Phương pháp điều chế khóa bật tắt OOK là một phương pháp điều chế rất phổ biến trong các hệ thống truyền dẫn không dây sử dụng tia hồng ngoại. Phương pháp này đôi khi còn được gọi là mã hóa Non-return-to-zero (NRZ).
Điều chế khóa tắt bật là một phương pháp điều chế hai mức bao gồm hai ký hiệu tương ứng với mức công suất 2P hoặc 0. Tín hiệu có thể được biểu diễn bằng hàm cơ sở φOOK(t )
với biểu thức (2.4) dưới đây.
φOOK(t ) = 1
t
t
T (2.4)
Trong đó
T là chu kỳ kí hiệu và rect(t) được tính như (2.5).
(2.5) Sử dụng hàm cơ sở này, ta có biểu thức cường độ sáng theo miền thời gian
được gửi qua kênh truyền theo biểu thức (2.6). x(t ) =
∞
k =−∞
TA[k ]φOOK(t − kT ) (2.6) Với A[k]∈{0,1} và được chọn thống nhất, biên độ trung bình của x(t) được đặt
tại P do phân bố của các ký tự. Không gian tín hiệu của OOK bao gồm hai điểm và được mô tả như trong hình 3.5. Xác suất lỗi bit được xác định bằng biểu thức (2.7).
P Rσ Rσ (2.7) Trong đó tốc độ bít R = 1 T
Hình 2.4. Hàm cơ sở (a) và Không gian tín hiệu OOK (b) [14]
rect
∑ 2P
Pe = Q
Phương pháp điều chế này có nhược điểm đó là gây ra hiện tượng nhấp nháy do nguyên tắc điều chế tắt bật nguồn sáng theo các bit 0, 1. Để khắc phục hiện tượng này, tín hiệu sẽ được mã hóa với mã Manchester trước khi đưa vào điều chế, bit 0 sẽ được ký hiệu bằng “01” và bit 1 sẽ được ký hiệu bằng “10”. Do đó sẽ tạo ra được một bộ mã cân bằng số lượng bit 0 và 1, tránh được hiện tượng nhấp nháy.
Việc điều chỉnh độ sáng trong OOK có thể thực hiện theo hai cách, hoặc chúng ta thay đổi lại mức độ “bật”, “tắt” đối với các ký tự (có nghĩa không cần thiết phải tắt hẳn hoàn toàn nguồn sáng, mà chỉ cần đủ nhỏ để có thể phân định rõ ràng giữa hai mức này) hoặc các mức này vẫn giữ nguyên và thay đổi thời gian mức cao (duty-cycle) (tức thời gian tín hiệu ở mức cao/chu kỳ) bằng cách chèn thêm các ký hiệu dư thừa (Compensation Symbols – CS) vào để điều chỉnh tăng giảm độ sáng. Ví dụ nếu độ sáng của dữ liệu là A% với chu kỳ T1 và các ký hiệu dư thừa có độ sáng B% với chu kỳ T2, độ sáng trung bình N(%) sẽ được tính theo biểu thức (2.8).
N = AT 1 + BT 2
T1 + T2
(2.8) Hai phương pháp trên đều có những ưu khuyết điểm riêng, đối với phương
pháp thứ nhất, đặt lại hai mức tắt bật sẽ giữ nguyên tốc độ bit không đổi nhưng sẽ làm thay đổi hai mức độ, có thể gây ra hiện tượng thay đổi màu sắc do phải tác động đến quá trình điều khiển LED. Đối với cách còn lại, hai mức độ không đổi nhưng sẽ làm chậm tốc độ bit do đã chèn thêm bit dư thừa vào.
Hình 2.4 cho thấy ví dụ sử dụng các ký hiệu dư thừa để làm tăng độ sáng, do sử dụng mã Manchester để mã hóa nên thời gian mức cao luôn đạt 1/2 (tỉ lệ bit 0 và 1 như nhau), nói cách khác mức độ sáng là 50%, ta sẽ chèn thêm các ký hiệu dư thừa vào để tăng thời gian mức cao (tăng bit 1) khiến cho mức sáng trung bình (Average Brightness – AB) cao hơn 50%.
Hình 2.5. Tăng độ sáng bằng cách chèn thêm ký hiệu thừa CS [14]