g t= t lT t lT −
2.1.5. Dạng phổ của hệ thống OFDM
Trong phần này sẽ nờu lờn những vấn đề thực hiện liờn quan đến cỏc đặc tớnh phổ của OFDM. Ta sẽ tiến hành xem xột một hệ thống OFDM với cỏc súng mang con tại cỏc vị trớ tần số trong băng gốc dạng phức được cho
trước bởi fk=k/T với k=0, ±1, ±2, …., ±K/2. Như đó trỡnh bày ở trong mục 2.1.2, cỏc xung súng mang con trong miền tần số cú dạng giống như cỏc hàm sin xếp chồng lờn nhau để nhận được một phổ gần giống hỡnh chữ nhật nằm giữa –K/T và +K/T. Tuy nhiờn, tồn tại một bức xạ lớn ngoài băng bờn phớa ngoài bỳp chớnh của phổ OFDM do hiện tượng giảm chậm của hàm sin. Đõy là phổ của tớn hiệu OFDM khi khụng cú khoảng bảo vệ. Khi cú thờm khoảng bảo vệ, nú sẽ thay đổi nhỏ dạng phổ nhờ việc thờm vào độ gợn súng cho bỳp chớnh và giảm độ gợn súng cho cỏc bỳp biờn. Hỡnh 2.9 mụ tả phổ OFDM này với K=96, độ rộng của khoảng bảo vệ là ∆ =T/ 4.
Hỡnh 2.9: Phổ mật độ cụng suất tớn hiệu OFDM cú khoảng bảo vệ
Số lượng súng mang con ảnh hưởng rất lớn đến sự suy giảm của cỏc bỳp biờn. Với độ rộng bỳp chớnh là B=K/T, phổ của mỗi súng mang con – bao gồm cỏc bỳp biờn của nú – trở nờn hẹp hơn khi tăng K. Kết quả là cỏc bỳp biờn của toàn bộ phổ OFDM sẽ càng đạt tới dạng phổ chữ nhật hơn. Tuy nhiờn, ngay cả với số K lớn thỡ suy giảm cú thể vẫn khụng đủ thỏa món để đỏp ứng yờu cầu quy hoạch mạng. Do vậy sẽ cú những giới hạn đặc biệt cho
Tần số chuẩn húa fT Tần số chuẩn húa fT P hổ c ụn g s u ất (t u yế n tớn h) P hổ c ụn g s u ất (d B )
cỏc hệ thống quảng bỏ mà ở đú độ suy giảm của bỳp biờn vào khoảng -70dB. Trong trường hợp đú, cỏc bước thớch hợp phải được thực hiện để giảm sự bức xạ ngoài băng.
Trong cỏc hệ thống thực tế yờu cầu một mặt nạ phổ xỏc định đúng vai trũ là một giới hạn cho phổ của tớn hiệu OFDM trong quỏ trỡnh triển khai. Mặt nạ phổ này thường được xỏc định bởi những thụng số kỹ thuật cho biết độ bức xạ ngoài băng cho phộp lớn nhất tại tần số cho trước. Hỡnh 2.10 cho ta một vớ dụ về một mặt nạ phổ thường được sử dụng trong cỏc hệ thống LAN khụng dõy. Thực hiện chuẩn húa tần số theo độ rộng của bỳp chớnh B=K/T, do vậy, bỳp chớnh sẽ nằm giữa cỏc tần số đó chuẩn húa -0.5 và 0.5. Để thỏa món những yờu cầu về mặt nạ phổ về việc giảm cỏc bỳp biờn và sẽ được thực hiện thụng qua cỏc bộ lọc, thường là lọc số để nõng cao chất lượng.
Hỡnh 2.10: Mặt nạ phổ cho hệ thống OFDM.
Trong vớ dụ ở đõy, bộ lọc số được sử dụng là bộ lọc Butterworth để làm giảm cỏc bỳp biờn của tớn hiệu OFDM cú K=96 và N=512 (thực hiện
oversampling 4 lần). Để trỏnh những sự suy hao đỏng kể hoặc sự mộo trễ nhúm bờn trong bỳp chớnh, sẽ chọn độ rộng bộ lọc 3dB f3dB=64/T. Với băng thụng này, biờn độ sẽ là phẳng và pha gần tuyến tớnh bờn trong bỳp chớnh.
Hỡnh 2.11: Phổ của tớn hiệu OFDM khi sử dụng bộ lọc Butterworth bậc 5 và bậc 10.