Độ lệch tần số được ước lượng theo hai bước. Đầu tiên sử dụng tự tương quan trễ 16 mẫu và công suất trung bình tín hiệu, và bước thứ hai là sử dụng đầu ra của 16 mẫu tự tương quan.
Hình vẽ bên dưới là thiết kế của một bộ đồng bộ tần số bao gồm ước lượng tần số, sửa lỗi lệch tần và hiệu chỉnh pha để khôi phục lại tín hiệu.
Đầu vào ước lượng tần số là tự tương quan của các mẫu đi vào và các giá trị mẫu nằm trong vùng quan tâm ROI. Đầu ra của mạch ước lượng tần số là giá trị góc lệch. Đầu vào và đầu ra bộ này được chỉ ra trên hình 2.10 ở phần 2.1, trong đó khối Translation CODIC là phương tiện được sử dụng để tính toán góc lệch pha này.
Hình 3.6 chỉ ra biểu diễn của mạch ước lượng độ lệch tần số ở đó chuỗi đầu vào chứa phần tiêu đề. Nếu không được đồng bộ tần số sóng mang giữa bên phát và thu thì tín hiệu thu được có thể sẽ có dạng như đồ thị số 1 biểu diễn bằng máy hiện sóng. Lúc này biên độ sẽ bị biến đổi và ta sẽ không thể xác định được tín hiệu ban đầu. Khi tính công suất trung bình tín hiệu thì nó sẽ có dạng sóng như trong hình thứ hai của máy hiện sóng. Hình thứ ba của máy hiện sóng đó là thực hiện tự tương quan trễ tín hiệu bằng cách làm trễ đi một chiều dài PN (Nsp=16 mẫu). Hai giá trị này qua bộ lấy ngưỡng và so sánh để xác định được vùng quan tâm ROI là đầu vào của bộ ước lượng
độ lệch tần số và được biểu diễn ở hình 3.6. Mạch thực hiện ước lượng ROI này được sử dụng lại mạch phát hiện gói tin và vùng quan tâm ở trên.
Sau đó lấy tự tương quan trễ 16 mẫu của tín hiệu thu được, sơ đồ mạch được trình bày ở hình 3.6, và chỉ xét mẫu trong vùng quan tâm, ta tính ra được góc lệch ∆∅. Khối Translation CORDIC thực hiện và cơ chế thực hiện được trình bày chi tiết trong phần 2.2 chương II.
Sơ đồ biểu diễn như sau:
Hình 3.9. Xác định vùng quan tâm
Sau khi ước tính được góc lệch giữa tín hiệu thu và phát, ta tiếp tục đưa vào làm đầu vào của khối phục hồi. Đầu ra của khối này ta được độ lệch tần số sóng mang, phép tính toán dựa vào công thức (2.12) phần 2.3 chương II.
Để sửa lỗi tần số sóng mang, nhằm khôi phục lại đúng tín hiệu ban đầu, ta sử dụng khối Rotation CORDIC. Đầu vào của khối này sẽ là ước lượng độ lệch tần số và thành phần thứ hai là tín hiệu r[n] được phát đi. Chức năng của khối này được trình bày chi tiết trong phần 2.3 chương II.
Trong hệ thống truyền thông tin vô tuyến, ngoài lỗi tần số sóng mang ở phía thu còn xảy ra lỗi pha so với phía phát. Lỗi này xảy ra có thể là do sự suy giảm khả năng hoạt động của các thiết bị là khác nhau. Pilot được sử dụng để hiệu chỉnh lỗi pha sau khi sửa lỗi tần số sóng mang. Phương pháp hiệu chỉnh pha dựa trên pilot được trình bày chi tiết trong 2.4 chương II, sau khi ước lượng độ lệch pha, pha sẽ được sửa bằng cách nhân với exp (-j*2*pi*ˆ ) trước khi đi vào bộ giải ánh xạ tại phía thu (demapping).
Trong hình 3.10, đồ thị ở trên chỉ ra biểu diễn của thành phần tần số tại phía thu đã được hiệu chỉnh, giống với tần số tại phía phát. Do đó thành phần lệch tần số được loại bỏ.
Hình 3.10. Biểu diễn thành phần tần số đã được hiệu chỉnh
3.4.3. Đồng bộ ký hiệu OFDM
Các thuật toán sử dụng trong đồng bộ ký hiệu OFDM để thiết kế được mô tả trong chương II bao gồm có phương pháp đồng bộ thời gian thô và đồng bộ thời gian tinh.
Phần cứng để thực hiện đồng bộ thời gian thô được sử dụng lại phần cứng của bộ phát hiện gói tín để xác định vùng quan tâm ROI.
Hình 3.12 chỉ ra biểu diễn mạch đồng bộ thời gian thô và hiển thị giá trị vùng quan tâm ROI trên máy hiện sóng bằng phương pháp tự tương quan trễ/công suất trung bình.
Hình 3.12. Biểu diễn kết quả đồng bộ thời gian thô
Như một minh chứng cho kết quả thiết kế, hình 3.13 bên dưới là biểu diễn trên máy hiện sóng kết quả sau khi thực hiện đồng bộ thời gian OFDM.
Đồ thị đầu tiên trong hình 3.13 biểu diễn giá trị đầu ra của đồng bộ thời gian tinh, được qua bộ so sánh với đầu ra của đồng bộ thời gian thô ở đồ thị thứ hai để chụp lấy giá trị nằm trong vùng quan tâm.
Đồ thị thứ ba là biểu diễn vị trí mẫu đầu tiên của chuỗi PN thứ hai trong gói tin OFDM.
Hình 3.13. Đồng bộ thời gian tinh