MÉO TUYẾN TÍNH VÀ CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC
2.3.2Các biện pháp đối phó với đặc tính truyền đa đƣờng của kênh
Đặc tính truyền dẫn đa đƣờng của kênh vô tuyến là có tính cố hữu, không loại trừ đƣợc, tuy nhiên, có thể áp dụng một số biện pháp nhằm giảm bớt tác động xấu gây pha-đinh hoặc trải trễ lớn của hiện tƣợng này. Các giải
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
pháp này bao gồm thu phân tập và/hoặc sử dụng máy thu RAKE (máy thu cào) đối với các hệ thống sử dụng trải phổ chuỗi trực tiếp.
a) Thu phân tập
Phân tập (diversity) là việc truyền đồng thời tín hiệu trên hai hay nhiều kênh độc lập nhau, phía thu sử dụng bộ kết hợp (combiner) để gộp tín hiệu theo các kênh đó lại thành một tín hiệu tốt cho xử lý. Các bộ kết hợp đƣợc sử dụng có thể là kết hợp chuyển mạch hoặc kết hợp theo tỷ lệ cực đại MRC (Maximum Ratio Combiner). Có nhiều phƣơng pháp phân tập nhằm giảm tác động pha-đinh đa đƣờng chọn lọc đối với các hệ thống vô tuyến số: Phân tập không gian SD (Space Diversity), phân tập tần số FD (Frequency Diversity) hay phân tập góc (Angle Diversity).
+ Phân tập không gian:
Phân tập không gian là việc sử dụng 2 ăng-ten thu đặt cách nhau đủ xa về không gian, tín hiệu truyền đa đƣờng thu đƣợc từ 2 ăng-ten đƣợc đƣa vào bộ kết hợp để có đƣợc tín hiệu tốt cho xử lý. Theo kinh nghiệm, khoảng cách giữa các ăng-ten thu d bằng chừng vài chục lần bƣớc sóng công tác là đủ để 2 kênh tín hiệu thu độc lập nhau về pha-đinh (kênh này bị pha-đinh thì kênh kia hầu chắc không bị pha-đinh). Hình 2.26 minh họa một hệ thống thu phân tập không gian.
Hình 2.26 Thu phân tập không gian
Ƣu điểm của phân tập không gian là không tốn phổ song lại tốn ăng- ten và tháp ăng-ten phải cao và vững hơn.
+ Phân tập tần số:
Lợi dụng tính chất của hàm truyền kênh pha-đinh đa đƣờng là cách xa tần số khe pha-đinh thì hàm truyền kênh khá bằng phẳng, khi đó việc truyền tin trên hai tần số sóng mang cách nhau đủ xa sẽ dẫn đến 2 kênh tần số này độc lập nhau về pha-đinh (kênh tần số này các tia sóng đa đƣờng gây pha- đinh chọn lọc thì kênh tần số kia sẽ có pha-đinh phẳng). Nhƣợc điểm của
d
Combin er
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
phƣơng pháp này là tốn phổ và do vậy trên các tuyến vi ba đa luồng, ngƣời ta thƣờng sử dụng biện pháp cải biên là cấu hình N+1, với N kênh (luồng) công tác mới có một kênh tần số gọi là kênh dự phòng (stand-by channel), tại một thời điểm luôn chỉ có một trong số kênh công tác đó đƣợc sử dụng kênh dự phòng để thực hiện phân tập tần số.
+ Phân tập góc:
Là một trƣờng hợp đặc biệt của phân tập không gian, trong đó ăng-ten thu có hai đầu nuôi (feed-horn), hình thành hai búp sóng riêng biệt nhằm đón thu các tia sóng truyền đa đƣờng tới theo các góc tới khác nhau, tạo nên hai kênh thu khá độc lập nhau.
b) Máy thu RAKE khắc phục trải trễ với các hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp
Có thể thấy mọi thành phần truyền đa đƣờng của tín hiệu đều mang thông tin hữu ích, chúng chỉ bị trễ về pha và bị tiêu hao về biên độ khác nhau mà thôi. Trong các hệ thống sử dụng trải phổ chuỗi trực tiếp, thí dụ nhƣ các hệ thống vô tuyến di động đa truy nhập phân chia theo mã CDMA (Code Division Multiple Access), việc giải trải phổ bằng cách nhân tín hiệu thu đƣợc với một chuỗi giải trải phổ (chuỗi chip) đơn, đồng bộ với chuỗi chip trải phổ, chỉ cho phép thu năng lƣợng tín hiệu của tia truyền đa đƣờng tới trong thời gian của chip đầu tiên, đồng thời biến các tia khác thành nhiễu và loại bỏ.
Máy thu RAKE (rake = cái cào cỏ) đƣợc gọi nhƣ vậy vì nó gợi đến hình ảnh của cái cào cỏ, trong đó các nhánh của máy thu thu thập năng lƣợng của symbol truyền theo các tia riêng biệt tựa nhƣ những cái răng cào lƣợm những cái lá hay các nhánh cỏ trong vƣờn.
Toàn bộ khoảng trải trễ quan trọng nhất (trong đó các tia sóng đến máy thu còn có năng lƣợng đáng kể) đƣợc chia thành các “thùng” (bin) có độ rộng bằng Tc, khoảng thời gian của một chip trong chuỗi trải phổ giả ngẫu nhiên (despreading Pseudo-Noise sequence). Năng lƣợng tín hiệu của symbol theo từng tia truyền đa đƣờng đến máy thu trong từng thùng sẽ đƣợc tách và thu thập trong từng nhánh thu tƣơng quan nhờ trƣớc tiên đƣợc nhân với các phiên bản trễ so với nhau từng Tc của chuỗi chip giải trải phổ. Sau đó năng lƣợng trên các nhánh đƣợc kết hợp lại bằng cách tính trọng số phức (điều chỉnh thích hợp cả về biên độ và pha) rồi lấy tổng của các nhánh. Tín hiệu thu đƣợc nhƣ thế sẽ có SNR đƣợc cải thiện rất nhiều, về bản chất là máy thu RAKE đã
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
vét/gộp đƣợc tất cả những tia truyền đa đƣờng mạnh, đáng kể nhất lại thành một tia duy nhất để xử lý. Sơ đồ khối tiêu biểu của một máy thu RAKE đƣợc vẽ trên hình 2.27.
Hình 2.27 Máy thu RAKE