MÉO PHI TUYẾN VÀ CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC
3.3.3Quay pha phụ tối ƣu sóng mang thu
a) Nguyên lý chung
Quay pha phụ tối ƣu sóng mang thu đối với các hệ thống vi ba số M-
QAM đƣợc đề xuất và tính toán bởi TS. Nguyễn Quốc Bình [7]. Ý tƣởng của giải pháp rất đơn giản này có thể giải thích nhƣ sau.
Dƣới tác động của HPA, chòm sao tín hiệu thu gồm M cụm tín hiệu bị dịch chuyển trên mặt phẳng pha của không gian tín hiệu. Dịch chuyển này có xu hƣớng làm tất cả các điểm tín hiệu đều đƣợc quay pha theo một chiều, ít hay nhiều phụ thuộc vào biên độ của tín hiệu (do đặc tính AM/AM), dẫn đến các cụm điểm tín hiệu tiến gần hơn tới các biên quyết định (decision boundary) và do vậy làm tăng xác suất thu lỗi của hệ thống dƣới tác động của tạp/nhiễu. Có thể thấy khá rõ điều này trên hình 3.11b. Hiển nhiên, bộ khôi phục sóng mang và ATDE ở máy thu có thể tự bù đắp đƣợc góc quay trung bình của các điểm tín hiệu này, tuy nhiên sự bù đắp này chƣa làm cực tiểu xác suất thu lỗi mà có thể còn quay thêm một góc quay pha phụ APS (Additional Phasr Shift) nữa sóng mang thu tại đầu ra của bộ dao động nội (sau khi đã đồng bộ sóng mang, trƣớc khi cấp vào bộ giải điều chế). Dƣới tác động của quay pha phụ này, hệ tọa độ không gian tín hiệu thu bị quay đi một góc đúng bằng APS, các đƣờng biên quyết định quay theo và do vậy khoảng cách từ các điểm tín hiệu tới biên quyết định gần nhất sẽ tăng lên thêm đƣợc đôi chút, xác suất thu lỗi có thể giảm đƣợc thêm. Hình 3.15 mô tả sơ lƣợc ý tƣởng này, vẽ với một góc phần tƣ của chòm tín hiệu 16-QAM cho đơn giản, trong đó các mũi tên màu xanh thể hiện tác động của các biến điệu AM/AM và AM/PM làm quay các điểm tín hiệu (ban đầu chữ thập màu xanh thành các điểm tròn đen); các đƣờng màu đỏ thể hiện hệ trục mới sau khi quay sóng mang đi APS.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.15 Quay pha phụ sóng mang thu
Có thể thấy đƣợc rằng, APS không thể tăng lên đƣợc mãi bởi khi tăng APS, khoảng cách từ các điểm tín hiệu tới biên quyết định này tăng lên thì khoảng cách tới biên quyết định kia lại giảm đi. Do vậy, tồn tại một giá trị APS tối ƣu, gọi là góc quay pha phụ tối ƣu OAPS (Optimum Additional Phase Shift). Bằng cách đề xuất một thông số mới về độ phi tuyến của HPA gọi là thiệt hại khoảng cách dd (distance degradation) – là lƣợng thiệt khoảng cách trung bình từ các điểm tín hiệu tới biên quyết định gần nhất dƣới tác động của HPA – và sử dụng mô phỏng máy tính, TS. Nguyễn Quốc Bình và các cộng sự đã xác định đƣợc các công thức kinh nghiệm xác định OAPS cho các hệ thống 16- và 64-QAM [6, 7].
b) Mô phỏng máy tính xác định OAPS
Mô phỏng máy tính bằng ASTRAS đã đƣợc tiến hành với việc tăng dần APS nhằm xác định hàm SNRD gây bởi HPA theo APS. OAPS sẽ ứng với điểm cực tiểu của đƣờng cong đó. Kết quả mô phỏng đƣợc cho trên hình 3.16, với HPA nhƣ trong mục 3.2.1b và BOP tối ƣu 6.5 dB theo kết quả mục 3.2.1b đã đƣợc chọn để áp dụng cho HPA đó. OAPS xác định đƣợc là 0.8 [độ].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.16 Xác định OAPS
Nhận xét: Ngay cả khi đã áp dụng BOP tối ƣu, méo phi tuyến vẫn còn đáng kể và có thể giảm tác động của nó hơn nữa bằng OAPS. Tăng ích GOAPS
mang lại của OAPS trong trƣờng hợp này là rất đáng kể, xác định đƣợc bằng độ chênh giữa SNRD khi chƣa (APS = 0) và có OAPS (APS = OAPS):
GOAPS [tính tại BER = 10-6] = 20.05 dB – 19.45 dB = 0.6 dB (3.3)