R H( )t +∞ h (, )t τ dt
4.1.2 Ước lượng kênh truyền
Trong đĩ Hn là đáp ứng tần số kênh truyền trong khoảng băng thơng của sĩng mang con thứ n (n-th subcarrier). Bất lợi của tiêu chuẩn ZF là nĩ chỉ cải tiến nhiễu tại sĩng mang con thứ n nếu như Hn nhỏ, điều này tương ứng với phổ null (spectral nulls).
4.1.2 Ước lượng kênh truyền
Phương trình 4.1 cho thấy cần phải thực hiện ước lượng kênh truyền đểđạt được trọng số cho bộ cân bằng trên mỗi sĩng mang con. Chuỗi ký tự huấn luyện (Training symbols) được biết đến như là chuỗi ký tự Pilot (Pilot symbols), thường được dùng để
thực hiện ước lượng kênh truyền. Trong OFDM, vì bộ cân bằng được thực hiện ở miền tần số nên đáp ứng tần số của kênh truyền phải được ước lượng. Trong mơi trường đa
đường , ký tựđược điều chế Xn trên sĩng mang thứ n tại ngõ ra của bộ FFT khơng cĩ ISI và ICI (Intercarrier interference) cĩ thểđược biểu diễn bởi phương trình 4.2 :
21 1 0 (0) nl GI j N n l n n l Y H e X N π − − = ⎡ ⎤ =⎢ ⎥ + ⎣∑ ⎦ (4.2)
Trong đĩ GI là số phần tử đa đường (multipath components), Nnlà biến đổi FFT của AGWN (Additive White Gaussian Noise) tại sĩng mang con thứ n và Hl(0) là đáp ứng tần số kênh truyền của phần tử đa đường thứl tại tần số thứ zero (zero-th frequency).
Để ước lượng đáp ứng tần số kênh truyền, chuỗi huấn luyện pilot được chèn vào các sĩng mang con trong miền tần số, nghĩa là chúng được chèn vào trước khi tiến hành biến đổi IFFT tại phía phát. Đặt Hn là đáp ứng tần số kênh truyền ứng với ký tựđiều chế Xn trên sĩng mang thứ n, nghĩa là :
21 1 0 (0) nl GI j l N n l Y H e π − − = = ∑ (4.3)
Đáp ứng tần số kênh truyền được trải qua bởi ký tự huấn luyện Pilot Pn trên sĩng mang con thứ n cĩ thểđược ước lượng như sau :
ˆ n n n n N H H P = + (4.4)
Vì những ký tự pilot thường chỉ chiếm một lượng nhỏ của băng thơng đối với hiệu quả
phổ, nên phép nội suy qua miền tần số được sử dụng để ước lượng đáp ứng tần số
kênh truyền ở những nơi khơng cĩ đặt ký tự pilot. Đáp ứng tần số kênh truyền tại sĩng mang con thứ m Hˆmcĩ thểđược nội suy tuyến tính như sau :
1 2, 1 2 ˆ 1 ˆ ˆ m p p m m H H H p m p N N ⎡ ⎤ = −⎢ ⎥ + ≤ ≤ ⎣ ⎦ (4.5)
Trong đĩ :Hˆp1 và Hˆp2 là những đáp ứng tần số kênh truyền được ước lượng bởi những ký tự pilot trên sĩng mang con thứ p1 và p2. Hơn nữa, nếu kênh truyền đa đường thay đổi theo thời gian, khi đĩ phép nội suy qua miền thời gian cũng cĩ thể cần đến bám theo kênh truyền.
4.2 Ước lượng kênh truyền
Tổng quan một hệ thống OFDM được trình bày ở hình 4.1. Nguồn tín hiệu là một luồng bit được điều chế ở băng tần cơ sở thơng qua các phương pháp điều chế như
QPSK, Mary-QAM. Tín hiệu dẫn đường (Pilot symbols) được chèn vào nguồn tín hiệu, sau đĩ được điều chế thành tín hiệu OFDM thơng qua bộ biến đổi IFFT và chèn chuỗi bảo vệ. Luồng tín hiệu số được chuyển thành luồng tín hiệu tương tự qua bộ
chuyển đổi số/tương tự trước khi truyền trên kênh truyền vơ tuyến qua anten phát. Tín hiệu truyền qua kênh vơ tuyến bịảnh hưởng bởi nhiễu fading và nhiễu trắng AWGN. Tín hiệu dẫn đường pilot là mẫu tín hiệu được biết trước cảở phía phát và phía thu, và
được phát cùng với nguồn tín hiệu cĩ ích với nhiều mục đích khác nhau như việc khơi phục kênh truyền và đồng bộ hệ thống.
Máy thu thực hiện các chức năng ngược lại nhưđã thực hiện ở máy phát. Tuy nhiên để
khơi phục được tín hiệu phát thì hàm truyền của kênh vơ tuyến cũng phải được khơi phục. Việc thực hiện khơi phục hàm truyền kênh vơ tuyến được thực hiện thơng qua pilot nhận được ở phía thu. Tín hiệu nhận được sau khi giải điều chế OFDM được chia làm hai luồng tín hiệu. Luồng tín hiệu thứ nhất là tín hiệu cĩ ích được đưa đến bộ cân
bằng kênh. Luồng tín hiệu thứ hai là pilot được đưa vào bộ khơi phục kênh truyền. Kênh truyền sau khi được khơi phục cũng sẽđược đưa vào bộ cân bằng kênh để khơi phục lại tín hiệu ban đầu.
Hình 4.1 : Tổng quan một hệ thống OFDM
Trong phần tiếp theo, nguyên lý của việc thực hiện khơi phục kênh truyền thơng qua mẫu tin dẫn đường sẽđược trình bày.