Truyền súng UWB [1] là một sự kiện tức thời. Một xung UWB, khụng giống như súng sin, cú độ rộng rất hẹp về cả thời gian lẫn khụng gian. Hỡnh 3.39 chỉ ra hỡnh chiếu bằng của một khu vực văn phũng sử dụng trong mụ phỏng trong đú cú một bộ phỏt UWB nằm ở gúc dưới trờn trỏi của phũng, nú phỏt xạ một xung UWB. Xung tớn hiệu UWB hẹp truyền lan theo hỡnh cầu giống từ nguồn điểm của tớn hiệu này như được mụ tả trong Hỡnh 3-40.
Trong Hỡnh 3-41, súng UWB đó bắt đầu lan truyền trong phũng đầu tiờn và đó
chạm tới cỏc bức tường đầu tiờn của phũng này, nú tiếp tục truyền xuyờn tường và
lan rộng ra xung quanh. Cỏc tia phản xạ của súng ban đầu trở thành cỏc tớn hiệu quay trở lại nguồn điểm.
Sự lan rộng hơn của cỏc mặt súng này được chỉ ra trong Hỡnh 3-42 trong đú mặt súng đó truyền qua rất nhiều bức tường, xuất hiện rất nhiều mặt súng phản xạ và
chỳng thể hiện ảnh hưởng rừ ràng hơn.
đứng ở bất kỳ vị trớ nào trong khu vực văn phũng sẽ cú thể đụng phải xung đầu tiờn
khi mặt súng truyền qua, theo sau nú là nhiều tiếng vọng chồng lấn do cỏc tớn hiệu tới từ rất nhiều đường phản xạ khỏc nhau.
Hỡnh 3.40: Mụ phỏng thời điểm bắt đầu phỏt xạ của một tớn hiệu
Hỡnh 3.41 : Mụ phỏng truyền xung xuyờn qua cỏc bức tường
Hỡnh 3.43: Mụ phỏng tiếng vọng đa đường sau khi mặt súng truyền qua
Hỡnh 3.44: Mụ phỏng xung UWB chạm tới một vật chắn
Hỡnh 3.45: Mụ phỏng phản xạ đa đường sau khi mặt súng truyền gốc qua
bờn phải của hỡnh này. Trong Hỡnh 3.45, mặt súng hiện tại đang ở điểm “X”, đó được truyền lan, được phản xạ, và tỏn xạ từ vật chắn “V” và đó tạo ra tia “W”. Cả
tia súng truyền lan gốc và súng truyền lan phản xạ tương tỏc với nhau tại “X”. Thụng tin biờn độ tớn hiệu trước khi cú sự phản xạ tại “V” như trong Hỡnh 3.44, và tại “X” như trong Hỡnh 3.45, được minh hoạ ở bờn phải của hỡnh này. Cú rất nhiều mặt súng phản xạ khỏc lần theo sau mặt súng chớnh, như được minh hoạ từ Hỡnh
3.40 đến Hỡnh 3.43, nhưng về nguyờn tắc thỡ giống với trường hợp được mụ tả ở đõy.
3.6.4 Mụ hỡnh truyền súng và cỏc tham số
Đó cú một số mụ hỡnh truyền súng nổi tiếng được nghiờn cứu phỏt triển cho hệ
thống UWB. Cỏc mụ hỡnh này được túm tắt trong Bảng 3-3 bao gồm cỏc tham số và cỏc cụng thức liờn quan. Điều mặc định trong cỏc mụ hỡnh này là sử dụng loại anten bộ thu cú “tăng ớch hằng số”, do đú cú sự phụ thuộc vào tần số khi súng truyền trong khụng gian tự do. Cỏc tham số của cỏc mụ hỡnh truyền súng được tổng kết trong Bảng 3-4 cựng với cỏc đơn vị đo thường được sử dụng nhất của chỳng.
