Một trong những vấn đề quan trọng liên quan đến việc thực hiện các hệ thống thông tin di động nói chung cũng nhƣ hệ thống MC-CDMA nói riêng là tách tín hiệu. Bài toán đặt ra cho chúng ta là: hệ thống làm sao có chất lƣợng tốt nhất, tức là tín hiệu thu trong hệ thống MC-CDMA phục hồi giống nhƣ tín hiệu phát trƣớc đó, trên cơ sở công nghệ và giá thành chấp nhận đƣợc. Thiết kế các bộ tách tín hiệu đã và đang nhận đƣợc sự quan tâm rộng rãi. Mặc dù có rất nhiều công trình nghiên cứu tách tín hiệu cho hệ thống MC-CDMA, song việc nâng
-6 -4 -2 0 2 4 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 T ƣơn g qu an c hé o
52
cao chất lƣợng của hệ thống vẫn còn là thách thức cho các nhà khoa học không chỉ hiện tại mà còn cả ở tƣơng lai.
Tách tín hiệu trong hệ MC-CDMA có thể thực hiện theo hai hƣớng: - Tách đơn ngƣời dùng SUD
- Tách đa ngƣời dùng MUD
Kỹ thuật SUD thực hiện nhận dạng tín hiệu của ngƣời dùng mong muốn khi có tín hiệu của ngƣời dùng không mong muốn, nhƣ tín hiệu đa truy nhập MAI. Trong khi đó, kỹ thuật MUD kết hợp nhận dạng tín hiệu của nhiều ngƣời dùng trong hệ thống.
Trong hệ thống MC-CDMA, kỹ thuật SUD đƣợc thể hiện bằng cách sử dụng nối tiếp các bộ cân bằng bậc nhất cho mỗi sóng mang để bù lại méo phading trên mỗi sóng mang, sau đó sử dụng mã trải phổ để giải điều chế tín hiệu thu. SUD là giải pháp tối ƣu nếu hệ thống MC-CDMA sử dụng truyền dẫn đồng bộ với mã trải phổ trực giao Walsh-Hadamard. Tuy nhiên trong môi trƣờng phading chọn lọc tần số, tính trực giao của mã trải phổ không còn nữa, gây ra các thành phần nhiễu đa truy nhập MAI. Do đó, tính tối ƣu của kỹ thuật SUD không giữ đƣợc. Để khắc phục hạn chế trên, ngƣời ta sử dụng những giải pháp nhằm chống lại ảnh hƣởng phading, qua đó hạn chế MAI. Một số giải pháp đƣa ra là sử dụng tổ hợp độ lợi cân bằng EGC, cân bằng cƣỡng ép không ZF, tổ hợp tỷ số cực đại MRC, cân bằng theo lỗi bình phƣơng trung bình cực tiểu MMSE. Ta sẽ xét chi tiết các vấn đề này ở phần sau.
Kỹ thuật MUD có thể đƣợc sử dụng nếu bộ tách tín hiệu biết đƣợc cấu trúc mã trải phổ trong tín hiệu của ngƣời sử dụng khác. Khi đó MAI không còn bị xem nhƣ tạp âm nữa. Hiệu năng của hệ thống MC-CDMA sử dụng tách đa ngƣời dùng MUD đƣợc nâng cao so với SUD, tuy nhiên cấu trúc bộ tách tín hiệu phức tạp hơn. Có thể thực hiện MUD theo hai cách:
- Sử dụng tách tín hiệu kết hợp JD - Sử dụng tách tín hiệu triệt nhiễu IC
Cấu trúc JD là cấu trúc tách tín hiệu tối ƣu theo tiêu chuẩn hợp lý cực đại ML sử dụng ƣớc lƣợng chuỗi gần giống nhất MLSE hoặc ƣớc lƣợng từng ký tự
53
gần giống nhất MLSSE. Với hệ thống thông tin một sóng mang, độ phức tạp của hệ thống tỷ lệ theo hàm mũ của số lƣợng ngƣời dùng đồng thời trong hệ thống nên giải pháp này chỉ có thể thực hiện hiệu quả khi số ngƣời dùng thấp. Tuy nhiên, trong hệ thống MC-CDMA, bằng việc sử dụng kết hợp với kỹ thuật FDMA, độ phức tạp của bộ tách tín hiệu giảm đến mức chấp nhận đƣợc.
Nguyên lý của triệt nhiễu IC là thực hiện tách tín hiệu thông tin ngƣời dùng gây nhiễu theo SUD, sắp xếp lại phân bố nhiễu trong tín hiệu thu đƣợc rồi thực hiện loại trừ nhiễu để thu đƣợc tín hiệu cần thiết. Khi phân bố nhiễu trong tín hiệu thu đƣợc là phân bố đều, giải pháp thích hợp là sử dụng kỹ thuật triệt nhiễu song song PIC, tức là xử lý theo IC thực hiện đồng thời. Khi phân bố nhiễu trong tín hiệu thu đƣợc không phải là phân bố đều, giải pháp thực hiện triệt nhiễu nối tiếp SIC lại thích hợp hơn, tức là tách thành phần nhiễu mạnh nhất, sau mỗi bƣớc xử lý, sẽ đƣợc loại ra khỏi tín hiệu thu.
Qua phân tích sơ bộ, các giải pháp tách tín hiệu trong hệ thống MC- CDMA rất phức tạp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Vì vậy, trong Luận văn này chỉ hạn chế việc xét kỹ thuật tách tín hiệu MC-CDMA cho kênh đƣờng xuống, trong môi trƣờng đơn tế bào.