Mục đích của nỗ lực nghiên cứu này là thực hiện lấy mẫu nén trong hệ thống di động. Bằng cách sử dụng kĩ thuật lấy mẫu nén, tín hiệu tiếng nói được mã hóa trước ở phía phát có thể gửi đến được bên thu thông qua kênh truyền không dây. Kết quả là, một lượng nhỏ các mẫu được truyền,và điều này làm tăng tốc truyền dữ liệu khi so sánh với hệ thống truyền thông hiện tại .Trong hệ thống truyền thông đề xuất, tín hiệu tiếng nói được lấy mẫu với tần số thấp hơn tần số Nyquist bằng cách dùng Compressive sensing. Phổ nén sau đó được truyền thông qua hệ thống không dây và khôi phục thành công ở bên thu mà không làm mất đi bất kỳ thông tin quan trọng nào.
[53]
Hình 2.7 Lấy mẫu nén trong hệ thống thông tin di động
Ứng dụng của kỹ thuật lấy mẫu nén với vấn đề ước lượng kênh lần đầu tiên được đề xuất vào năm 2008, và từ đó đã có vài bộ ước lượng kênh tượng tự vậy được giới thiệu mà ta gọi chung là ước lượng kênh nén. Chúng đều dựa trên thực tế rằng trong một kịch bản truyền dẫn không dây thông thường, tín hiệu có thể được truyền đi rất nhiều đường khác nhau từ bên phát tới bên thu (ví dụ do phản xạ từ vật cản lớn như nhà, cây cối, núi đồi,…) nhưng thường chỉ có một số thành phần đa đường đóng góp các hệ số tạo nên tín hiệu ở bên thu. Điều này mang lại cho ta là các mô tả của kênh truyền trong miền trễ Doppler có tính thưa, chủ yếu bị làm suy hao bởi leakage effect (hiệu ứng rò rỉ) do băng thông hữu hạn của kênh truyền và chiều dài khối của hệ thống truyền dẫn đa sóng mang. Trong các phần dưới đây, ta sẽ trình bày sự rò rỉ này ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất của bộ ước lượng kênh nén.
2.9 Kết luận chương
Trong chương này, chúng ta đã thấy được những đặc điểm, tính chất và nội dung quan trọng của kỹ thuật lấy mẫu nén đó là tính thưa thớt, ma trận đo, các điều kiện để khôi phục tín hiệu, và các thuật toán khôi phục tín hiệu. Bên cạnh đó, chúng ta cũng đã điểm qua một số ứng dụng quan trọng của lấy mẫu nén, và ở chương tiếp theo chúng ta sẽ đi sâu nghiên cứu một trong số các ứng dụng đó là lấy mẫu nén
[54]
trong hệ thống đa sóng mang mà cụ thể là ước lượng kênh nén trong hệ thống OFDM.
[55]
CHƯƠNG 3. HỆ THỐNG ĐA SÓNG MANG VÀ ỨNG DỤNG LẤY MẪU NÉN TRONG HỆ THỐNG
3.1 Giới thiệu
Từ những khái niệm đầu về kênh truyền, Maxwell và Hert đã có bước đột phá mô tả đầy đủ truyền dẫn của sóng điện từ vào cuối thế kỉ 19th, từ truyền dẫn không dây đầu tiên sử dụng loại sóng này bởi Tesla và Marconi tại thời khắc chuyển giao của thế kỷ, qua hệ thống truyền hai chiều phát triển cho quân sự trong nửa đầu thế kỷ 20th, tới quảng bá truyền hình vệ tinh, điện thoại di động và mạng LAN không dây (WLAN- wireless local area networks), truyền thông không dây đã trở thành một trong những lĩnh vực phát triển nhanh nhất, đặc biệt vào cuối thế kỷ trước, khi mà tầm quan trọng trong cuộc sống hàng ngày khiến các nghiên cứu về nó không bao giờ là cạn kiệt.
Trong phần này, đầu tiên ta sẽ đưa ra những ý tưởng và khái niệm quan trọng của truyền thông không dây, sau đó ta sẽ mô tả hiện tượng vật lý xảy ra trong suốt quá trình truyền không dây, và giới thiệu mô hình toán học mô tả chúng. Ngoài ra, ta sẽ xem lại mô hình hệ thống rời rạc tương đương, và giới thiệu ý tưởng về ước lượng kênh ở cuối phần này.