6. Nội dung của luận văn
3.1. Giới thiệu chương
Gần đây, hai hệ thống thông tin hàng không số băng tần L là L-DACS1 và L-DACS2 đã được đưa ra là hai đề cử cơ sở hạ tầng thông tin tương lai cho các hệ thống thông tin không đối đất A/G, với L-DACS1 được chọn là đề cử tốt nhất. Trong chương này, luận văn mô tả một hệ thống thông tin dựa trên dải bộ lọc đa sóng mang FBMC và chỉ ra các ưu điểm của nó vượt qua các hệ thống L-DACS. Chương này cung cấp kết quả mô phỏng cho cả ba hệ thống thông tin để so sánh khá rõ mật độ phổ công suất của chúng, tỷ lệ công suất đỉnh/trung bình PAPR và tỷ lệ lỗi bit BER. Chương này chỉ ra rằng trong một mô hình kênh thông tin A/G, FBMC có hiệu suất và cách nén phổ tốt hơn so với các hệ thống L-DACS, và điều này đặc biệt đúng với sự hiện diện của tín hiệu nhiễu từ thiết bị đo khoảng cách DME. Kết quả mô phỏng cho thấy FBMC có thể làm giảm đáng kể công suất ngoài băng tần và có thể ngăn chặn sự can thiệp của DME ít nhất 19,5 dB, do các bộ lọc nguyên mẫu sóng mang con. FBMC cũng có thể tăng thông lượng và hiệu suất phổ bằng cách giảm số lượng sóng mang con bảo vệ và loại bỏ tiền tố, hậu tố tuần hoàn, cũng như các kỹ thuật đang chạy được sử dụng trong L-DACS1. Những kết quả này cho thấy rằng một hệ thống thông tin dựa trên FBMC có thể là một đề cử hấp dẫn cho các hệ thống thông tin A/G trong tương lai.
L-DACS2 là một hệ thống thông tin đơn sóng mang sử dụng kỹ thuật điều chế khóa dịch tối thiểu Gauss GMSK với băng thông 200 kHz (BW), và L-DACS1 là một hệ thống thông tin hiện đại hơn dựa trên ghép kênh phân chia tần số trực giao OFDM với băng thông 0,5 MHz. Mục đích chính thiết kế L-DACS1 và L-DACS2 là lấp đầy khoảng tần số trống giữa hai kênh thiết bị đo khoảng cách DME lân cận liền kề cách nhau 1 MHz trong phổ băng tần L. Trong trường hợp này, các kênh băng tần L bao gồm tín hiệu L-DACS và tín
hiệu DME có thể chiếm toàn bộ băng tần; L-DACS sử dụng các phần của băng tần L với công suất DME thấp. L-DACS2 có băng thông gần một nửa của L-DACS1 và không thể hỗ trợ điều chế bậc cao hơn; do đó, hiệu suất phổ của L-DACS1 cao hơn L-DACS2. Hệ thống thông tin đa sóng mang L- DACS1 sử dụng các kỹ thuật lớp vật lý tiên tiến hơn, như tán xạ dẫn hướng cho cân bằng kênh, quản lý tỷ lệ công suất đỉnh/trung bình PAPR và đồng bộ hóa dựa trên dẫn hướng, tất cả đều bao gồm trong kết cấu khung L-DACS1. Trong các giới hạn của PAPR, L-DACS2 là tốt hơn so với các hệ thống khác bởi vì nó là một điều chế đường bao không đổi đơn sóng mang.
Trong tìm kiếm cho các hệ thống truyền dẫn tốt hơn, các nhà nghiên cứu đang xem xét các định dạng điều chế khác nhau. Một trong số đó là dải bộ lọc đa sóng mang FBMC [8], [24]. Hệ thống thông tin không đối đất A/G mới dựa trên FBMC được đề xuất ở đây dựa trên hệ thống L-DACS1 và có các tham số lớp vật lý tương tự như L-DACS1 (ví dụ, bằng tổng số sóng mang con, khoảng cách sóng mang con và tổng băng thông). FBMC có nhiều ưu điểm hơn L-DACS1, chẳng hạn như hiệu suất và hình phổ tốt hơn. FBMC cũng linh hoạt hơn đối với tín hiệu DME ngoài kênh OOB (Out of Band) tại các kênh lân cận. Sự khác biệt chính giữa FBMC và L-DACS1 là sử dụng bộ lọc nguyên mẫu FBMC tốt hơn; sử dụng kỹ thuật lọc này tạo ra tất cả những ưu điểm. Hạn chế chính của FBMC là sự phức tạp của nó vì việc xử lý lọc phức tạp hơn ở tất cả các sóng mang con.
Chương này so sánh hiệu suất của L-DACS1, L-DACS2 và hệ thống mới dựa trên điều chế FBMC. Việc so sánh hệ thống thông tin dựa trên FBMC này với các hệ thống L-DACS trong chính kênh A/G với các tín hiệu nhiễu băng tần L. Các mô hình kênh A/G được sử dụng dựa trên các phép đo do Trung tâm nghiên cứu Glenn của NASA thực hiện cho ba môi trường khác nhau: địa hình trên mặt nước [16], miền núi và địa hình đồi núi [25]. Theo các đặc tính vật lý của các hệ thống và các kênh thông tin này, các tín hiệu phát của các hệ
thống này dễ bị pha đinh tần số phẳng và chậm. Do đó, bằng cách sử dụng các bộ lọc nguyên mẫu, tín hiệu FBMC có thể truyền qua các kênh này mà không yêu cầu sử dụng một tiền tố tuần hoàn CP và các kỹ thuật cửa sổ như được sử dụng trong L-DACS1.