Chương 1: Các đặc tính cơ bản của DSL dùng DMT Nội dung của chương này dé cập một cách khái quát các đặc tính cơ bản của phương thức điều ché đa sóng mang (MCM) qua đường day thuê bao số (DSL). Các công trình nghiên cứu liên quan đến điều chế đa tần rời rạc (DMT) như phân bố bit, bộ cân bằng miền thời gian (TEQ). nhằm nâng cao dung lượng và hiệu năng truyền thông. Chương 2: Điều chế da sóng mang dựa trên sóng con Trong chương này, luận án đề cập đến phương pháp gần đúng đa phân giải (MRA) được sử dụng trong các phép biến đổi, khai triển sóng con được sử dụng để điều chế đa phân giải.
Các điều kiện cần và đủ để xây dựng bộ lọc tổ hợp (khi điều chế) và bộ lọc phân tích (khi giải điều chế) đã được xem xét và tính toán nhằm xây dựng được hệ thống điều chế và giải điều chế dựa trên sOng con rời rac (IDWT/DWT) cho hệ thống truyền thông đa sóng con rời rac tốt nhất, ôn định nhất. Từ đó luận án đã mô hình hoá và chuyên đổi bài toán từ DMT sang DWT và xây dựng thành công mô hình MCM dựa trên sóng con cơ bản nhất. Chương 3: Hiệu năng truyền thông số dựa trên sóng con Trong chương này của luận án đã tính toán lý thuyết tỷ lệ lỗi kí hiệu trên ồn (SER) trong các trường hợp với truyền thông dựa trên một hàm (không gian một chiều), dựa trên hai hàm (không gian hai chiều) và nhiều hàm sóng con (không gian đa chiều). Xem xét các đặc tính cơ bản của các loại sóng con Haar, Meyer và Daubechies dé lựa chọn loại sóng con (Daubechies) dùng cho truyền thông đa sóng con rời rạc.
Từ đó xem xét và so sánh hai hệ thống MCM dựa trên DFT/IDFT với 17 _V-Io/ 4933 MCM dựa trên DWT/IDWT dé chi ra các đặc tính ưu và nhược điểm của truyền thông sô dựa trên sóng con. Chương 4: Cac tính toán cho MCM dựa trên DWT sử dụng sóng con Daubechies Đây là chương tính toán và mô phỏng truyền thông MCM dựa trên DWT qua các kênh CSA (Loop#1) sử dụng sóng con Daubechies. Trong chương này bang tính toán và mô phỏng đã dé cập: e Truyền thông MCM dựa trên DWT với các sóng con không chồng lấp có nhiễu giữa các sóng con trong cùng băng con (IBI) và nhiễu giữa các sóng con của các băng con lân cận (CBI) nhau là rất nhỏ. Do đó không cần tiền tố vòng (CP).
Với các sóng con có chồng lấp thì IBI/CBI là đáng kẻ, tuy nhiên do đặc tinh trực giao vẫn có thé khôi phục được tín hiệu. e Bộ cân bằng miền phân giải (SDE) với giải thuật được đưa ra trong luận án có thé giảm đáng kê các nhiễu IBI/CBI khi lựa chọn (i) tốc độ lấy mau, (ii) số lần lọc lặp dé tạo nên sóng con Daubechies hay (iii) độ trơn của sóng con Daubechies tuỳ theo số moment biến mat cho phép khôi phục được sóng con tại các băng con. e Mô phỏng truyền thông đa sóng con mẫu qua kênh CSALoop#1 dé tính toán SER trong hai trường hợp với sóng con chồng lấp và không chồng lấp Các chương trình mô phỏng được thực hiện bằng các phần mềm LINK SIMULATOR và. Kết quả cho thấy: truyền thông MCM dựa trên DWT với các sóng con mẫu được lựa chọn với độ lọc lặp, độ trơn và tan số lay mẫu thích hợp có tính chống nhiễu và hiệu năng cao hơn, độ phức tạp phù hợp.
