3.1. Giải pháp giảm ảnh hưởng của THHC lên tín hiệu thu
3.1.3. Ước lượng công suất nhiễu PBSS và kiểm chứng bằng mô phỏng
3.1.3.1. Ước lượng công suất nhiễu PBSS
Với đề xuất cấu trúc THHC cho mỗi kênh thu như trên, ta ước lượng công suất nhiễu PBSS sau bộ BSS như sau:
Khi cộng K kênh, nội tạp có cơng suất bằng K [61]. Khi K đủ lớn, mã OOK ngẫu nhiên, THHC ở đầu ra BSS có thể coi trải đều trên miền thời gian (hình 3.3c) nên có mức biên độ xấp xỉ KD, cơng suất trung bình xấp xỉ
2
(KD) . Chuẩn hóa theo nội tạp, vậy PBSS được ước lượng theo biểu thức sau:
2 2 2 ( ) 1 ; [ ] 10lg(1 ) BSS BSS K KD P KD P dB KD K (3.4)
Đối chiếu với biểu thức (3.2), PBSS tính theo (3.4) nhỏ hơn rất nhiều do nó tỷ lệ thuận với tích KD2 với D << 1. Hình 3.4 so sánh cơng suất nhiễu PBSS
theo hai biểu thức (3.2) và (3.4), cho thấy công suất nhiễu theo giải pháp đề xuất giảm đáng kể. BSS P (dB ) BSS P (d B )
Với kết quả ước lượng trên cơ sở phân tích, lập luận lý thuyết chặt chẽ, cho thấy giải pháp đề xuất có cơng suất nhiễu giảm đáng kể. Và để chứng minh điều đó, dưới đây sẽ tiến hành mô phỏng trên công cụ Matlab.
3.1.3.2. Kiểm chứng hiệu quả của đề xuất qua mô phỏng
Trong phần này, mô phỏng để kiểm chứng PBSS ước lượng theo biểu thức (3.4) được thực hiện trên công cụ Matlab. Lược đồ và thuật tốn mơ phỏng thể hiện trên hình 3.5, cụ thể như sau:
Thực hiện tạo chuỗi tín hiệu điều chế mã pha BPSK. Với mỗi kênh thu, THHC tạo ra bằng cách nhân tín hiệu mã pha BPSK với chuỗi mã OOK ngẫu nhiên. Tín hiệu nội tạp từng kênh có phân bố chuẩn cũng đồng thời được tạo ra. Sau đó tính tổng tín hiệu K kênh thu (cộng tích lũy) tương tự như tổng hợp tín hiệu bộ tạo BSS. Sau khi cộng tích lũy đủ K kênh thu, tiến hành tính mức cơng suất nhiễu PBSS với nội tạp được chuẩn hóa. Quá trình này được thực hiện lặp lại với các giá trị K và D khác nhau, kết quả được thể hiện trên
hình 3.6.
Hình 3.5. Lược đồ và thuật tốn mơ phỏng tính tốn hệ số PBSS
Hình 3.6 thể hiện kết quả tính PBSS theo mơ phỏng và ước lượng theo biểu thức (3.4). Kết quả cho thấy hai đường PBSS chỉ lệch nhau một mức nhỏ (<0.2 dB). Như vậy, công suất nhiễu PBSS ước lượng theo lý thuyết đã được minh chứng qua mơ phỏng.
B S S P (d B)
Hình 3.6. Mức tăng cơng suất nhiễu theo K và D 3.1.3.3. Đánh giá tính khả thi của giải pháp đề xuất
Các kết quả nghiên cứu lý thuyết và mô phỏng ở trên đã minh chứng công suất nhiễu do tác động của THHC giả trực giao giảm đáng kể. Mục nhỏ dưới đây sẽ đánh giá định lượng mức giảm đó có đảm bảo được yêu cầu hay không. Cụ thể đối với đài ra đa sử dụng hệ thống AMPS, mạng phân phối theo giải pháp đề xuất và theo giải pháp trong [5, 65] được so sánh, đánh giá khi cùng sử dụng THHC có hệ số D1 / 64, mức suy giảm cự ly RMaxtính
theo (3.3) được thể hiện trên bảng 3.2 dưới đây.
Bảng 3.2. Bảng so sánh và đánh giá tính khả thi của đề xuất
STT
Số kênh thu K
Giải pháp [5, 65] Giải pháp đề xuất
BSS P (dBm) RMaxHC /RMax (%) BSS P (dBm) / MaxHC Max R R (%) 1 64 3.01 84 0.07 99.6 2 128 4.77 76 0.13 99 3 256 6.99 67 0.26 98 4 512 9.5 58 0.5 97
Theo bảng 3.2, có thể thấy rằng khi số kênh thu lớn, giải pháp phân phối tín hiệu theo [5, 65] không thể đáp ứng yêu cầu do cự ly RMaxbị suy giảm
đáng kể. Còn với giải pháp đề xuất, khi số kênh thu K nhỏ hơn 64 thì gần như cự ly RMax không bị ảnh hưởng (RMaxHC /RMax 99.5%). Khi đó, tập THHC đề xuất tiệm cận gần tính trực giao. Với số kênh tăng lên thì cự ly phát hiện có giảm, nhưng khơng lớn. Cụ thể theo bảng 3.2, với số kênh thu K = 512 thì cự ly phát hiện vẫn đạt trên 97%. Như vậy, giải pháp đề xuất có tính khả thi cao, và đạt được hiệu quả cao ngay cả khi số lượng kênh thu lớn.
3.1.4. Nhận xét
Giải pháp tạo tập các THHC giả trực giao được đề xuất có thể thực hiện đơn giản dựa trên cơ sở ứng dụng mã OOK điều chế ngẫu nhiên theo thời gian đã chứng minh tính hiệu quả như trên bảng 3.2 với ví dụ hệ thống ra đa sử dụng AMPS. Hơn nữa, giải pháp đề xuất khơng địi hỏi mở rộng tài nguyên phần cứng, thuận lợi trong việc tích hợp hệ con hiệu chuẩn vào hệ thống mảng.