Mô tả chi tiết về cấu trúc và hoạt động của hệ thống M-PSK/OFDM sử dụng trải phổ chuỗi trực tiếp hỗn loạn được trình bày. Sơ đồ khối tổng thể của hệ thống được đưa ra trong Hình 3.10. Bên máy phát, trong khối điều chế M-PSK, dữ liệu nhị phân b(t) đầu vào được chia thành các nhóm k-bit. Các nhóm này được ánh xạ tới kí tự tương ứng để xác định giá trị kí tự . Trong quá trình điều chế, độ rộng thời gian kí tự là cố định và các giá trị kí tự thay đổi từ 0 đến M-1. Ở đây, k là số lượng bit trên một kí tự, k = và là giá trị của kí tự thứ . Tín hiệu sau khi điều chế M-PSK được biểu diễn như sau:
Hệ thống đa sóng mang trực giao sử dụng hỗn loạn 65
S/P Ánh xạ kí tự
Điều chế PSK
Phát hỗn loạn Sign
S/P IFFT
Chèn hoa tiêu, khoảng
bảo vệ
Thêm tiền tố
lặp Dữ liệu P/S
vào
k-bit Sn s(t)
Điều chế M-PSK
x(t) c(t) CDSSS
Điều chế OFDM
Kênh truyền
P/S Ánh xạ
ngược kí tự
Giải điều chế PSK
Phát hỗn loạn Sign
P/S FFT
Xóa hoa tiêu, khoảng
bảo vệ
Xóa tiền
tố lặp S/P Dữ liệu
khôi phục
k-bit Sn o(t)
Giải điều chế M-PSK
x(t) c(t)
CDSDS
Giải điều chế OFDM p(t) e(t)
r(t) i(t)
(n-1)β +1 nβΣ (ã)
b(t)
Hình 3.10. Sơ đồ cấu trúc của hệ thống
∑ ∑
trong đó, kí hiệu tín hiệu của M-PSK trong thời gian của kí tự thứ , là góc pha ban đầu và góc pha được xác định bởi .
Trong khối trải phổ chuỗi trực tiếp hỗn loạn (CDSSS), bằng cách sử dụng hàm hỗn loạn với chuyển đổi lặp và chu kì lặp là , chuỗi hỗn loạn được tạo ra và có thể biểu diễn bởi
∑ ∑
trong đó, là hàm dạng xung chữ nhật được cho bởi công thức
{
Chuỗi trải phổ hỗn loạn NRZ đạt được từ chuỗi hỗn loạn thông qua hàm dấu (Sign function) với
{
Chú ý rằng chu kỳ lặp cũng là độ rộng thời gian chip, do đó tỷ số ⁄ là hệ số trải phổ (hay độ lợi xử lý) của hệ thống. Chuỗi trải phổ hỗn loạn-NRZ có thể được biểu diễn như sau:
∑ ∑
Quá trình trải phổ sau đó được thực hiện bằng cách nhân tín hiệu sau khi điều chế M-PSK với chuỗi trải phổ . Tín hiệu đầu ra được đưa vào khối điều chế OFDM, trong đó, chuyển đổi nối tiếp-song song (S/P) cho các mẫu của tín hiệu để tạo ra tín hiệu tương ứng với mỗi sóng mang con, sau đó tiến hành lần lượt việc ch n các kí tự hoa tiêu (Pilot) và khoảng bảo vệ (Guard), chuyển đổi Fourier nhanh ngược (IFFT), và chèn thêm tiền tố lặp (Cyclic prefix). Cuối cùng, các tín hiệu song song sau các công đoạn xử lý ở trên được ghép thành một tín hiệu nối tiếp ở đầu ra khối OFDM. Tín hiệu cũng là tín hiệu đầu ra máy phát và được phát trên kênh truyền.
Bảng 3.2. Tham số cho hệ thống mô phỏng Các khối chức năng Các thông số và giá trị cụ thể Điều chế và giải điều
chế M-PSK
Số lượng kí tự:
Pha ban đầu:
Trải phổ và giải trải phổ
Các hàm hỗn loạn:
Logistic map:
Tent map: | | Bernoulli map:
Hệ số trải phổ:
Điều chế và giải điều Số lượng sóng mang con: 64
ệ thống -PSK/OFDM sử dụng trải phổ trực tiếp hỗn loạn 67 chế OFDM Số lượng sóng mang dữ liệu: 48
Số lượng sóng mang hoa tiêu: 4 Số lượng kí tự bảo vệ: 12
Kênh truyền Kênh AWGN
Kênh Rayleigh fading
⁄ Dịch tần Doppler: 10Hz
Bên máy thu, tín hiệu nhận được từ kênh truyền được đưa vào khối giải điều chế OFDM, trong đó tín hiệu đầu vào sẽ được chuyển thành các tín hiệu song song rồi sau đó sẽ thực hiện các bước xử lý ngược lại với phía phát đó là: loại bỏ tiền tố, biến đổi Fourier nhanh (FFT), xóa bỏ kí tự hoa tiêu và bảo vệ, và cuối cùng là chuyển từ song song sang nối tiếp. Tín hiệu đầu ra của khối giải điều chế OFDM được đưa vào khối giải trải phổ trực tiếp hỗn loạn (CDSDS). Trong đó, chuỗi trải phổ hỗn loạn-NRZ được phát lại tương tự như bên phát và được đồng bộ với tín hiệu đến. Quá trình giải trải phổ trực tiếp được thực hiện bằng cách nhân chuỗi trải phổ với tín hiệu . Tín hiệu đầu ra của khối CDSDS, , cho bởi công thức sau:
∑ ∑ ∑
với , là ký hiệu của các tín hiệu và trong khoảng của kí tự thứ . Trong khối giải điều chế M-PSK, dựa vào giá trị đầu vào , góc pha được tính toán và sau đó giá trị kí tự của góc pha gần nhất trong ch m sao tín hiệu được xác định. Cuối cùng, giá trị có được sẽ được ánh xạ ngược vào nhóm k-bit tương ứng để khôi phục dữ liệu nhị phân đầu ra.