Kết luận, các đóng góp mới và các kiến nghị về những nghiên cứu tiếp theo Tài liệu tham khảo d) Các đóng góp của luận án : e© Đưa ra sự tương ứng giữa mô hình truyền din MCM dựa trên IFFT/FFT qua DSL với mô hình truyền dẫn đa sóng con rời rạc dựa trên IDWT/DWT. 18 e Tính toán về mặt lý thuyết hiệu năng của truyền dẫn đa sóng sóng con rời rac trong các không gian một hàm sóng con, không gian hai hàm và đa hàm sóng con cặp đôi. e Chứng minh ưu điềm của truyền thông số dựa trên điều chế đa sóng con rời rac nhờ dựa trên các kết quả nghiên cứu sau: o Ảnh hưởng sóng con Daubechies bậc cao, số phép lọc lặp lớn so với các sóng con Daubechies san có với nhiều ưu điểm hỗ trợ. o Sử dụng bộ cân bang miền phân giải (SDE) giảm thiểu các nhiễu IBI/CBI.
o Lấy mau thích hợp dé bảo vệ tính trực giao giữa các sóng con nhằm giảm IBI/CBI một cách tốt nhất e) Ý nghĩa khoa học và thực tiễn : Cáp quang đã được sử dụng trong mạng thuê bao (ONU) đã làm ngắn lại khoảng cách của cáp đồng xoắn đôi trên đường thuê bao [51]. Hiện tại công nghệ này tuy có băng thông rất rộng nhưng hiệu quả kinh tế chưa thật cao do phải lắp đặt mới hoàn toàn và yêu cầu duy tu bảo dưỡng trong khi sử dụng rất cao do vậy tính hiện thực còn phải được xem xét. Mặt khác mạng cáp đồng đã được lắp đặt hàng trăm năm nay với chiều dài hàng triệu kilomet trên toàn thế giới do đó việc nghiên cứu đề cho phép sử dụng DSL truyền dẫn tốc độ cao hơn là việc làm thiết thực. Truyền dẫn MCM dựa trên IFFT/FFT cũng đã bộc lộ những hạn chế và những khó khăn trong việc nâng cao hơn nữa hiệu năng truyền dẫn.
Phương thức truyền dẫn MCM dựa trên IDWT/DWT một mặt góp phần nâng cao hiệu năng truyền thông, mặt khác sẽ thúc đây việc mở rộng nghiên cứu áp dụng xử lí số tín hiệu trên sóng con trong truyền thông só. 19 Chươn : Ïg DIEU CHE DA TAN ROI RAC Điều chế da tần rời rac (DMT) truyền đữ liệu song song nhờ bộ điều chế sử dụng một tập các sóng mang hình sine trực giao. DMT hiện được sử dung rộng rãi vì nó có thé khắc phục được một số khó khăn truyền trong thông băng rộng trên đường thuê bao số (DSL) khi mà điều chế don sóng mang khó có thé thực hiện được. Đây là vấn đề lớn đã được nhiều tác giả nghiên cứu [15, 31, 39].
Chương này điểm lại các đặc tính cơ bản của DMT nhằm xác định các hoạt động của MCM dựa trên DFT/IDFT khi truyền dẫn trên DSL. Nghiên cứu và ứng dụng TEQ cho hệ thống MCM dựa trên IFFT/FFT nhằm cải thiện chất lượng hệ thống DMT, giúp cho việc nghiên cứu về bộ cân bằng miền phân giải (SDE) cho MCM dựa trên DWT/IDWT sau này. DIEU CHE ĐA TAN RỜI RẠC Đặt {X,}") là kí hiệu dữ liệu phức được truyền nhờ điều chế DMT. Kí hiệu DMT đã được điều chế có thé được biểu diễn N-1 N-l x) = YX, ec" = SY,() với 0</<T, (1.1) n=Q n=0 Trong đó f,=nAf và ¢,(t) = Ì 0meld.
03‡ef khac 12 2) với ø0 = 0, 1,. Trong đó Ty được gọi là khoảng thời gian của kí hiệu DMT va Af độ rộng kênh con của DMT. Dé máy thu có thể giải điều chế được hiệu quả các kí hiệu DMT nhận được thì thời gian của một kí hiệu phải đủ dài, sao cho 7, Af =1. Đây được gọi là điều kiện trực giao của DMT.
