Méo tuyến tính và méo phi tuyến

Đây là một tác động của môi trường truyền tới việc truyền tín hiệu

Méo tuyến tính là méo gây ra cho tín hiệu bởi các phần tử tuyến tính trên kênh truyền, trong đó các phần tử (trong nhiều trường hợp lại có thể xem chúng như các hệ thống - đơn giản là xem chúng như những khối/block) tuyến tính là các phần tử mà phép toán biểu diễn quan hệ đầu ra theo đầu vào thỏa mãn tính chất xếp chồng. Nôm na thì đặc tuyến biên độ vào-ra là một đường thẳng.

Nói chung, các phần tử thụ động trên các kênh (trừ diode) đều có thể xem là các phần tử tuyến tính, miễn là tín hiệu lối vào không quá lớn. Kênh fading đa đường do vậy là một phần tử tuyến tính, gây méo tuyến tính tín hiệu. Xét đến cùng kỳ lý thì chẳng có phần tử nào là hoàn toàn tuyến tính cả, chỉ là trong thực tế thì nếu đặc tuyến đủ thẳng thì người ta xem nó là phần tử tuyến tính thôi*.

Méo phi tuyến, trái lại, lại gây bởi các phần tử phi tuyến (không thỏa mãn tính chất xếp chồng, có đặc tuyến vào-ra là một đường không thẳng). HPA là một thí dụ.

Một điểm bạn biết chưa rõ nữa là tại máy thu, nói chung không mấy khi có HPA. Tín hiệu lối vào máy thu quá nhỏ nên các bộ khuếch đại ở máy thu nói chung làm việc ở đoạn rất thẳng của đặc tuyến công tác. Do vậy, người ta thường xem các bộ khuếch đại ở máy thu là các bộ khuếch đại tuyến tính, không gây méo phi tuyến.

*) Nói cho vui (mà thật đấy): Chẳng có cái gì ở đời này là tuyến tính cả đâu nhé. Bản chất của cuộc sống là phi tuyến. Một bài học cho các bạn: Các bạn chiều chuộng (là hy sinh, là chăm sóc, là tha thiết, là vân vân và vân vân nhé) người yêu một thì người ta yêu bạn một, bạn chiều chuộng người ta ba thì người ta yêu bạn ba. Nhưng mà quên đi nhé, bạn chiều chuộng người ta 10 hay 100 chẳng hạn, thời nó đi yêu người khác đấy. Hô hô, thế thì là nô lệ chứ yêu đương cái khỉ gì, nhẻ

Trích dẫn bài của thày bình http://vntelecom.org/diendan/showthread.php?t=4571

HPA là viết tắt của High Power Amplifier (bộ khuếch đại công suất lớn). Đây là một khái niệm bên điện tử, đại thể thì hệ số khuếch đại này với tín hiệu càng lớn thì sẽ càng giảm (vẽ trên đồ thị biểu diễn hệ số khuếch đại nó kiểu như tọa độ đại bác bắn lên rồi rơi xuống ấy, chứ không thẳng - tuyến tính).

Bổ xung trong vở thày Bình :

Méo tuyến tính

Định nghĩa như trên
Nguyên nhân :

• Các mạch lọc chế tạo không hoàn hảo
• Do môi trường truyền :
  - Dây kim loại : tần số càng cao tiêu hao càng nhiều nhưng độ tăng không đều mà lượn nét, mấp mô.
  - Môi trường vô tuyến : Fading (fading là một yếu tố ảnh hưởng đến truyền tin còn méo là kết quả nhận được nhé, không nên nhầm lẫn, cứ đặt tag chung vì mấy cái này liên kết chặt chẽ với nhau)

Đặc điểm nhận dạng :
- Méo t/h gây ISI, ISI xuất hiện dưới dạng M cụm điểm (thu) (thay vì M điểm đơn bên phát) ở đầu ra mạch lấy mẫu, diện tích cụm điểm càng lớn thì ISI càng lớn, cụm điểm phân bố quanh điểm phát và không phụ thuộc vào biên độ của tín hiệu phát. Xuất hiện ở đây là xuất hiện trên máy Vector Analyzer - xem thêm biểu diễn vector tín hiệu số .

Khắc phục
Ở lớp được dạy :

• Sử dụng mạch san bằng thích nghi ATDE
• Phân tập
• Mã chống nhiễu (mã kênh: các mã phát hiện, mã sửa lỗi)
• Truyền dẫn đa sóng mang
• Trải phổ (CDMA chống méo bằng máy thu RAKE )

Méo phi tuyến

Định nghĩa như trên
Các nguồn gây méo

• Các mạch khuếch đại công suất nhỏ (méo phi tuyến có thể bỏ qua)
• Các mạch khuếch đại công suất lớn (HPA)
• Mạch trộn (mixer) sử dụng diode
• Mạch hạn biên

Tác động đối với các loại tín hiệu (xem thêm)
- Với FSK và PSK : ít nhạy cảm, thậm chí còn cố tình sử dụng phần tử phi tuyến để nâng cao chất lượng hệ thống (đơn giản là méo làm biến đổi biên độ, hạn biên phát là xong)
- Với tín hiệu AM, nhất là m-QAM  thì biên độ mang tin nên gây ảnh hưởng nhiều

• Gây móp dạng chòm sao tín hiệu
• Mở rộng phổ tần và gây tạp âm phi tuyến
• Gây ISI phi tuyến

Đặc điểm nhận dạng
Quan sát bằng Vector Analyzer như ở trên giới thiệu thì các cụm điểm tín hiệu  có trọng tâm bị dịch chuyển khỏi điểm tín hiệu lý tưởng (bên tín hiệu phát), và cái này tín hiệu biên độ lớn thì càng bị dịch chuyển mạnh và diện tích cụm điểm càng lớn. Ở vở thày thày Bình nói là thường biên độ bị giảm 1 tí và quay theo chiều ngược kim đồng hồ 1 đoạn.

Biện pháp khắc phục

• Sử dụng BO (back off) tối ưu
• Sử dụng méo trước (Pre Distortion) : Ý tưởng của giải pháp này là trước khi đưa tín hiệu vào bộ HPA thì cho tín hiệu qua một mạch méo trước PD gây méo ngược lại (sau bị méo sẽ triệt tiêu là vừa). Thực tế chỉ bù được méo bậc 3 -> gọi là Cubic PD, có thể thực hiện ở băng gốc (Data Predistortion), IF, RF.
• Sử dụng quay pha phụ tối ưu (Optimum Additional Phase-Shift) : méo phi tuyến làm dịch chuyển điểm tín hiệu nên phương pháp này là quay pha theo sự quay của méo (Xem đặc điểm nhận dạng ở trên), quay quá nhiều thì có khi còn méo thêm, quay quá ít thì không sửa được mấy nên có 1 điểm tối ưu nên gọi là quay pha phụ tối ưu. Như ở trên nói thì phương pháp quay pha này quay theo sự quay pha của méo biên độ, và có vẻ chỉ khắc phục được sự quay còn việc giảm biên độ thì không khắc phục được.

Posted in: Các yếu tố ảnh hưởng đến truyền tin, Kỹ thuật truyền dẫn số