Mô hình tổng quát của một hệ thống FSO/CDMA được minh họa như trong Hình 4.1, trong đó có U bộ phát đại diện cho U người dùng được kết nối qua kênh FSO tới trạm trung tâm. Mỗi người dùng được gán một mã duy nhất và số liệu của người dùng sẽ được mã hóa với chuỗi mã này trước khi được phát qua kênh FSO tới trạm trung tâm. Tại trạm trung tâm, tín hiệu từ tất cả các người dùng được kết hợp lại tại thấu kính thu (tạo ra tín hiệu CDMA) trước khi đưa tới U bộ thu nhờ một bộ chia quang. Mỗi bộ thu sẽ nhận được tín hiệu từ tất cả các bộ phát và tín hiệu từ bộ phát tương ứng (có cùng mã với bộ thu) sẽ được giải mã và khôi phục thành số liệu nhị phân.
Tương tự như các hệ thống FSO điểm-điểm, hiệu năng hệ thống FSO/CDMA điểm-đa điểm cũng chịu ảnh hưởng của nhiễu loạn khí quyển và các yếu tố ảnh hưởng khác. Ngoài ra, trong môi trường đa người dùng, nhiễu đa truy nhập (MAI) cũng là một yếu tố ảnh hưởng lên hiệu năng hệ thống FSO/CDMA. Cuối cùng, do tín hiệu được phát đi dưới dạng các xung quang hẹp (dưới dạng chip quang), nên ảnh hưởng của dãn xung cũng cần phải được khảo sát, đánh giá. Nội dung tiếp theo của chương sẽ được bố cục thành hai phần chính: (1) phân tích hiệu năng hệ thống FSO/CDMA sử dụng điều chế M-PPM dưới ảnh hưởng của suy hao, nhiễu loạn, dãn
xung, các loại nhiễu và từ đó đề xuất phương thức điều chế PPM đa bước sóng MWPPM nhằm cải thiện hiệu năng hệ thống FSO/CDMA; (2) đề xuất mô hình và giải pháp cải thiện hiệu năng hệ thống FSO/CDMA dựa trên kỹ thuật chuyển tiếp, sau đó khảo sát hiệu năng truyền dẫn của hệ thống đã đề xuất.
4.2 CẢI THIỆN HIỆU NĂNG HỆ THỐNG FSO/CDMA SỬ DỤNG MWPPM
Để giảm ảnh hưởng của nhiễu loạn khí quyển lên hiệu năng hệ thống FSO/CDMA, phương thức điều chế M-PPM được đề xuất sử dụng trong các nghiên cứu [68], [95], [103], [105], [110]. Trong điều kiện tốc độ truyền dẫn không cao và không tính đến ảnh hưởng của dãn xung, các nghiên cứu trước đây đã cho thấy sử dụng M-PPM là một giải pháp hiệu quả. Tuy nhiên, với hệ thống FSO/CDMA, băng thông yêu cầu sẽ rất lớn nếu sử dụng PPM nhiều mức do độ rộng chip rất hẹp hơn độ rộng bit. Việc truyền tải tín hiệu với băng tần quá rộng sẽ khiến tín hiệu bị méo do hàm truyền đạt của kênh không bằng phẳng và xung bị dãn rộng hơn. Để đánh giá ảnh hưởng của dãn xung lên hiệu năng hệ thống FSO/CDMA, trong nội dung nghiên cứu này, nghiên cứu sinh sử dụng mô hình lan truyền xung Gauss, một mô hình có tính thực tế cao [C7].
Ngoài ra, để tránh ảnh hưởng của dãn xung khi sử dụng điều chế M-PPM mức cao (M lớn và xung hẹp), nghiên cứu sinh đề xuất phương thức điều chế vị trí xung đa bước sóng MWPPM [C7]. MWPPM là sự kết hợp giữa kỹ thuật PPM và kỹ thuật điều chế khóa dịch bước sóng WSK [64]. Do đó MWPPM được đặc trưng bởi hai tham số là số bước sóng (Ws) và số vị trí xung (M). Trong Ws-M-MWPPM, một xung quang đại diện cho một trong số B (B=WsM) ký hiệu, xung này được truyền đi ở một trong số M khe thời gian và tại một trong số Ws bước sóng như được minh họa trong Hình 4.2. Kết quả là nhờ vào việc sử dụng Ws bước sóng, số mức điều chế trong M-PPM có thể được tăng lên Ws lần mà không làm tăng tốc độ chip. MWPPM cũng giúp tránh được nhược điểm gặp phải trong WSK, đó là sự tăng tuyến tính của công suất phát trung bình yêu cầu của laser khi tốc độ số liệu tăng. Ngoài ra nghiên cứu sinh cũng đề xuất sử dụng photodiode thác APD tại phía thu để nâng cao hơn nữa hiệu năng của hệ thống.
Số liệu Ký hiệu nhị phân