Nhiệm vụ của việc đồng bộ thời gian là phải xỏc định được thời điểm ký hiệu bắt đầu. Khi cú sự sai khỏc về thời gian bắt đầu ký hiệu thỡ sẽ gõy ra lỗi thời gian.
CP CP Cửa sổ FFT Ký hiệu OFDM NG NG + N N Start
Hỡnh 2.4. Điểm bắt đầu thời gian ký hiệu
Nếu lỗi nhỏ và thời gian bắt đầu ký hiệu rơi vào trong vựng CP thỡ nú khụng gõy ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống, hỡnh vẽ 2.5 minh hoạ điều này.
CP {Yn |1≤ n ≤ N} CP
Cửa sổ FFT lý t- ởng Ký hiệu OFDM thứ i Ký hiệu OFDM thứ i+1
Lỗi đồng bộ
Hỡnh 2.5. Thời gian bắt đầu ký hiệu rơi vào trong CP
Trường hợp ngược lại, nếu thời gian bắt đầu ký hiệu rơi vào trong chu kỳ hữu ớch thỡ nhiễu ISI sẽ xẩy ra như trong hỡnh 2.6.
CP {Yn |1≤ n ≤ N} CP
Cửa sổ FFT lý t- ởng
Ký hiệu OFDM thứ i Ký hiệu OFDM thứ i+1
Lỗi đồng bộ ISI + Lỗi pha
Hỡnh 2.6. Thời gian bắt đầu ký hiệu rơi vào trong chu kỳ hữu ớch
Để thực hiện việc đồng bộ thời gian, thường sử dụng hai phương phỏp là: đồng bộ sử dụng tớn hiệu Pilot và đồng bộ sử dụng CP.
2.3.1.1. Đồng bộ thời gian dựa trờn tớn hiệu pilot.
Thuật toỏn đồng bộ bao gồm ba bước: nhận biết cụng suất (power detection), đồng bộ thụ (coarse synchronization) và đồng bộ tinh (fine synchronization).
- Nhiệm vụ của nhận biết cụng suất là xỏc định xem tớn hiệu truyền cú phải là OFDM hay khụng bằng cỏch đo cụng suất thu và so sỏnh với mức ngưỡng.
- Trong bước đồng bộ thụ, tớn hiệu sẽ được đồng bộ bước đầu với độ chớnh xỏc khỏ thấp là một nửa khoảng thời gian lấy mẫu. Mặc dự độ chớnh xỏc đồng bộ trong bước này khụng cao, song nú sẽ làm đơn giản thuật toỏn dũ tỡm đồng bộ trong bước tiếp theo. Để thực hiện "đồng bộ thụ", người ta cho tương quan giữa tớn hiệu thu được với bản sao của tớn hiệu phỏt (đó xỏc định trước) rồi tỡm đỉnh tương quan. Tần suất ước lượng cỏc điểm tương quan phải gấp khoảng 4 lần tốc độ tớn hiệu để đảm bảo tớnh chớnh xỏc trong việc ước lượng đỉnh tương quan.
- Ở bước đồng bộ tinh, do thời gian đồng bộ chớnh xỏc nhỏ hơn 0,5 mẫu tớn hiệu nờn kể cả ảnh hưởng của lỗi đồng bộ, đỏp ứng xung của kờnh chắc chắn nằm trong thời khoảng của CP (vỡ thời khoảng CP phải lớn hơn thời khoảng đỏp ứng xung ớt nhất là 1 mẫu). Vỡ vậy, lỗi pha súng mang ở cỏc kờnh con chắc chắn là do lỗi thời gian gõy nờn. Lỗi này cú thể được ước lượng bằng cỏch sử dụng hồi qui tuyến tớnh. Sau đú, tớn hiệu tại cỏc kờnh pilot sẽ được cõn bằng.
2.3.1.2. Đồng bộ thời gian sử dụng CP
Kỹ thuật đồng bộ này được thực hiện nhờ tớnh chu kỳ của mỗi ký hiệu, do đú CP được chốn vào ở mỗi ký hiệu.
ý tưởng cơ bản là xột hiệu hai mẫu tớn hiệu thu cỏch nhau N bước:
d(m) = r(m) - r(m+N) (2.8) với N là số súng mang con, N cũng bằng số điểm lấy mẫu tương ứng với phần cú ớch của ký hiệu OFDM (khụng kể CP). Khi đú:
- Nếu r(m) và r(m+N) tương ứng với cỏc mẫu tớn hiệu phỏt nằm trong thời khoảng của cựng một ký hiệu OFDM, chỳng phải là bản sao của nhau nờn cụng suất của d(m) thấp.
- Nếu r(m) và r(m+N) khụng tương ứng với cỏc mẫu tớn hiệu phỏt nằm trong thời khoảng của cựng một ký hiệu, d(m) là hiệu của hai biến ngẫu nhiờn khụng tương quan. Cụng suất trung bỡnh của d(m) trong trường hợp này bằng hai lần cụng suất trung bỡnh của ký hiệu OFDM.
Nếu sử dụng một cửa sổ trượt cú độ rộng đỳng bằng khoảng thời gian của CP (tức là điểm cuối của cửa sổ trựng vào điểm bắt đầu của ký hiệu OFDM) thỡ khi cửa sổ này trựng với thành phần CP của ký hiệu OFDM sẽ cú một cực tiểu về cụng suất trung bỡnh của cỏc mẫu d(m) trong cửa sổ này. Do đú, cú thể ước lượng được thời điểm bắt đầu của ký hiệu OFDM, đồng bộ thời gian được thực hiện.