9. Ố CỤC CỦ AB LUẬN ÁN
3.5. PHƯƠNG PHÁP GIẢI MÃ TRỰC TIẾP (D IRECT DECODE )
3.5.5. Thực nghiệm và kết quả
Các thí nghiệm dưới nước được thực hiện tại hồ Hồ Tiền tại Đại học Bách Khoa Hà Nội (HUST).
Mơ hình thí nghiệm được minh họa trong Hình 3.16.
Hình 3.16. Mơ hình thực nghiệm
Trong thí nghiệm này, bộ thu tín hiệu được đặt ở vị trí cố định bên cạnh hồ. Bộ phát nằm trên chiếc thuyền nhỏ được kéo bằng dây thừng từ cả hai phía theo hướng bên phải về phía bộ nhận tín hiệu.
Sau đó, các kết quả được xử lý bởi phần mềm, được phát triển bởi Phịng thí nghiệm truyền thơng khơng dây WICOM.
Bảng 4. Các thơng số của hệ thống thủy âm sử dụng CFP
Thông số Giá trị
1 Transducer phát – 1 Transducer thu SISO
Tần số lấy mẫu (KHz) 96
Băng thông (KHz) 20-28
Độ dài FFT ( N ) 2048
Độ dài khoảng bảo vệ (GI) 1024
Chiều dài của OFDM symbol (ms) 32
Khoảng cách giữa các sóng mang OFDM (Hz) 46.865
Số OFDM symbol trên một khung ( NS ) 30
Chiều dài khung (T ) (ms)
f 960
Độ dài chuỗi sin (ms) 200
Biên độ của CFP 6
Biên độ của sóng mang thường 1,4142
Khoảng trống giữa các khung (ms) 150
Hình 3.17. a. Tín hiệu OFDM thu được trong miền thời gian
b. Phổ của tín hiệu với sóng mang CFP ở trung tâm
Hình 3.18. Biến thiên của độ dịch tần Doppler theo
vận tốc dịch chuyển tương đối giữa bên phát và bên thu
RX0
PP GM2B PP GMTT
Hình 3.19. So sánh SER của phương pháp giải mã trực tiếp và giải mã 2 bước3.5.6. Nhận xét 3.5.6. Nhận xét
Phương pháp giải mã trực tiếp (Direct Decoder) sử dụng kết hợp CFP để bù dịch tần Doppler có các ưu điểm vượt trội là: phần giải mã chỉ sử dụng một bước duy nhất để tính độ dịch tần Doppler nên sẽ cho thời gian tính tốn nhanh hơn, đáp ứng tốt sự biến đổi nhanh của hệ thống.
3.6. Kết luận chương
Việc áp dụng phương pháp đề xuất cho phép tăng hiệu quả sử dụng băng thông của hệ thống OFDM. Cho phép truyền tín hiệu OFDM ở dưới nước trong khi di chuyển với tốc độ rất cao. Theo mô phỏng cho phép độ lệch tần Doppler giữa bên phát với bên thu là hàng nghìn Hz (so sánh với tần số tín hiệu phát chỉ 24Khz) thì tương đương với tốc độ di chuyển tương đối giữa bên phát và bên thu là hàng trăm m/s còn trong thực nghiệm tại hồ Tiền trường Đại học Bách Khoa Hà nội là <4m/s. Kết quả này có thể ứng dụng cho thơng tin và tầu ngầm, người nhái và điều khiển các robot tự hành dưới biển.
Kết quả của chương này đã được công bố trong bài báo và công bố khoa học sau: J2. Đỗ Đình Hưng, Nguyễn Quốc Khương (Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội),
“Phương pháp bù dịch tần Doppler dựa trên chuỗi tín hiệu hình sin cho hệ thống OFDM truyền thông tin dưới nước”, “A Doppler Compensation Method Based on the Sinusoidal Signal in OFDM Underwater Communication System”, pp.11-14 in Journal of Science & Technology (JST), No.129 (2018), ISSN 2354-1083.
C2. Quoc Khuong Nguyen, Dinh Hung Do and Van Duc Nguyen (Hanoi Unversity of
Science and Technology, Vietnam), “ Doppler Compensation Method using Carrier Frequency Pilot for OFDM-Based Underwater Acoustic Communication Systems”, In 2017 International Conference on Advanced Technologies for Communications (ATC), pp.254-259, 2017.
J3. Dinh Hung Do, Quoc Khuong Nguyen, “A Direct decoder method for OFDM with
carrier frequency pilot in underwater acoustic communication systems”, in Journal of Science and Technology on Information and Communications (JSTIC), pp.21-26, ISSN 2525-2224, 2018.
Bằng sáng chế:
Nguyễn Quốc Khương (VN), Đỗ Đình Hưng (VN), Nguyễn Văn Đức (VN), “Phương pháp bù dịch tần Doppler”, Bằng Độc quyền sáng chế Số 20 32, theo Quyết định số: 78879/QĐ-SHTT, ngày :06/11/2018, Cục Sở hữu trí tuệ, Bộ Khoa học và Cơng nghệ.
TX0 TX1 TX(Nt-1) Máy phát RX(Nr-1) Máy thu
CHƯƠNG 4 TRUYỀN THƠNG DƯỚI NƯỚC SỬ DỤNG MƠ HÌNH SISO (1 ANTEN PHÁT-1 ANTEN THU) KẾT HỢP ĐẶC TÍNH PHÂN TẬP KHÔNG GIAN-THỜI GIAN
CỦA HỆ THỐNG MIMO 4.1. Giới thiệu chương
Kỹ thuật MIMO (Multi Input-Multi Output) xuất hiện rất sớm do A.R Kaye và D.A George đề xuất năm 1970, Branderburg và Wyner (1974), và W. van Etten năm 1975, 1976 [41-43]. Trong q trình cải tiến, cơng nghệ này khơng ngừng phát triển.
Việc sử dụng kỹ thuật nhiều anten thu phát nhằm mục đích tăng hiệu quả sử dụng băng thơng. Do đặc điểm của kênh thơng tin dưới nước có băng tần rất hạn chế chỉ một vài Khz, vì vậy cần có những giải pháp để tăng hiệu quả sử dụng băng tần và MIMO chính là một trong những giải pháp đó đã được áp dụng trong truyền thông dưới nước. Việc sử dụng MIMO cho kênh truyền dưới nước cũng khơng khác gì với kênh sử dụng sóng vơ tuyến thơng thường, chỉ khác là với tín hiệu sóng điện từ sử dụng hệ thống anten thu- phát, cịn với sóng âm thì sử dụng hệ thống transducer thu-phát.