Sơ đồ mơ hình của hệ thống AMPS có tích hợp hệ con hiệu chuẩn số, phục vụ cho các nội dung nghiên cứu của luận án được thể hiện trên hình 2.1. Các thành phần chính của hệ thống gồm: tập các MĐTP; mảng IF và ADC; mảng xử lý; bộ tạo tín hiệu; mạng phân phối tín hiệu và khối điều khiển chung.
38
Mảng IF và ADC thực hiện khuếch đại và số hóa tín hiệu trung tần IF (Intermediate Frequency) với các bộ biến đổi tương tự - số ADC cho từng kênh thu. Mảng xử lý thực hiện giải điều chế số (Digital down converter - DDC) và ước lượng sai lệch về pha/biên độ của từng kênh và sau đó hiệu chuẩn chúng để cân bằng tham số trước khi đưa tới bộ tạo búp sóng số (BSS) để hình thành GĐH thu số. Bộ tạo tín hiệu có chức năng tạo ra tín hiệu cao tần RF (Radio Frequency) và dao động ngoại sai LO (Local Oscillator) cấp cho các MĐTP, tín hiệu RF bao gồm tín hiệu cấp cho kênh phát và THHC khi thực hiện hiệu chuẩn thu. Mạng phân phối thực hiện phân chia tín hiệu RF, LO cho các MĐTP. Và cuối cùng là khối điều khiển chung có chức năng điều khiển và đồng bộ tồn hệ thống.
Hình 2.1. Cấu trúc cơ bản của hệ thống AMPS
Dễ dàng nhận thấy rằng, nhiều thành phần quan trọng trong đường truyền, xử lý tín hiệu thu cùng tham gia vào hệ con hiệu chuẩn như: bộ tạo tín hiệu, hệ thống phân phối tín hiệu (mà trong hệ con hiệu chuẩn được gọi là đường hiệu chuẩn), các bộ ADC, tài nguyên xử lý số v.v. Việc tích hợp này cho phép giảm đáng kể tài ngun tồn mảng. Khác với các MĐTP thơng thường, trong sơ đồ này, các MĐTP được thiết kế có bổ sung một số phần tử dùng cho hiệu chuẩn nội TGT (hình 2.2). Những phần tử được vẽ nét đứt như các chuyển
39
mạch CM, mạch ghép định hướng, bộ suy giảm SG được thêm vào để thực hiện phương pháp hiệu chuẩn nêu trên. Các chế độ hiệu chuẩn gồm hiệu chuẩn phát (đường màu đỏ), hiệu chuẩn thu (đường màu xanh lam) và hiệu chuẩn “bypass” - hiệu chỉnh các đầu đo cho thu/phát, hiệu chỉnh xung nhịp cho ADC (đường màu tím). Cấu trúc MĐTP cơ bản như trong tài liệu [26], có khác ở chỗ các đường dẫn cho hiệu chuẩn thu và phát sẽ không ghép bên trong mà được đưa ra bên ngồi (T1-T2, P1-P2 – hình 2.2) nhằm tạo điều kiện thuận lợi khi kiểm tra các tham số của MĐTP khi lắp rắp, chế tạo hoặc kiểm tra định kỳ. Thêm vào đó, thiết kế này sẽ được sử dụng để thay đổi phương thức phân phối THHC nhằm giảm ảnh hưởng của nhiễu rò khi hiệu chuẩn nội (sẽ được trình bày ở chương 3).
Hình 2.2. MĐTP với đường đi các tín hiệu trong chế độ thu – hiệu chuẩn
Với các nội dung nghiên cứu về hiệu chuẩn kênh thu các MĐTP, đường đi của các tín hiệu thể hiện chi tiết trên hình 2.2 như sau: Khi thu, bộ tạo tín hiệu chuyển sang chế độ “Tạo THHC” (màu hồng) đưa tới đầu vào RF của MĐTP. Chuyển mạch CM1 định hướng tín hiệu đi ra đầu nối T1 vào đầu nối T2 để đến bộ ghép định hướng thông qua suy giảm SG1. THHC sẽ đi tới đầu vào kênh thu cùng với tín hiệu thu (màu xanh lá) nhận được từ ăng ten. Tín hiệu cao tần hỗn hợp gồm THHC và tín hiệu thu được chuyển phổ xuống tần số trung tần IF và được số hóa ở các bộ ADC để tạo ra tín hiệu trung tần số IFs. Khác với giải pháp phân chia theo tần số trình bày trong [5, 23-26], tín hiệu
40
trung tần số IFs khơng cần các bộ lọc số để phân tách THHC và tín hiệu thu, mà nó được giải điều chế số DDC để được tín hiệu số dạng phức băng tần gốc là tổng hợp của THHC và tín hiệu thu. Cuối cùng là mọi bài toán xử lý số, trong đó có thuật tốn hiệu chuẩn được thực hiện trên tín hiệu số phức này.
Như đã trình bày, các nội dung nghiên cứu sử dụng giải pháp phân chia theo mã để khắc phục hạn chế của giải pháp phân chia theo tần số và phân chia theo thời gian đối với THHC và tín hiệu thu. Giải pháp này đã được công bố tại các cơng trình [34, 81]. Trong đó có trình bày kết quả mơ phỏng đánh giá chất lượng hiệu chuẩn và chất lượng tín hiệu thu trên cơ sở dữ liệu thu được từ SAR cho thấy hiệu quả hiệu chuẩn là rất tốt, trong đó tín hiệu mã hai pha giả tạp cho kết quả tốt hơn cả. Tuy nhiên, việc sử dụng tín hiệu mã có cơng suất rất nhỏ làm phức tạp cho q trình xử lý, gây khó khăn khi thay đổi tham số, cũng như các tình huống trạng thái kênh thu như mức tín hiệu thu v.v. chưa được phân tích cụ thể như đã chỉ ra tại chương 1. Do vậy, trong chương này, nghiên cứu sử dụng giải pháp đa điều chế cho THHC nhằm giảm tài nguyên và tính phức tạp trong xử lý. Hiệu quả của giải pháp đề xuất sẽ được phân tích lý thuyết và kiểm chứng qua mơ phỏng.