Theo điều kiện trực giao, chúng ta có: 20 |— xs — ~ — ~~; .3) ( II ® | | Trorg đó ó*() là liên hợp phức của ham đ(?), 6(n—m) là hàm delta Kronecker. Sử ding đặc tính này, kí hiệu DMT có thé được giải điều chế bằng cách: ~ June In! dị = |— pes #00 ó„()dt= X, I Tạ (N-1 006 ea ) m=0 Nếu rời rac hoá tích phân phía trái biểu thức trên đây và đặt 7 = nT, f, =nAƒ =n/T,, trong đó T là chu kì lay mẫu và dé ý rằng 7)/T = N ta có: / 2 hi) = mn X, = Sx(m)eé”” = DFT {x(m)} (1., N-1, Tương tự như trên nếu ta rời rac hoá (1.1) thì ta có: N=I LÊ mai x(n) = Wake i = HT UX.5) cho phép DMT sử dụng IFFT để điều chế còn FFT được sử dụng dé giải điều chế trong truyền dẫn MCM.11 Điều chế dựa trên IFFT Hình 1.1 cho ta thấy sơ đồ khối của thiết bị phát ứng dụng IFFT dé điều chế DMT. Dữ liệu nhị phân vào được phân ra từng nhóm /og)M bits, N/2 nhóm được chuyền thành song song bởi bộ biến đổi từ nối tiếp ra song song (S/P). Mỗi nhóm bít từ bộ S/P này được chuyền thành một kí hiệu phức, tương ứng với một điểm trong chùm sao của khối M-mứe (M-ary) QAM.
Trong máy phát, điều chế DMT được thực hiện bằng cách sử dụng biến đổi ngược Fourier rời rạc (IDFT), M⁄2 kí hiệu phức từ bộ QAM được biến đổi đối xứng gương và liên hiệp phức dé tạo ra một khối N kí hiệu phức {X;„ ø = 0., (N-1)} cho vào bộ IDFT. Như thế {X,} là độ lớn (trong miền tần số) của các 2I sóng mang con. Tập N hệ số (thực) lỗi ra {x(n)} từ bộ IDFT là N mẫu rời rạc của kí hiệu miễn thời gian x(t). N mẫu này được tạo thành một kí hiệu DMT.
ait liệu vào Hình 1.1: Sơ đô khối cơ bản của thiết bị phát DMT Trên thực tế IDFT thường được thay thé bang biến đổi ngược Fourier nhanh (IFFT) để giảm khối lượng tính toán (nhân. cộng) từ N” phép toán xuống còn (N⁄2)*logyN phép toán cho N điểm. Modul đáp ứng tan số ứng với sóng mang thứ ø của kí hiệu được điều chế DMT ở tần số /„, chu kì lấy mẫu 7 là : Ia) = T vind af | Seed do (1.6) DMT từ dụng DET với N=8 kênh con Hình 1.2: Đáp ứng tan số với N=8 kênh con (tính theo dB) Biéu thức (1.6) cho ta thay rang: Phố biên độ của mỗi một sóng mang con được điều ché bởi kí hiệu dữ liệu là các ham sinc có tâm tại tần số ƒ„ = nAf với 22 n = 0,. Các sóng mang con này có phd chồng lấp lên nhau.
Dạng phổ gincƒØ) (Hình 1.2) cho mỗi một kênh con đem lại cho các tín hiệu đặc tính trực giao và không có nhiều giữa các sóng mang (ICI). Đường cong phô chính của biến đổi Fourier kí hiệu DMT rộng 7; có độ rộng băng 2/Ty , còn các đường cong phô phụ có độ rộng bằng //Ty. Chiều cao của các đường cong phỏ phụ không phụ thuộc vào độ dài của cửa số vuông và hiệu số giữa đỉnh đường cong phổ chính và đỉnh đường cong phố phụ luôn bằng —13dB (độc lập với giá trị N). Các kí hiệu truyền dẫn DMT trên DSL được vector hoá.
Kênh DSL được mô hình hoá như các bộ lọc IIR hoặc FIR có đáp ứng xung kênh hạ¿ = (hạ hy, «. , hy), chiều dai của bộ lọc (tức kênh) bằng L+/. Đặt xạy„ ¡= (xạ, x,.xy ¡) là vector kí hiệu chứa N mẫu đặc trưng cho tín hiệu được truyền.