Trong phần này chúng ta đ−a ra sự tổng hợp đánh giá về các ph−ơng pháp điều chế cho truyền thông UWB trong bảng 2.1. Bảng này tổng hợp lại các −u điểm và nh−ợc điểm của từng ph−ơng pháp điều chế đã nêu.
Hình 2-11 sẽ cho chúng ta thấy BER của một số ph−ơng pháp điều chế. Theo đó, xác suất lỗi của PPM cũng không khác gì so với OOK, cao hơn so với BPM. Sau khi đã đ−a ra những ý kiến đánh giá về điểm mạnh và điểm yếu của từng ph−ơng pháp điều chế thì việc quyết định một ph−ơng pháp khả dụng nhất là rất quan trọng. Xét một cách toàn diện thì PPM là ph−ơng pháp điều chế đ−ợc có nhiều −u điểm hơn cả mặc dù đó không phải là ph−ơng pháp mà hiệu quả về công suất là tối −u so với BPM.
Ph−ơng pháp điều chế Ưu điểm Nh−ợc điểm
PPM Đơn giản Cần đồng bộ một cách
chính xác BPM Đơn giản, tiết kiệm công
suất phát (độ lợi 3 dB)
Chỉ điều chế hai mức OPM Trực giao cho đa truy
nhập
Phức tạp
PAM Đơn giản Khả năng chống tạp âm
kém, công suất sử dụng lớn
OOK Đơn giản Chỉ điều chế cơ hai, khả năng chống tạp âm kém Bảng 2-1: Tổng hợp −u nh−ợc điểm của các ph−ơng pháp điều chế
Có ba lý do chính dẫn đến kết luận trên. Thứ nhất, do đa đ−ờng là nguyên nhân chính gây ra tính mất ổn định về mặt thời gian nh−ng PPM có thể tận dụng đặc tính này rất tốt để có thể thích ứng với kênh vô tuyến có phản xạ và cũng nh− có thuộc tính về phổ tín hiệu rất tốt. Trái lại, điều chế BPSK mã hoá dữ liệu cần phát bởi cực tính xung nên có thể bị méo khi truyền trong kênh vô tuyến có phản xạ một cách dễ dàng. Thứ hai, do Philips đang làm việc nhằm triển khai bộ định thời chính xác, đó là vấn đề then chốt để xây dựng một hệ thống thực tế, cho nên vấn đề định thời với độ chính xác cao có thể đ−ợc giải quyết đơn giản hơn. Lý do thứ ba khiến cho PPM nhận đ−ợc nhiều sự quan tâm là do Time Domain Inc, một trong những công ty đầu tiên triển khai các sản phẩm UWB mang tính th−ơng mại, cũng đã sử dụng kỹ thuật điều chế này. Time Domain Inc đã chế tạo thành công một số chipset truyền thông UWB dựa trên kỹ thuật điều chế này, điều đó tự nó cũng nói lên một điều là PPM đã đ−ợc chấp nhận nh− là một ph−ơng pháp điều chế đã tr−ởng thành.
Hình 2-10: Xác xuất lỗi theo lý thuyết đối với OOK, PPM, và BPM
Điều chế PPM cơ hai sử dụng các chuỗi dài momocycle (đơn chu kỳ) cho truyền thông, điều chế dữ liệu và nhận dạng kênh đ−ợc thực hiện bởi biến đổi vị trí xung trong mỗi khung. Khi phát những chuỗi trên, điều quan trọng là để đảm bảo rằng tính toàn vẹn phổ truyền dẫn vẫn không bị ảnh h−ởng.
( ) ( ) ∑ = + ∆ − − − = n j shift PPM f f BPPM random gmt j T T dT p 1 _ _ 1 . (2-16)
trong đó Tf là chu kỳ khung. ∆Tf là vị trí ngẫu nhiên của xung trong một khung, nó có giá trị trong khoảng (TPPM_shift, Tf-TPPM_shift). d là dữ liệu cơ hai đ−ợc phát nhận giá trị là “0” (có thể là “-1” cũng không ảnh h−ởng) hoặc “1”. TPPM_shift là thời gian trễ hay hệ số dịch vị trí theo thời gian. Vị trí của xung tham khảo (referenced pulse) đ−ợc cho bởi
prandom(t). Các tham số này thể xem trong hình 2-10.
Hình 2-10: Các xung vị trí ngẫu nhiên với điều chế BPPM
Hơn nữa, giá trị của Tf lại xác định tốc độ ký hiệu. Nếu Tf là 100 ns thì tốc độ ký hiệu sẽ là 10 Mb/s. Bằng cách giảm Tf , tốc độ ký hiệu có thể tăng lên nh−ng khi đó nhiễu giao thoa ký hiệu (ISI) cũng tăng. Kết quả là giá trị của Tf không thể lựa chọn quá nhỏ trừ khi khoảng cách giữa trạm phát Tx và trạm thu Rx cũng rất nhỏ. Thay vì thay đổi tốc độ ký hiệu để điều chỉnh tốc độ truyền dẫn, chúng ta có thể tăng tốc độ dữ liệu bằng cách sử dụng điều chế M-ary PPM. Do đó, nhiều bít thông tin hơn có thể đ−ợc phát đi trong một ký hiệu.
{∆Tf} là một chuỗi mã giả tập âm PN. Đối với một tuyến truyền thông, một cặp bộ thu và bộ phát phải hoạt động tại cùng một mã giả tập âm PN. Do đó bộ thu sẽ biết đ−ợc thời điểm để tách dữ liệu (xung) đúng dựa trên mã PN, và các bộ thu khác thì không biết đ−ợc mã PN này nên không thể thu lấy đ−ợc dữ liệu từ tuyến truyền thông này.
Chúng ta nhận thấy rằng tr−ớc đó có một xung đ−ợc tách chính xác bởi bộ thu thì các xung tiếp theo có thể đ−ợc bám chặt bởi một bộ t−ơng quan dựa trên mã PN đó một cách dễ dàng. Do vậy, chìa khoá để giải quyết vấn đề trong thiết kế bộ thu là làm sao chúng ta có thể tách đúng vị trí của xung về thời gian với độ chính xác cần thiết.