được kết quả chính xác, giá trị của τn được xác định tương ứng với độ trễ của các xung nhận được, đòi hỏi ở máy thu cần có một khối ước lượng kênh truyền. Hình 1.7 minh họa một máy thu RAKE đơn giản gồmLp finger, mỗi finger thực hiện nhân tín hiệu nhận được tại các thời điểm τi, i = 0,1, ..., Lp−1 với xung mẫu g(t) tương tự như ở máy phát [32]. Khối ước lượng kênh truyền có nhiệm vụ xác định độ trễ τi và biên độ (trọng số) hi của từng thành phần đa đường để phục vụ cho khối chọn tuyến và nâng cao độ chính xác cho quá trình giải mã tín hiệu.
Thực chất, máy thu RAKE là một bộ lọc phối hợp (tín hiệu đến máy thu được nhân với một tín hiệu mẫu có dạng sóng tương tự). Vì vậy, xét về mặt hiệu suất hoạt động (BER), máy thu RAKE là giải pháp tối ưu nhất với điều kiện các hệ sốτi và hi
được xác định chính xác. Trên thực tế, người ta thường không thực hiện ước lượng hết tất cả các thành phần đa đường để giảm tốc độ phức tạp của máy thu. Thông thường, các thành phần có độ trễ càng lớn thì càng bị suy yếu nên có thể được bỏ qua. Dựa trên nhận xét này, một phương án được đưa ra là chỉ ước lượng L đường đầu tiên đến máy thu, tức máy thu PRAKE (Partial RAKE). Ngoài ra, một giải pháp khác cũng hay được sử dụng là máy thu SRAKE (Selective RAKE), trong đó sau khi ước lượng kênh, máy thu chỉ lựa chọn L đường lớn nhất phục vụ cho quá trình tách kí hiệu.
Tuy nhiên, khi triển khai trên thực tế cho hệ thống UWB, dạng máy thu này phải đối mặt với những vấn đề nghiêm trọng sau:
• Tần số lấy mẫu Nyquist theo phương pháp này là rất lớn, có thể lên đến 40
• Trong một số điều kiện môi trường, kênh vô tuyến đo đạc được có chiều dài rất lớn với mật độ tuyến đa đường dày đặc. Một máy thu RAKE để có thể hoạt động trong những điều kiện này đòi hỏi phải sử dụng một lượng lớn các bộ tương quan làm gia tăng độ phức tạp của máy thu. Không những vậy, thao tác ước lượng kênh và đồng bộ tín hiệu lúc này thực sự là một thách thức lớn.
• Như vừa trình bày, xung mẫu được sử dụng ở máy thu được giả thiết là đã biết (giống với dạng xung được truyền đi). Tuy nhiên trên thực tế, xung UWB khi qua kênh đa đường (với các hiệu ứng lựa chọn tần số) và chịu ảnh hưởng từ sự không hoàn hảo của anten (phát và thu) sẽ bị biến dạng không mong muốn. Dạng xung nhận được tại máy thu do vậy rất khó xác định và ảnh hưởng nặng nề đến hiệu suất hoạt động của cả hệ thống.
1.2.2 Máy thu truyền tham chiếu
Truyền tham chiếu (Transmit Reference - TR) là kịch bản thu/phát tín hiệu được xem như một giải pháp thay thế cho máy thu RAKE để truyền tin tức trong điều kiện kênh truyền dẫn ngẫu nhiên hoặc không xác định [52], với giả thiết kênh truyền là dừng trong quá trình truyền tín hiệu tham chiếu và tín hiệu bản tin. Ngoài ưu điểm không cần thao tác ước lượng kênh truyền phức tạp như máy thu RAKE, kịch bản TR còn là một giải pháp hợp lý để triển khai các hệ thống UWB do các xung được sử dụng có độ rộng rất hẹp trong miền thời gian và được truyền với tốc độ (mong muốn) rất cao, cho phép kênh truyền dẫn được coi như dừng trong khoảng thời gian một khung hay một kí tự dữ liệu.
Ý tưởng của kịch bản TR cho hệ thống UWB như sau. Mỗi khung tín hiệu TR- UWB được phát đi chứa hai xung: xung đầu tiên được truyền đi là xung tham chiếu
g(t), theo sau là xung mang tin s·g(t−D). Do g(t) là các xung cực ngắn, khoảng cách D giữa xung tham chiếu và xung mang tin nhỏ (với mong muốn đạt được tốc độ truyền dữ liệu cao) nên có thể coi như hai xung được truyền qua cùng một kênh cố định. Vì vậy, sự biến dạng của hai xung qua kênh truyền được xem là như nhau, xung tham chiếu nhận được tại máy thu có thể được sử dụng như một xung mẫu trong phép tương quan giống như ở các bộ lọc phối hợp điển hình. Kí hiệu h(t) là dạng xung nhận được tại máy thu, khung thông tin TR-UWB đến máy thu có dạng:
D
Tf
· · · ·