9. BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN
1.4. KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ ĐA SÓNG MANG TRỰC GIAO (OFDM) TRONG MÔI TRƢỜNG
1.4.3. Nhiễu giao thoa ký tự và nhiễu giao thoa sóng mang
a. Khái niệm
Trong môi trƣờng đa đƣờng, ký tự phát đến đầu vào máy thu với các khoảng thời gian khác nhau thông qua nhiều đƣờng khác nhau. Sự mở rộng của chu kỳ ký tự gây ra sự chồng lấn giữa ký tự hiện thời với ký tự trƣớc đó và kết quả là có nhiễu liên ký tự (ISI). Trong OFDM, ISI thƣờng đề cập đến nhiễu của một ký tự OFDM với ký tự trƣớc đó.
16
Hình 1.4. Phổ của bốn sóng mang trực giao
Trong hệ thống OFDM, phổ của các sóng mang chồng lấn nhƣng vẫn trực giao với sóng mang khác. Điều này có nghĩa là tại tần số cực đại của phổ mỗi sóng mang thì phổ của các sóng mang khác bằng khơng. Bên thu lấy mẫu các ký tự dữ liệu trên các sóng mang riêng lẻ tại điểm cực đại và điều chế chúng để tránh nhiễu từ các sóng mang khác. Nhiễu gây ra bởi ký tự trên sóng mang kề nhau đƣợc xem là nhiễu xuyên kênh (ICI).
Tính chất trực giao của sóng mang có thể đƣợc nhìn thấy trên giản đồ trong miền thời gian hoặc trong miền tần số. Từ giản đồ miền thời gian, mỗi sóng mang có dạng hình sin với số ngun lần lặp với khoảng FFT. Từ giản đồ miền tần số, điều này tƣơng ứng với mỗi sóng mang có giá trị cực đại tần số trung tâm của chính nó và bằng khơng tại tần số trung tâm của sóng mang khác. Hình 1.5 biểu diễn phổ của bốn sóng mang
trong miền tần số cho trƣờng hợp trực giao.
Tính trực giao của một sóng mang với sóng mang khác bị mất nếu giá trị của sóng mang khơng bằng khơng tại tần số trung tâm của sóng mang khác. Từ giản đồ miền thời gian, tƣơng ứng hình sin khơng dài hơn số ngun lần lặp khoảng FFT.
Hình 1.5. Phổ của bốn sóng mang không trực giao
B iê n độ tầ n số
17
Nhiễu ICI xảy ra khi kênh đa đƣờng khác nhau trong hệ thống OFDM. Dịch tần Doppler trên mỗi thành phần đa đƣờng gây ra bù tần số trên mỗi sóng mang, kết quả là mất tính trực giao giữa chúng. Nhiễu ICI cũng xảy ra khi một ký tự OFDM trải qua ISI. Sự bù tần số sóng mang của bên phát và bên thu cũng gây ra ICI đến một ký tự OFDM.
b. Phƣơng pháp chống nhiễu liên ký hiệu
Hình 1.6. Ảnh hưởng của ISI
Hình 1.7 cho ta thấy một ký hiệu và phiên bản trễ của nó. Chính thành phần trễ
này gây ra nhiễu ảnh hƣởng đến phần đầu của ký hiệu tiếp theo. Đây chính là nhiễu liên ký hiệu ISI.
Hình 1.7. Chèn khoảng bảo vệ là khoảng trống
Để loại bỏ sự ảnh hƣởng của ISI, chúng ta dời ký hiệu thứ i ra xa ký hiệu trƣớc đó (ký hiệu i – 1) một khoảng bằng khoảng trễ trải (τmax). Một khoảng rỗng do đó sẽ đƣợc chèn vào giữa hai ký hiệu, nhƣng nhƣ vậy tín hiệu sẽ bị thay đổi đột ngột và mất tính liên tục. Vì vậy, trong thực tế ngƣời ta chèn khoảng bảo vệ ∆G đƣợc copy từ phần cuối của ký hiệu và dán vào phần đầu ký hiệu đó nhƣ Hình 1.7. Khoảng bảo vệ này đƣợc gọi là
cyclic prefix. Chiều dài của khoảng bảo vệ cần đƣợc hạn chế để đảm bảo hiệu suất sử dụng băng tần, nhƣng nó vẫn phải dài hơn khoảng trễ trải của kênh truyền nhằm loại bỏ
18
đƣợc nhiễu ISI. Ở bên thu, khoảng bảo vệ này đƣợc loại bỏ trƣớc khi thực hiện giải điều chế.
Hình 1.8. Chèn khoảng bảo vệ Cyclic prefix