Nghiên cứu ứng dụng bộ lọc không gian nhằm giảm thiểu nhiễu tích cực lọt vào máy thu hình

Bài viết đề xuất sử dụng hệ thống tự bù khử cầu phương trong bộ lọc không gian để tăng hiệu quả khử nhiễu ngoài máy thu hình theo hướng sóng cánh bên của anten thu chính.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ứng dụng bộ lọc không gian nhằm giảm thiểu nhiễu tích cực lọt vào máy thu hìnhKỹ thuật điều khiển & Điện tử NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BỘ LỌC KHÔNG GIAN NHẰM GIẢM THIỂU NHIỄU TÍCH CỰC LỌT VÀO MÁY THU HÌNH Trần Hữu Toàn* Tóm tắt: Những năm gần đây kỹ thuật xử lý số không gian là một trong những hướng đi sâu nghiên cứu của các nhà khoa học do tính hấp dẫn của các ứng dụng, đặc biệt ứng dụng trong các hệ anten thông minh. Bài bào này tác giả đề xuất sử dụng hệ thống tự bù khử cầu phương trong bộ lọc không gian để tăng hiệu quả khử nhiễu ngoài máy thu hình theo hướng sóng cánh bên của anten thu chính.Từ khóa: Bộ lọc không gian; Bộ tự bù khử cầu phương. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, nhu cầu về nghe xem ngày càng tăng. Các chương trình truyền hình đượcđòi hỏi không chỉ có nội dung mà còn yêu cầu về chất lượng ngày càng nâng cao. Cácchương trinh NVOD hay VOD ngày càng được quan tâm các dịch vụ tương tác hai chiềucũng đã xuất hiện ngày một nhiều lên. Mặt khác, xu hướng công nghệ HD ngày càng đượcphát triển, các thiết bị sản xuất chương trình HD đang thay thế hệ thống sản xuất chươngtrình SD hiện tại. Tất cả những vấn đề nêu trên đòi hỏi phải tiếp tục hoàn thiện chuẩnDVB-T2 về nhiều vấn đề: chẳng hạn như nghiên cứu ứng dụng chuẩn nén MPEG-4, tiếptục cải thiện xác suất lỗi bit … Cho đến nay cũng đã có một số công trình nghiên cứu nhằm khắc phục, cải thiện đểnâng cao chất lượng truyền hình số mặt đất DVB-T2. Năm 2010, Eun Su Kang, HumorHwang và Dong Seog Han đã đề xuất thuật toán phục hồi các sóng mang mạnh (thuật toánthiết lập bù tần số mạnh) để duy trì sự đồng bộ ngay cả khi độ dịch tần Doppler lớn đối vớihệ thống OFDM. Trong hệ thống OFDM sử dụng các tín hiệu dẫn đường “pilots”, việcthiết lập kênh được biểu diễn trên các tín hiệu này và sau đó được nội suy trên các trụcthời gian và tần số. Khi thiết lập nội suy thời gian xuất hiện sai số trung bình, chính vì vậynghiên cứu [6] đã đề xuất sử dụng bộ lọc đa tần số thích nghi để đưa ra tần số tương quan.Trong DVB-T2 sử dụng kỹ thuật ống lớp vật lý để tăng hiệu quả sử dụng phổ. Năm 2014,Ahmed H.Eldieb, Mona Z.Saleh và Salwa Elramly, trong công trình nghiên cứu của mìnhđã đưa ra kỹ thuật cải tiến ước lượng kênh cho OFDM trong DVB-T2, dựa trên sắp xếp tínhiệu dẫn đường trong kênh fading chọn lọc tần số theo thời gian. Đây là phương pháp cảitiến của phương pháp ước lượng bình phương nhỏ nhất chuyển miền (DTLSE) và phươngpháp nội suy hai chiều. Cũng trong năm đó, Ahmad A.Aziz El-Banna và Maha El-Sabrouty, đã đề xuất thay thế bộ mã hóa hình cầu K tối ưu cố định thành bộ mã hóa hìnhcấu K tối ưu thích nghi nhằm khai thác đáp ứng xung kênh để đo chọn lọc kênh như mộtbộ báo trạng thái kênh. Năm 2016, Marwa Chafii cùng các cộng sự đề xuất phương phápâm hiệu dành riêng thích nghi (Adaptive Tone Reservation) để thay thế phương pháp cổđiển đang được sử dụng trong DVB-T2, và kết quả cho độ lợi 5db tại BER=10-3. Như vậy, qua tìm hiểu, phân tích các giải pháp công nghệ của chuẩn phát hìnhsố mặt đất thế hệ thứ nhất DVB-T, thế hệ thứ hai DVB-T2 [1], cũng như phân tích một sốcông trình đã công bố ở trên, tác giả nhận thấy rằng: - Chưa có giải pháp kỹ thuật để giảm nhiễu tích cực trước máy thu hình. - Chưa có giải pháp kỹ thuật hiệu quả giảm thiểu tác động của nhiễu xuyên kênhICI khi độ dịch tần và tần số Doppler lớn. - Vấn đề giải mã của DVB-T2 vẫn thực hiện theo phương thức cứng. Vì vậy, bài báo này tác giả đề xuất một trong ba giải pháp trên đó là nghiên cứu ứngdụng hệ thống tự bù khử cầu phương trong bộ lọc không gian nhằm nâng cao tỷ số tín/nhiễuở đầu vào máy thu hình, đồng nghĩa với việc cải thiện xác suất lỗi bit của hệ thống.52 Trần Hữu Toàn, “Nghiên cứu ứng dụng bộ lọc không gian … lọt vào máy thu hình.”Nghiên cứu khoa học công nghệ 2. BỘ TỰ TRIỆT NHIỄU TÍCH CỰC CẦU PHƯƠNG Để giảm thiểu nhiễu xuyên kênh ICI, theo lý thuyết mạch lọc không gian có Mphần tử có thể tạo được M-1 hướng triệt tiêu và như vậy chỉ có thể khử được M-1 nguồnnhiễu ICI. Hiệu quả lọc nhiễu của mạch lọc không gian thường được đánh giá bằng tỷ sốtín hiệu trên nhiễu cộng tạp âm SINR. Khi M càng lớn thì SINR càng lớn. Tuy nhiên, lúcđó nảy sinh yêu cầu phải thực hiện một khối lượng lớn các phép tính (đặc biệt là các phépnhân). Chính vì vậy, trong vấn đề nâng cao SINR của mạch lọc không gian thường chú ýtới số lượng các phép tính (liên quan tới tốc độ xử lý tín hiệu) và đây là một hạn chế rấtlớn làm giảm khả năng ứng dụng mô hình trên vào thực tiễn. Để giảm mức thu ở hướng cónguồn nhiễu tích cực, ở đây, bài báo đề xuất sử dụng phương pháp tự bù khử hoàn toànthực hiện bằng phương án phần cứng và khả dĩ ứng dụng cho các máy thu hình hiện nay.2.1. Sơ đồ nguyên lý Để nâng cao chất lượng triệt nhiễu tích cực ta đề xuất sử dụng bộ tự động ...