Trong truyền thụng yờu cầu cả sự truyền và thu tớn hiệu. Bõy giờ sẽ giới thiệu qua về kĩ thuật tỏch tớn hiệu; bắt và bỏm chuỗi xung.
a. Tỏch tớn hiệu
Tạo được tớn hiệu với cỏc đặc tớnh phổ mong muốn, cũn cần phải cú hệ thống thu tối ưu. Kĩ thuật thu tối ưu, kĩ thuật thường được sử dụng trong UWB, là bộ thu
tương quan, thường được gọi là bộ tương quan. Một bộ tương quan nhõn tớn hiệu
RF thu được với tớn hiệu mẫu và sau đú tớch phõn kết quả của tiến trỡnh đú để tạo ra một thành phần một chiều. Tiến trỡnh nhõn và tớch phõn xảy ra trong một chu kỡ của xung và nú được thực hiện trong khoảng nhỏ hơn nano giõy. Với tớn hiệu mẫu chớnh xỏc kết quả đầu ra của bộ tương quan đo đạc cỏc vị trớ thời gian tương đối của tớn
hiệu thu và tớn hiệu mẫu.
Nếu chỳng ta giả thiết PPM là phương phỏp điều chế bộ tương quan là một bộ tương quan tối ưu sớm/muộn. Lấy một vớ dụ đơn giản nhất, khi xung thu sớm hơn
cỡ là ẳ một xung kết quả bộ tương quan là +1, khi nú thu muộn hơn cỡ là ẳ một xung kết quả bộ tương quan là -1, và khi cỏc xung đến trung trung tõm của cửa sổ tương quan kết quả đầu ra là 0. Qua đú, tớn hiệu tạp õm trong băng thu được bởi
tuyến UWB đầu ra của bộ tương quan cú giỏ trị trung bỡnh 0. Hơn nữa, chuẩn hoỏ hay trung bỡnh bỡnh phương (rms) của đầu ra bộ tương quan liờn quan với cụng suất của cỏc tớn hiệu trong băng.
b. Tớch phõn xung
Khi một monocyle bị lấn ỏt bởi tạp õm của cỏc tớn hiệu khỏc, sẽ vụ cựng khú khăn để tỏch một xung UWB đơn và độ tin cậy thụng tin thu được là thấp. Tuy
nhiờn, bằng việc cộng cỏc mẫu bộ tương quan (vớ dụ xung nhõn), từ đú cú thể thu
được tớn hiệu đó phỏt với độ tin cậy cao hơn. Tiến trỡnh này được gọi là tớch phõn
xung. Thụng qua tớch phõn xung, cỏc bộ thu cú thể thu, bỏm và giải điều chế tớn
hiệu UWB cú cụng suất thực sự thấp hơn nhiễu nền. Tớnh toỏn hiệu năng của bộ thu UWB ở khớa cạnh cỏc tớn hiệu nhiễu trong băng được gọi là độ lợi xử lớ.
Bỏm là tiến trỡnh trong bộ thu cú thể liờn tục kiểm tra liệu cỏc xung cú đến tại cỏc thời điểm mong muốn và nếu khụng điều chỉnh thời gian. Một vớ dụ đơn giản là để xem xột tiến trỡnh. Giả thiết rằng bộ thu và phỏt khởi đầu với cỏc xung đồng hồ đó
đồng bộ. Khi thời gian vượt qua cỏc ảnh hưởng của nhiệt và sự khỏc biệt trong sản
xuất tạo ta một trong cỏc xung đồng hồ hoặc cỏc bộ dao động để trở nờn thực sự
nhanh hơn. Nếu sự khỏc biệt này khụng đỳng, thậm chớ bộ thu sẽ khụng thể giải
điều chế chớnh xỏc cỏc xung. Sự dịch chuyển thời gian ở dưới nano giõy cần phải
xem xột cẩn thận.
3.7.3 Hiệu suất bộ thu và tỏch tớn hiệu
Luận văn đó giới thiệu một hệ thống thu phỏt UWB mang tớnh lớ thuyết, chỳng chỉ ra nguyờn lớ cơ bản trong kĩ thuật tạo xung. Bõy giờ chỳng ta xem xột hệ thống
đú để nghiờn cứu tỉ mỉ tại sao nú hoạt động kộm. Cỏc bộ phỏt xung gần đõy tạo ra
tớn hiệu cú băng tần rất rộng, rộng hơn rất nhiều so với băng tần thụng tin
mà nú mang. Vớ dụ, điện bỏo Morse được sử dụng trong cỏc hệ thống này ở tốc độ 5 từ/phỳt mang thụng tin ở tốc độ xấp xỉ 20 b/s. Cỏc “xung UWB”, được giới thiệu lại trong Hỡnh 3.48, được điều chế đơn giản để chiếm băng tần 500 MHz. Bộ thu tỏch súng biờn độ đơn giản cũng cú băng tần tương tự 500MHz, nhưng thụng tin được mang bởi tớn hiệu mó hoỏ Morse chỉ cú băng tần 20 Hz. Do đú, sự mất phự
hợp giữa tớn hiệu phỏt và cỏch mà thụng tin được thu và tỏch ra chỉ là 20/500.000.000. Theo decibel, hệ số đú cú giỏ trị là -74 dB!
Hỡnh 3.48 : Hệ thống bỏo hiệu UWB kộm hiệu quả dựa trờn cụng nghệ vụ tuyến truyền thống
Để thu tớn hiệu một cỏch tin cậy, năng lượng tớn hiệu phải mạnh hơn tổng tạp õm
thu được ở băng tần 500 MHz khoảng 6 dB hoặc hơn. Hệ thống vụ tuyến gần đõy chuyển băng hẹp để phự hợp băng tần tớn hiệu với băng tần thụng tin. Cỏc bộ phỏt trở nờn “sạch hơn” và phỏt cỏc “xung sạch”, trong khi cỏc bộ thu được điều chỉnh sao cho băng tần hẹp hơn để loại trừ tạp õm tối đa cú thể nhưng vẫn cho băng tần
thụng tin đi qua. Tỉ số tớn hiệu trờn tạp õm SNR được cải thiện rất nhiều hiệu quả bộ thu-tỏch súng cú thể thể hiện qua tỉ số giữa SNR đầu vào với SNR đầu ra của bộ thu- tỏch súng. Trong cỏc hệ thống số thay bằng SNR, chỳng ta sử dụng tỉ số năng lượng bit trờn mật độ phổ tạp õm, Eb/N0. SNR được sử dụng phổ biến nhất trong cỏc hệ thống tương tự, nú là tỉ số của cụng suất, trong khi Eb/N0 được sử dụng phổ biến nhất trong cỏc hệ thống nhị phõn và là tỉ số năng lượng. SNR và Eb/N0 quan hệ với nhau trong AWGN bởi tham số thời gian bit Tb và băng tần tớn hiệu B,
NoB No Eb N S SNR= = ( / ) (3.45)
SNR và Eb/N0 bằng nhau khi băng tần tớn hiệu bằng nghịch đảo của chu kỡ bit.
Trong cỏc hệ thống tương tự, B thường được lấy giỏ trị sao cho thoả món băng tần
thực của của tất cả cỏc bộ lọc thu, và nú thường lớn hơn băng tần tớn hiệu. Cấu trỳc bộ thu đơn giản mà với nú hệ số tỏch súng cú thể tớnh được được chỉ ra trờn Hỡnh 3.49.