I. Hệ thống truyền thông hỗn loạn
Hệ thống truyền thông hỗn loạn là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong kỹ thuật viễn thông. Các tín hiệu hỗn loạn, với đặc tính phi chu kỳ và phổ băng rộng, đã được chứng minh là phù hợp cho các hệ thống truyền thông số trải phổ. Truyền thông hỗn loạn mang lại nhiều ưu điểm như khả năng chống fading đa đường, tăng cường bảo mật lớp vật lý, và hỗ trợ đa truy nhập phân chia theo mã. Các hệ thống này được chia thành hai loại chính: đồng bộ và không đồng bộ. Trong đó, hệ thống đồng bộ yêu cầu tín hiệu hỗn loạn được phát lại và đồng bộ chính xác ở máy thu, trong khi hệ thống không đồng bộ không cần quá trình này.
1.1. Hệ thống đồng bộ
Các hệ thống đồng bộ sử dụng tín hiệu hỗn loạn như sóng mang thông tin. Quá trình giải điều chế dựa trên sóng mang phát lại đã được đồng bộ. Một ví dụ điển hình là hệ thống CDSSS, nơi các chuỗi trải phổ giả ngẫu nhiên (PN) được thay thế bằng chuỗi hỗn loạn rời rạc. Tuy nhiên, việc đồng bộ tín hiệu hỗn loạn qua kênh truyền thực tế, đặc biệt là kênh vô tuyến, là một thách thức lớn. Hiệu năng tỷ lệ lỗi bit (BER) của các hệ thống này thường kém trong điều kiện thực tế.
1.2. Hệ thống không đồng bộ
Các hệ thống không đồng bộ không yêu cầu phát lại hay đồng bộ hỗn loạn. Hệ thống DCSK là một ví dụ điển hình, hoạt động tốt trong kênh truyền bị ảnh hưởng bởi nhiễu, fading và đa đường. Hầu hết các hệ thống hỗn loạn được đề xuất cho truyền thông vô tuyến đều dựa trên sự cải tiến hoặc mở rộng từ DCSK. Tuy nhiên, việc cải thiện hiệu năng BER vẫn là một thách thức cần giải quyết.
II. Đa sóng mang trong truyền thông hỗn loạn
Kỹ thuật đa sóng mang (MCM) đã được áp dụng rộng rãi trong các hệ thống thông tin thực tế như WLAN, WPAN, và DVB-T. Đa sóng mang giúp loại bỏ ảnh hưởng của nhiễu liên kí tự (ISI) trong truyền dẫn số tốc độ cao qua kênh fading đa đường. Kỹ thuật này chia băng thông truyền dẫn thành nhiều băng con hẹp, giúp cải thiện chất lượng hệ thống. Hệ thống truyền thông hỗn loạn đa sóng mang kết hợp ưu điểm của cả hai kỹ thuật, hướng tới áp dụng hỗn loạn vào các hệ thống thông tin thực tế.
2.1. Hệ thống MC DCSK
Hệ thống MC-DCSK là một trong những hệ thống đầu tiên kết hợp đa sóng mang với truyền thông hỗn loạn. Trong hệ thống này, chuỗi trải phổ tham chiếu được phát trên một sóng mang con mặc định, trong khi các chuỗi trải phổ mang thông tin được phát trên các sóng mang con còn lại. Hệ thống này đã chứng minh khả năng cải thiện chất lượng truyền thông qua kênh fading đa đường.
2.2. Hệ thống OFDM DCSK
Hệ thống OFDM-DCSK sử dụng các sóng mang con trực giao trên miền tần số để phát đi các tín hiệu trải phổ hỗn loạn. Kỹ thuật này giúp giảm thiểu băng thông chiếm giữ và cải thiện hiệu năng BER. Các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng, hệ thống này hoạt động tốt hơn so với các hệ thống thông tin không đồng bộ truyền thống.
III. Nghiên cứu phát triển hệ thống truyền thông hỗn loạn đa sóng mang
Nghiên cứu phát triển hệ thống truyền thông hỗn loạn đa sóng mang là một hướng nghiên cứu mới và tiềm năng. Luận án tiến sĩ của Nguyễn Hữu Long tập trung vào việc kết hợp đa sóng mang với truyền thông hỗn loạn để nâng cao chất lượng hệ thống. Các hệ thống được đề xuất trong luận án bao gồm RSS-MC-DCSK và OFDM xáo trộn sóng mang con hỗn loạn. Những hệ thống này đã chứng minh khả năng cải thiện hiệu năng BER và hiệu suất năng lượng so với các hệ thống truyền thống.
3.1. Hệ thống RSS MC DCSK
Hệ thống RSS-MC-DCSK sử dụng chuỗi trải phổ lặp để cải thiện hiệu năng BER. Hệ thống này đã được mô phỏng và so sánh với các hệ thống MC-DCSK và DCSK truyền thống. Kết quả cho thấy, RSS-MC-DCSK có hiệu suất năng lượng và băng thông tốt hơn, đặc biệt trong điều kiện kênh truyền AWGN và Rayleigh fading.
3.2. Hệ thống OFDM xáo trộn sóng mang con hỗn loạn
Hệ thống OFDM xáo trộn sóng mang con hỗn loạn sử dụng ánh xạ Baker để xáo trộn các sóng mang con trước khi phát tín hiệu. Hệ thống này đã được mô phỏng và so sánh với hệ thống OFDM truyền thống. Kết quả cho thấy, hệ thống đề xuất có hiệu năng BER tốt hơn, đặc biệt trong điều kiện kênh truyền Rayleigh fading.