Loại Kiểu Tham số Khả năng ứng dụng
Khụng gian tự do Tiền định fm Khụng gian tự do Hai đường Tiền định Fm, H1, H2 Gần mặt đất, khụng xỏo
trộn, tớn hiệu xỏc định Hai đường xấp xỉ bởi SBY Thống kờ fm,d1 N=4 Gần mặt đất, khụng xỏo trộn, sử dụng khi khụng biết dạng tớn hiệu Mụ hỡnh SBY với CIR và che khuất
Thống kờ fm, d1, n, σ ,
RMS
τ
Đa đường cú che khuất
Tham số Mụ tả Đơn vị
Fm Tần số trung tõm trong truyền súng tớn hiệu GHz
H1, H2 Độ cao anten phỏt và thu trờn mặt đất m
Dt Khoảng cỏch giữa quy tắc truyền súng và khụng gian tự do m
N Định luật năng lượng truyền súng m
δ Lognormal shadowing standard deviation dB
RMS
τ Trung bỡnh bỡnh phương trải trễ ns
To Giải phỏp đa đường, tương hỗ hoặc băng thụng tớn hiệu Ps
Bảng 3.4: Cỏc tham số mụ hỡnh truyền súng
3.7 Bộ thu UWB
3.7.1 Nguyờn tắc
Tớn hiệu, khi được tạo, phỏt đi, cần phải được thu lại để xử lớ. Thiết bị thu, vớ như thiết bị giải trớ radio tại nhà, thu tớn hiệu trờn và chuyển chỳng thành õm thanh. Cỏc bộ thu cũn chứa một vài chức năng khỏc. Chỳng thu năng lượng tớn hiệu từ anten, tỏch thụng tin ra từ tớn hiệu thu, và biểu diễn tớn hiệu đú. Chỳng tụi đó giới thiệu kĩ thuật radio gần đõy sử dụng băng tần rộng với cụng suất tương đương nhiễu nền và một số thiết bị thu và tỏch tớn hiệu ban đầu chưa được hiệu quả cho lắm. Khụi phục tớn hiệu và tỏch thụng tin hiệu quả là chỡa khoỏ thành cụng của một liờn kết vụ tuyến.
Quỏ trỡnh phỏt kớ tự “S” của Marconi qua biển Atlantic khụng chứa một lượng lớn thụng tin. Quỏ trỡnh truyền dẫn được chuẩn bị trước. Tớn hiệu truyền dẫn được dự đoỏn trước cho phộp sử dụng “bộ thu thớch hợp” đơn giản ở phớa đầu thu. Chớnh xỏc hơn, đú là một kĩ thuật thu thớch hợp: mà người vận hành phớa thu biết sẽ nghe kớ tự “S” trong bảng mó Morse và chờ nghe tớn hiệu này. Điều này cải thiện đỏng kể khả năng thu tớn hiệu yếu thường bị lấn ỏt bởi nhiễu. Biết khi nào để thu tớn hiệu nào đú và cỏi gỡ tớn hiệu thực sự mang theo biến nú thành một sự kiện được mong
nhiờn. Đú là một kĩ thuật mà cỏc điện bỏo viờn Morse thường sử dụng khi sử dụng một tập hợp lớn cỏc kớ hiệu viết tắt đó thoả thuận trờn tồn thế giới cú sẵn trong
bảng mó Morse. Cỏc dịch vụ vụ tuyến hiện nay, như hàng khụng v,v, đang phỏt triển cỏc cụm từ chuẩn để biểu diễn dạng thụng tin xỏc định ở dạng dự đoỏn để nõng cao độ chớnh xỏc của mỏy thu. Lĩnh vực vụ tuyến phỏt triển thuật ngữ riờng của nú
để nõng cao khả năng diễn đạt. Thuật ngữ sử dụng ở phớa thu UWB là tớn hiệu
“mẫu” (“template”) mà chỳng ta cố gắng tạo ra để thớch hợp với tớn hiệu thu được. Chỳng ta sẽ xem xột hiệu quả tỏch thụng tin từ tớn hiệu thu được phụ thuộc vào chất lượng của tớn hiệu mẫu, cả định thời và dạng của tớn hiệu. Độ tin cậy là thỏch thức kĩ thuật chủ yếu đối với thiết kế bộ thu