9. Ố CỤC CỦ AB LUẬN ÁN
1.4. KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ ĐA SÓNG MANG TRỰC GIAO (OFDM) TRONG MÔI TRƯỜNG
1.4.3. Nhiễu giao thoa ký tự và nhiễu giao thoa sóng mang
a. Khái niệm
Trong môi trường đa đường, ký tự phát đến đầu vào máy thu với các khoảng thời gian khác nhau thông qua nhiều đường khác nhau. Sự mở rộng của chu kỳ ký tự gây ra sự chồng lấn giữa ký tự hiện thời với ký tự trước đó và kết quả là có nhiễu liên ký tự (ISI). Trong OFDM, ISI thường đề cập đến nhiễu của một ký tự OFDM với ký tự trước đó.
Hình 1.4. Phổ của bốn sóng mang trực giao
Trong hệ thống OFDM, phổ của các sóng mang chồng lấn nhưng 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 được xem là nhiễu xuyên kênh (ICI).
Tính chất trực giao của sóng mang có thể được 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 tương 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 trường 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, tương ứng hình sin khơng dài hơn số nguyên lần lặp khoảng FFT.
Nhiễu ICI xảy ra khi kênh đa đường khác nhau trong hệ thống OFDM. Dịch tần Doppler trên mỗi thành phần đa đường 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. Phương 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 hưởng 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 hưởng của ISI, chúng ta dời ký hiệu thứ i ra xa ký hiệu trước đó
(ký hiệu i – 1) một khoảng bằng khoảng trễ trải (τmax). Một khoảng rỗng do đó sẽ được
chèn vào giữa hai ký hiệu, nhưng như vậy tín hiệu sẽ bị thay đổi đột ngột và mất tính liên tục. Vì vậy, trong thực tế người ta chèn khoảng bảo vệ ∆G được copy từ phần cuối của ký
hiệu và dán vào phần đầu ký hiệu đó như Hình 1.7. Khoảng bảo vệ này được gọi là
cyclic prefix. Chiều dài của khoảng bảo vệ cần được hạn chế để đảm bảo hiệu suất sử dụng băng tần, nhưng nó vẫn phải dài hơn khoảng trễ trải của kênh truyền nhằm loại bỏ
được nhiễu ISI. Ở bên thu, khoảng bảo vệ này được loại bỏ trước khi thực hiện giải điều chế.
Hình 1.8. Chèn khoảng bảo vệ Cyclic prefix