2) Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
2.5.4 Chèn cyclic prefix
Nhƣ miêu tả trong phần 2.5.2, một tín hiệu OFDM không bị hƣ có thể đƣợc giải điều chế mà không có bất cứ nhiễu nào giữa những sóng mang. Tuy nhiên, trong trƣờng hợp kênh phân tán thời gian, tính trực giao giữa những sóng mang con sẽ bị mất. Nguyên nhân của sự mất trực giao trong trƣờng hợp kênh phân tán thời gian là khoảng thời gian tƣơng quan giải điều chế cho một tuyến sẽ chồng lên đƣờng biên symbol của tuyến khác, nhƣ minh họa trong hình 2.23. Kết quả là trong trƣờng hợp kênh phân tán thời gian, không chỉ có nhiễu giữa các symbol trên một sóng mang mà còn có nhiễu giữa những sóng mang.
Hình 2.23: Sự phân tán thời gian và thời gian nhận được tín hiệu tương ứng
Để giải quyết vấn đề này, và làm cho một tín hiệu OFDM ít bị ảnh hƣởng bởi phân tán thời gian trên kênh vô tuyến, chèn cyclic prefix (CP) đƣợc sử dụng trong trƣờng hợp truyền OFDM. Nhƣ minh họa trong hình 2.23, chèn CP nghĩa là phần
cuối của symbol OFDM đƣợc sao chép và chèn vào đầu symbol. Chèn CP vì vậy tăng chiều dài của symbol OFDM từ Tu lên Tu+TCP , với TCP là chiều dài của CP, và kết quả là thu nhỏ tốc độ symbol OFDM. Trong phần dƣới của hình 2.24, nếu sự tƣơng quan tại máy thu vẫn đƣợc thực hiện trong thời gian Tu=1/f, tính trực giao của sóng mang vẫn đƣợc duy trì trong kênh phân tán thời gian, miễn là khoảng trễ của sự phân tán thời gian nhỏ hơn chiều dài của CP.
Hình 2.24: Chèn cyclic prefix
Trong thực tế, chèn CP đƣợc thực hiện ở ngõ ra rời rạc thời gian của máy phát IFFT. Chèn CP là NCP mẫu của khối IFFT chiều dài N đƣợc sao chép và chèn vào phần đầu của khối, tăng chiều dài khối từ N lên N+NCP. Tại phía thu, những mẫu tƣơng ứng đƣợc lấy ra trƣớc khi giải điều chế OFDM bằng xử lý DFT/FFT.
Chèn CP có ích là nó làm cho tín hiệu OFDM ít bị ảnh hƣởng bởi phân tán thời gian, miễn là khoảng trễ của sự phân tán thời gian không vƣợt quá chiều dài CP. Hạn chế của CP là công suất bị mất một phần, nhƣng không đáng kể. Bên cạnh sự hao hụt công suất, chèn CP cũng có một sự mất băng thông tƣơng ứng vì bị chiếm bởi những mẫu CP.
Điều quan trọng là CP không cần thiết phải bao phủ toàn bộ chiều dài của sự phân tán thời gian kênh. Thông thƣờng, có một sự điều chỉnh giữa công suất bị mất vì CP và sự sai lệch tín hiệu (nhiễu ISI và ICI) vì sự phân tán thời gian không đƣợc bao phủ bởi CP. Đến một lúc nào đó, sai lệch tín hiệu đƣợc giảm (vì tăng chiều dài CP) không cân bằng với công suất bị mất. Điều này có nghĩa là, mặc dù chiều dài phân tán thời gian tăng với kích thƣớc cell, nhƣng khi vƣợt ra ngoài một kích thƣớc cell nào đó, không có lí do gì để tăng CP thêm, vì công suất bị mất vì tăng CP sẽ có tác động xấu, khi so sánh với tín hiệu bị sai vì phân tán thời gian dƣ ra do CP không bao phủ hết.