR cao.
Tốc độ symbol của hệ thống sóng mang đơn phải cao nếu muốn có đựơc tốc độ bit cao. Kết quả là hệ thống, ví dụ GSM đòi hỏi cân bằng phức tạp (đến 4 chu kỳ symbol) để khắc phục truyên lan nhiều đường. Các hệ thống GSM được thiết kế để khắc phục độ trễ cực đại tới 15µm, tương đương với độ trễ mẫu được thử nghiệm ở
khoảng cách truyền từ 30 - 35km. Tốc độ symbol của GSM là 270KHz tương ứng với chu kỳ symbol 3.7µs, như vậy ISI được gây ra bởi multipath trải dài trên 4 chu kỳ
symbol. Điều này có thể phá huỷ hoàn toàn thông tin truyền đi, nhưng nó được khôi phục trong thực tế nhờ dùng cân bằng thích nghi thức. Mặc dù điều này làm việc tốt cho các sơ đồ sử dụng cho các hệ thống GMSK (Gausian Minimum Shift Keying) như đã được sử dụng cho các hệ thống GSM, việc áp dụng nó thành công cho các sơ đồ điều chế cao hơn là khó khăn vì các lỗi sở tại trong cân bằng sẽ gây tỷ lệ lỗi cao.
Trong các hệ thống DS-CDMA vấn đề không bị giới hạn chủ yếu cho multipath, mà bởi can nhiễu giữa những người sử dụng. Các hệ thống DS-CDMA tận dụng một thực tế là bằng việc trải rộng thông tin của người dùng trên một băng thông rộng sẽ cho phép nhiều người sử dụng truyền tín hiệu ở cùng một tần số. Mỗi một trong các người sử dụng này trải rộng thông tin bằng một cách nhân nó với một dãy giả ngẫu nhiên tốc độ cao dau nhất PRS (Preudo Random Sequence). Ở máy thu tín hiệu từ mỗi người sử dụng được trích ra bằng cách nhân tín hiệu tới với cùng PRS giống hệt vậy và tích phân trên chu kỳ symbol thông tin. Tuy nhiên quá trình này là không trực giao trong kết nối ngược làm cho các người sử dụng xuất hiện như nhiễu đối với nhau. Thông lượng kênh của hệ thống là cực đại khi số người sử dụng là cực đại, dẫn đến mức nhiễu rất cao, điều này làm cho hệ thống mẫu cần hoạt động với tỷ số năng lượng trong môt jbit/nhiễu ERNR (Energy per Bit to Noise Ratio) là khoảng 5-8 dB sau giải điều chế có hiệu quả phổ cao vì SNR là quá thấp.
OFDM thì nó lại khác vì nó giảm thiểu cả hai ảnh hưởng này. Multipath bị giảm thiểu bằng cách dùng tốc độ symbol thấp và dùng khoảng bảo vệ. Cân bằng kênh có thể được thực hiện dễ dàng bằng cách dùng các symbol pilot hoặc các tone
pilot. Dạng cân bằng này là chính xác và dẫn đến lỗi tại chỗ cực tiểu, như vậy cho phép SNR trung bình cao. Ngoài ra, những người sử dụng trong OFDM được duy trì trực giao với nhau nhờ dùng ghép kênh theo thời gian hạơc ghép kênh theo tần số đồng bộ, giảm thiểu can nhiễu giữa những người sử dụng. Cả hai ưu điểm này có nghĩa rằng SNR kênh hiệu quả cao có thể được duy trì thậm chí trong môi trường nhiều người sử dụng multipath. Tiềm năng này cho SNR cao có nghĩa rằng các sơ đồ điều chế bậc cao có thể được sử dụng trong các hệ thống OFDM, cho phép cải thiện hiệu quả phổ của hệ thống.
Hơn nữa mỗi tải phụ có thể được phân một sơ đồ điều chế khác nhau dựa trên các điều kiện kênh thực tế đó được. Các phép đo này có thể đạt được dễ dàng như một phần của bước kênh cân bằng kênh, cho phép các tải phụ được phân phối động các sơ đồ điều chế dựa trên SNR của mỗi tải phụ. Những sự thay đổi SNR này xuất hiện do can nhiễu, khoảng cách truyền, fading chọn lọc tần số... Kỹ thuật này được biết như điều chế thích nghi. Các tải phụ với SNR thấp có thể được phân phối dùng BPSK (1b/s/Hz) hoặc để không truyền dữ liệu. CÁc tải phụ SNR cao có thể truyền các sơ đồ điều chế cao như 256-QAM (8b/s/Hz), cho phép công suất hệ thống cao hơn. Việc phân phối điều chế linh hoạt trong OFDM cho phép chúng được tối ưu các điều kiện thực tế của địa phương, hơn là dùng sơ độ điều chế thấp để đảm bảo hệ thống hoạt động trong các điều kiện xấu nhất.
4.7.4. Mã Gray
Giản đồ IQ chơ sơ đồ điều chế chỉ ra vecto truyền cho tất cả các liên hợp từ dữ liệu. Mỗi liên hợp từ dữ liệu phải được phân phối một vecto IQ duy nhất. Mã Gray là một phương pháp cho sự phân phối này, sao cho các điểm cạnh tranh nhau trong vòm sao chỉ khác nhau một bit đơn. Mã này giúp giảm thiểu tỷ lệ lỗi bit toàn bộ vì nó giảm cơ hội nhiều lỗi bit xảy ra từ một lỗi symbol đơn.
Hình Mã Gray cho 16 - PSK.
Mã Gray có thể được sử dụng cho tất cả các sơ đồ điều chế PSK (QPSK, 8 - PSK, 16 - PSK...) và QAM (16 - QAM, 256 - QAM...)
Decimal Gray Coding Decimal Gray Coding
0 0,0,0,0 8 1,1,0,0
1 0,0,0,1 9 1,1,0,1
3 0,0,1,0 11 1,1,1,0
4 0,1,1,0 12 1,0,1,0
5 0,1,1,1 13 1,0,1,1
6 0,1,0,1 14 1,0,0,1
7 0,1,0,0 15 1,0,0,0
Hình 4.7.4h1 Giản dồ IQ của 16 - PSK khi dùng mã Gray. Mỗi vị trí IQ liên tiếp chỉ thay đổi một bit đơn.
Hình 4.7.4.h2: Giản đồ IQ cho các dạng điều chế được sử dụng trong mô phỏng OFDM