MƠI TRƯỜNG TRUYỀN DẪN VƠ TUYẾN
3.2 Định nghĩa Fading
Nếu đường truyền vơ tuyến từ phía phát đến phía thu cĩ chướng ngại vật thì ta sẽ gặp hiệu ứng fading. Trong trường hợp này, tín hiệu sẽ đến nơi thu từ nhiều đường khác nhau, mỗi đường là một bản sao của tín hiệu gốc. Tín hiệu trên mỗi đường này cĩ độ
trải trễ khác nhau khơng đáng kể và độ lợi cũng khác nhau khơng đáng kể. Sự trải trễ
này làm cho tín hiệu từ mỗi đường bị dịch pha so với tín hiệu gốc và ở phía thu sẽ tổng hợp các tín hiệu từ các đường này dẫn đến tín hiệu thu được tổng cộng bị suy biến (degraded).
αk: Độ lợi đường thứ k.
τ0: Độ trễ truyền dẫn được chuẩn hĩa tương ứng với đường truyền thẳng LOS (Light of sight).
Δ = −k τ τk 0: Độ lệch thời gian giữa đường thứ k so với đường LOS.
Hình 3.1: Fading là một vấn đề lớn ảnh hưởng đến tín hiệu và làm mất tín hiệu. Đồng thời nĩ cũng là một vấn đề điển hình khi đường truyền cĩ sự thay đổi như khi di chuyển bằng xe hơi hay đang ở bên trong một tịa nhà hay trong một đơ thị đơng đúc với những tịa nhà cao tầng.
Trong fading, những tín hiệu phản xạ bị trễ được cộng vào tín hiệu chính và gây ra hoặc là tăng cường độ mạnh của tín hiệu hoặc là fading sâu (deep fades). Khi xảy ra fading sâu thì gần như tín hiệu bị mất, mức tín hiệu quá nhỏđể bộ thu cĩ thể nhận biết dữ liệu thu được là gì.
Hình 3.2: Tín hiệu phản xạ đến phía thu bị trễ và gây can nhiễu đến tín hiệu chính
LOS. Trong trường hợp kênh truyền Rayleigh fading thì sẽ khơng cĩ tín hiệu chính
(LOS), tất cả các thành phần đều là tín hiệu phản xạ.
Độ trải trễ cực đại được xem như là độ trải trễ của tín hiệu trong mơi trường. Độ trải trễ này cĩ thể nhỏ hơn hoặc lớn hơn thời gian ký tự. Trong cả hai trường hợp đều gây ra những loại suy biến (degradation) tín hiệu khác nhau. Độ trải trễ của tín hiệu thay
đổi khi mơi trường thay đổi.
Hình 3.3 - (a) flat fading (b) fading chọn lọc tần số (c) Với truyền dẫn OFDM thì dữ
liệu được truyền trong nhiều sĩng mang con, nên tại tần số bị fading thì chỉ một tập hợp nhỏ dữ liệu phát bị mất.
Hình 3.2 cho ta thấy phổ của tín hiệu, đường đen đậm là đáp ứng kênh truyền. Cĩ thể
tưởng tượng đáp ứng kênh truyền như một cánh cửa để cho tín hiệu cĩ thể truyền qua. Nếu cánh cửa đủ lớn thì tín hiệu truyền qua mà khơng hề bị uốn cong hay méo dạng.
Đáp ứng kênh truyền fading được mơ tả như hình 3.3b, ta chú ý rằng tại một vài tần số
trong dải tần thì kênh truyền sẽ khơng cho phép truyền thơng tin đi qua, vì thế những tần số này được gọi là tần số fading sâu (deep fades frequency). Dạng đáp ứng tần số
nĩ khơng xảy ra đều trên tồn dải tần mà chỉ xảy ra ở tại một vài tần số mà kênh truyền chọn lọc. Nếu kênh truyền thay đổi thì đáp ứng của nĩ cũng thay đổi theo. Rayleigh fading là một thuật ngữ được dùng khi khơng cĩ thành phần tín hiệu truyền thẳng từ nơi phát đến nơi thu ( Light of sight) và tất cả các tín hiệu đến đều là tín hiệu phản xạ. Loại mơi trường này được gọi là Rayleigh fading.
Nhìn chung khi thời gian trải trễ nhỏ hơn thời gian một ký tự, ta cĩ kênh truyền fading phẳng (flat fading). Khi thời gian trải trễ lớn hơn thời gian một ký tự thì kênh truyền này gọi là kênh truyền chọn lọc tần số.
Tín hiệu OFDM cĩ thuận lợi khi truyền trong kênh truyền chọn lọc tần số. Khi gặp fading thì chỉ một vài sĩng mang con bị ảnh hưởng cịn các sĩng mang khác thì hồn tồn khơng bịảnh hưởng gì. Thay vì mất tồn ký tự thì sẽ chỉ mất một tập hợp nhỏ của (1/N) bit. Nếu ta sử dụng mã hĩa ở chuỗi bit phát thì tại bộ thu cĩ thể sửa được các bit sai.