2.2. Điều chế và giải điều chế OFDM
2.2.5. Đồng bộ trong OFDM
Một vấn đề nảy sinh ở đây là trong quá trình truyền song song N kênh con xuất hiện hiện tượng dịch tần số gây ra mất tính trực giao của tín hiệu OFDM, do đó cần có sự đồng bộ trong chùm tín hiệu OFDM giảm thiểu sự dịch tần gây mất tính trực giao gây ra nhiễu giữa các kênh con ICI làm giảm chất lượng điều chế OFDM.
(*) Đồng bộ trong hệ thống OFDM
Hình 2-6: Các bước đồng bộ trong OFDM
Trước hết, cần đồng bộ khung (hoặc gói) để cung cấp thơng tin điều chỉnh về OFDM kí hiệu. Tiếp đó, cần hiệu chỉnh tần số trước khi thực hiện biến đổi FFT để giảm ảnh hưởng của nhiễu ICI (inter-channel interference). Sau đó thêm một giai đoạn
điều chỉnh mịn và bù tần số được thực hiện. Nói chung điều chỉnh khung và sửa tần số là cơng việc rất phức tạp, địi hỏi cấu hình phần cứng cũng như phần mềm cao. Kỹ thuật điều chỉnh và sửa tần số trong OFDM có thể chia thành hai loại: phương tiện dữ liệu (data aided) và kỹ thuật phi tuyến (non-linear techniques). Kỹ thuật phương tiện dữ liệu sử dụng một mẫu bit đã biết hoặc tín hiệu pilot để đánh giá trễ và dịch tần số. Kỹ thuật phi tuyến sử dụng tính chu kỳ của tín hiệu để rút ra thành phần hài mong muốn bằng cách sử dụng toán tử phi tuyến
(*) Đồng bộ thời gian và đồng bộ khung
Trước hết cần có một mạch đồng bộ khung để phát hiện điểm bắt đầu của khung. Điều này được thực hiện bằng cách tạo ra sự tương quan giữa tín hiệu đến với thành phần mào đầu (preamble) biết trước. Mạch này đôi khi cũng được dùng để điều chỉnh cho bộ điều khiển hệ số khuyếch đại. Do đó ngưỡng của mạch phải được điều chỉnh cho phù hợp. Bởi vì dịch thời gian khơng ảnh hưởng đến tính trực giao của các kí hiệu do đó có thể bù thời gian sau biến đổi FFT. Sau đây là sơ đồ khối tổng quát.
Hình 2-7: Đồng bộ khung
Ảnh hưởng của dịch thời gian là quay pha và tăng một cách tuyến tính theo thứ tự của các sóng mang. Để đánh giá dịch thời gian ta ước lượng theo sơ đồ sau đây.
Như đã nói ở trên dịch tần số ảnh hưởng tới tính trực giao của tín hiệu OFDM. Dịch tần phải được sửa trước khi biến đổi FFT ở phía thu. Bộ biến đổi FFT có thể sử dụng như bộ phát hiện dịch tần. Quá trình này được thực hiện như sau:
Hình 2-9: Ước lượng dịch tần số
Số lần lặp lại phụ thuộc vào tỷ số tín hiệu trên nhiễu S/N và yêu cầu về độ chính xác của việc ước lượng tần số. Sơ đồ này hoạt động khá tốt trong mơi trường có tỷ số S/N nhỏ. Tuy nhiên, kỹ thuật này có hạn chế khi độ dịch tần số f < 1/2T. Độ dịch tần ban đầu phải lớn hơn giới hạn 1/2T đó.