2.2 ĐỒNG BỘ TRONG HỆ THỐNG OFDM-CDMA.[8 ][16 ]
2.2.1 ĐỒNG BỘ ĐỊNH THỜI TRONG OFDM-CDMA
Nhƣ đã trình bày ở phần trƣớc, mục tiêu chính của đồng bộ định thời là nắm bắt đƣợc thời điểm bắt đầu ký hiệu OFDM-CDMA. Bằng cách sử dụng khoảng bảo vệ- tiền tố vịng thì vấn đề đồng bộ định thời không là trở ngại nữa. Nếu độ trơi định thời nhỏ hơn khoảng bảo vệ, thì vẫn giữ đƣợc sự trực giao giữa các sóng mang con, và độ trễ này có thể đƣợc xem nhƣ là trễ truyền dẫn gây ra bởi kênh truyền. Độ trễ khi đó đƣợc ƣớc tính, và làm bằng bởi phần tử ƣớc lƣợng kênh (CE). Nhƣng nếu độ
33 Đồng bộ trong hệ OFDM-CDMA
trôi định thời vƣợt quá khoảng bảo vệ thì sự trực giao giữa các sóng mang con bị phá v , gây nên lỗi ICI và ISI.
Về cơ bản hai nhiệm vụ chính của đồng bộ định thời: xác định vị trí hàm của sổ FFT (đồng bộ khung, đồng bộ ký hiệu) và ƣớc tính tốc độ lấy mẫu của bộ chuyển đổi A/D. Đồng bộ định thời về cơ bản đƣợc thực hiện qua hai giai đoạn: đồng bộ thô, và đồng bộ tinh.
2.2.1.1 Định thời ký hiệu thô (Coarse Symbol Timing).
Tùy thuộc vào đặc điểm kênh truyền tín hiệu, mà có nhiều thuật tốn phục vụ cho đồng bộ định thời thơ, một trong số đó là lợi dụng sự khác biệt về năng lƣợng tại băng cơ sở, nhƣ việc sử dụng các ký tự trống nhƣ đƣợc xem xét sau đây.
Tách các ký tự trống (Null symbols detection).
Hình 2.6: Đồng bộ định thời thơ dựa trên việc tách các ký tự trống.
Do các ký tự trống có năng lƣợng trung bình bằng khơng nên có thể đƣợc phát hiện dễ dàng. Một khi ghi nhận đƣợc các ký tự có năng lƣợng bằng khơng, thì đó chính là bắt đầu của một khung OFDM-CDMA. Việc tách các ký tự trống cho ta thông tin thô về định thời.
2.2.1.2 Định thời ký hiệu tinh (Fine Symbol Timing).
Một trong những phƣơng pháp đƣợc sử dụng cho đồng bộ định thời tinh là sử dụng các ký hiệu tham khảo. Một giải pháp đơn giản là sử dụng bộ ƣớc tính đáp ứng kênh truyền. Tín hiệu thu r(t) = s (t) * h (t) là tích chập của tín hiệu đƣợc phát s
(t) và đáp ứng kênh truyền h(t). Trong miền tần số sau khi xử lý FFT ta có R (f) = S
(f)* H (f). Với việc truyền các ký hiệu tham khảo đặc biệt khi đó phía thu đã biết
trƣớc S(f) . Do đó ta có thể tính đƣợc đáp ứng xung của kênh h(t), từ đó cho ta thơng tin chính xác về định thời.
Nhƣng nếu cửa sổ FFT khơng đƣợc xác định đúng vị trí, tín hiệu thu sẽ là:
r (t) = s (t – t0) * h (t) ( 2.2) Dẫn đến tín hiệu sau bộ FFT trở thành: 0 2 ( ) ( ) ( ) j ft R f S f H f e ( 2.3)
Tín hiệu lúc này một lần đƣợc xử lý qua bộ IFFT, thu đƣợc đáp ứng xung
h(t-t0), qua đó tính đƣợc t0 . Cuối cùng, q trình đồng bộ tinh sẽ xác định chính xác
vị trí cửa sổ FFT để t0 gần nhƣ bằng 0.
Điều chỉnh xung lấy mẫu (Sampling Clock Adjustment).
Tại bên thu, tín hiệu thu liên tục đƣợc lấy mẫu theo xung đồng hồ của máy thu. Sự sai khác về nhịp đồng hồ giữa bên phát và bên thu sẽ gây ra xoay pha và làm suy hao thành phần tín hiệu có ích, tạo ra nhiễu ICI.
Một giải pháp đơn giản là sử dụng phƣơng pháp mô tả ở trên để xác định đúng vị trí cửa sổ FFT và điều chỉnh một cách tự động. Tuy nhiên, phƣơng pháp này tạo ra một sự gián đoạn pha giữa các ký hiệu tại vị trí có sự điều chỉnh vị trí cửa sổ FFT. Sự gián đoạn này cần đƣợc xử lý bằng bộ lọc hoặc nội suy sau bộ FFT.
Một giải pháp thứ hai, cũng sử dụng cùng một cách tƣơng tự để đánh giá, với việc xem xét độ dịch cửa sổ FFT là tỷ lệ thuận với độ trôi tần số của bộ dao động tạo xung. Sự đánh giá này dùng để điều chỉnh bộ dao động tại chỗ chính xác hơn. Phƣơng pháp này cho phép tinh chỉnh vị trí cửa sổ FFT mà khơng có những hạn chế do nhiễu pha gây ra bởi một ký hiệu này đến những ký hiệu khác.
35 Đồng bộ trong hệ OFDM-CDMA
Hình 2.7: Đồng bộ định thời tinh dựa trên việc ước tính đáp ứng xung của kênh.