2.4.5.1. Sử dụng điều chế để giảm xuyên nhiễu
Kể từ khi đường dây điện được thiết kế để truyền tải điện năng, nó chưa được đánh giá đúng mức với vai trò là một môi trường truyền dữ liệu. Đường dây điện thông thường có một số lượng lớn các loại nhiễu, là nguyên nhân gây nên méo tín hiệu. Sự méo tín hiệu này làm tăng tỉ số lỗi bit (BER). Tỉ số BER được định nghĩa một cách gần đúng là tỉ số của các bit đã giải điều chế bởi bộ thu với số các bit nhận được. Xa hơn nữa, các tín hiệu trên đường dây điện lực cũng gặp phải một vấn đề là sự suy hao rất lớn. Những vấn đề trên là những lý do chính làm cho đường dây điện không được lựa chọn làm đường truyền dữ liệu chính.
Để khắc phục những nhược điểm của đường dây điện lực, chúng ta có thể áp dụng nhiều phương pháp làm giảm tỉ số BER. Biện pháp đầu tiên là sử dụng phương pháp điều chế FSK để điều chế thông tin. Tất cả các biện pháp nói chung đều làm giảm sự xuyên nhiễu, tuy nhiên các biện pháp nói chung cũng không khả quan hơn phương pháp sử dụng FSK là bao nhiêu. Có một kĩ thuật được gọi là BPSK (Binary Phase Shift Keying) được xem là tốt hơn FSK trong việc giảm nhiễu. BPSK sử dụng hai pha khác nhau của tín hiệu điều chế để phân biệt giữa 0 và 1. Hình 2.25 chỉ ra hiệu suất của một số kĩ thuật điều chế khác nhau trong việc làm giảm nhiễu.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 2.25: Hiệu suất của một số kĩ thuật điều chế khác nhau trong việc làm giảm nhiễu
Tỉ số Eb/N0 được hiểu là tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SNR). Như chúng ta quan sát thấy trên hình vẽ, BPSK có một tỉ số SNR thấp hơn FSK, DPSK và ASK.
Tuy nhiên, những kết quả lý thuyết đưa ra trong hình 2.25 không quyết định được là BPSK sẽ làm giảm đáng kể tỉ số BER trong hệ thống. Việc kiểm tra phải được thực hiện cụ thể trên một vi mạch BPSK đối với mạch điện hiện tại. Một vi mạch BPSK có thể được sử dụng là MAX2900.Thiết kế hiện tại cần phải được khai báo và chỉ rõ giá trị của tụ điện và điện trở điều khiển các thông số của vi mạch FSK để thuận tiện cho việc bổ xung vi mạch điều chế mới.
Một cách khác để nhận được tín hiệu tốt hơn là cải thiện mạch lọc trong phần thu. Hiện tại, mạch lọc đầu tiên được sử dụng là mạch lọc RLC thông cao. Tuy nhiên, đường dây điện luôn luôn có rất nhiều tín hiệu nhiễu từ nhiều nguồn nhiễu khác nhau. Một số tín hiệu nhiễu trong các nguồn này có tần số đủ cao để đi qua mạch lọc thông cao đó. Một giải pháp hợp lý hơn là sử dụng một mạch lọc tích cực thông giải mà chỉ cho phép đi qua một dải tần số nhất định nhỏ hơn. Một vi mạch
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.4.5.2. Sử dụng điều chế đế tăng tốc độ truyền dữ liệu
Hệ thống được thiết kế với mục đích xa hơn cho sự phát triển của các ứng dụng khác trên đường dây điện lực, bao gồm cả truyền dữ liệu với tốc độ cao. Thiết kế hiện tại chỉ thực thi tại hai tần số tín hiệu riêng biệt. Mỗi tần số tương ứng với một tín hiệu nhị phân 1 hoặc 0. Nếu một tần số thứ ba hoặc thứ tư được phát hiện bởi bộ thu, nó có thể tương ứng lần lượt với các tín hiệu 10 và 11 do đó tốc độ dữ liệu sẽ được nhân đôi. Bằng việc sử dụng một dạng khác của BPSK được gọi là QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), cũng cho phép làm giảm nhiễu, chúng ta có thể tăng tốc độ dữ liệu lên gấp đôi. QPSK giống như BPSK ở điểm những pha khác nhau của tín hiệu phát biểu thị cho các bit khác nhau, nhưng thay vì hai pha khác nhau, nó sử dụng bốn trạng thái pha biểu thị bằng bốn mẫu bit lần lượt. QPSK được sử dụng rộng rãi cho truyền thông tốc độ cao như là cáp modem.
Một phương pháp có triển vọng hơn cho việc cải thiện băng thông được gọi là ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM). OFDM là phương pháp lý tưởng cho việc mở rộng tối đa khả năng của kênh truyền. Nó cho phép một vài tín hiệu có thể truyền đồng thời qua một kênh mà không gây ra nhiễu giữa các thông tin đó. Hiện tại OFDM đang được sử dụng trong các ứng dụng băng thông cao bao gồm cả đường truyền số.
Chúng ta cũng đã thực hiện tìm kiếm một vài cách khác để cải tiến hệ thống. Bằng việc thay đổi kĩ thuật điều chế với BPSK chung ta có thể giảm xuyên nhiễu. Nếu thay đổi kĩ thuật điều chế thành QPSK chúng ta có thể tăng gấp đôi tốc độ truyền dữ liệu và vẫn có thể chống nhiễu. Do đó hệ thống có thể thực hiện tốt hơn với một vi mạch QPSK. Để tăng tốc độ dữ liệu lên cao hơn, kĩ thuật OFDM có thể được thực hiện để đạt được khả năng lớn nhất của đường dây điện lực
Kỹ thuật trải phổ và kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) được sử dụng để tăng dung lượng và tăng số kênh truyền dẫn. Sau đây chúng ta sẽ tiếp tục nghiên cứu các kỹ thuật này.