KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ ĐƠN SểNG MANG (SC-FDMA)
3.5. Giảm công suất đỉnh bằng việc xén biên độ symbol
Một cách để giảm PAPR là giới hạn hay xén công suất đỉnh của truyền các symbols. Phụ thuộc vào độ mềm của bộ giới hạn , chúng ta có thể xác định 3 loại của bộ giới hạn là: cứng, mềm, mềm mại . Mối quan hệ vào ra mỗi loại bộ giới hạn biên độ
cho một symbol phức tạp như dưới đây. Chú ý rằng chúng ta rời pha của symbol, và
chỉ giảm một phần biên độ:
Bộ giới hạn cứng:
ym = ghard (xm) = Amaxe j∠xm (3.24) Bộ giới hạn mềm:
max of
max max
,| |
( ) m,| |
m m
m s t m j x
m
x x A
y g x
A e < x A
≤
= = > (3.25)
Bộ giới hạn mềm mại:
Ym = gsmooth(xm) = Amaxerf(|xm|/Amax)ej<xm (3.26)
Hình 3.10: Ba loại giới hạn biên độ. [1]
Trong đó xm là đầu vào symbol đối với bộ giới hạn, ∠xmlà thành phần pha của xm, Ym là ký hiệu đầu ra của bộ giới hạn, Amax =0, er ( )f x = . Hình 3.10 minh họa mối
quan hệ giữa đầu vào và đầu ra biên độ của mỗi bộ giới hạn. Trong việc phân tích sau, chúng ta sử dụng bộ giới hạn mềm để thực hiện xén biên độ.
Việc xén biên độ nảy sinh vấn đề là sự bóp méo tín hiệu trong băng tần và phát sinh tín hiệu ngoài băng tần. Bởi vì điều chế các trải phổ SC-FDMA thông tin dữ liệu qua tất cả việc điều chế các symbol, tín hiệu trong băng tần bị bóp méo được làm dịu bớt khi SC-FDMA bị xén symbol.
Để phân tích trên thực tế xén biên độ symbol trên mức độ thực hiện liên kết, chúng ta áp dụng việc cắp biên độ với lấy mẫu trước đơn nhất hệ thống TxBF MIMO.
Hình 3.11 thể hiện các khối biểu đồ của một phương thức xén biên độ symbol đối với truyền dẫn đa hướng SC-FDMA MIMO. Trong việc phân tích hiện tại, chúng ta áp dụng việc xén biên độ sau khi tạo hình xung gốc. Ta có thể xem xét các phương thức xén biên độ khác, như việc lặp xén.
Ở hình 3.12 thể hiện CCDF công suất symbol được xén với các mức độ khác nhau.
Với việc xén tối đa 7dB, nhỏ hơn 1% của các symbols được xén.
Hình 3.11: sơ đồ khối của phương thức xén biên độ symbol đối với truyền dẫn SC- FDMA MIMO. [2]
Hình 3.12: CCDF của công suất symbol sau khi xén. ym tương ứng với băng gốc symbol.
đường nét dậm tương ứng với CCDF đối với anten 1 và đường nét thanh tương ứng CCDF đối với anten 2. [1]
Chú ý rằng thậm chí với việc xén tối đa 3dB PAPR, chỉ khoảng 10% được điều chế để xén symbol.
Ở hình 3.13, hiển thị tốc độ lỗi bit chưa được mã hóa (BER) và tốc độ lỗi khung được mã hóa (FER) khi chúng ta áp dụng xén biên độ symbol. Chúng ta có thể nhận thấy rằng việc giảm hiệu suất biên độ do xén tối đa khoảng 7dB. Hiệu suất làm giảm ít hơn khi chúng ta áp dụng tối đa 5 hoặc 3 dB trong quá trình xén. Với xén tối đa là
3dB, thì một lỗi bắt đầu xuất hiện khi SNR ở mức cao nhằm giải mã BER.
Hình 3.13: Biểu hiện mức liên kết cho xén: (a) giải mã BER; (b) mã hóa FER. [1]
Hình 3.14: PSD các tín hiệu đã xén. [1]
Nhưng khi tích hợp chuyển tiếp mã sửa lỗi, nó làm giảm hiệu suất. Vì vậy, chúng ta có thể sử dụng số lượng vừa phải của việc xén biên độ để giới hạn việc gia tăng trong PAPR đối với lấy mẫu trước đơn nhất TxBF với SC-FDMA không ảnh hưởng đến mức độ thực hiện liên kết.
Việc xén, sẽ tạo cả trong băng tần và ngoài băng tần các thành phần tần số. Ở hình 3.14 thể hiện mật độ phổ năng lượng những tín hiệu đã được xén biên độ. Việc
tớnh toán PSD, chỳng ta sử dụng cửa sổ Hamming với ẳ cửa sổ che lṍp. Với viợ̀c xộn tụ́i đa 7dB, phổ hầu như giụ́ng với tớn hiợ̀u nguyờn bản. Rừ ràng các thành phần ngoài băng tần xuất hiện khi chúng ta sử dụng tối đa 5 hoặc 3 dB. Vì vậy, chúng ta nên kiểm soát số lượng việc xén biên độ phụ thuộc vào các nhu cầu chiếu xạ ngoài băng tần.