ươ ế ề Ch ng 1: Kênh truy n vô tuy n
ƯƠ
Ề
Ế
CH
NG 1: KÊNH TRUY N VÔ TUY N
ớ ươ 1.1 Gi ệ i thi u ch ng
ươ ệ ượ ươ Các ph ng ti n thông tin nói chung đ c chia thành hai ph ng pháp thông
ơ ả ữ ế ế ạ tin c b n, đó là thông tin vô tuy n và thông tin h u tuy n. M ng thông tin vô
ế ở ộ ươ ủ ế ệ ệ ậ tuy n ngày nay đã tr thành m t ph ng ti n thông tin ch y u, thu n ti n cho
ộ ố ệ ạ cu c s ng hi n đ i.
Kênh tin ậ Nh n tin
Ngu n ồ tin
ơ ồ ố ệ ố ề
ứ Hình 1.1: S đ kh i ch c năng h th ng truy n tin ế ề ậ ạ ồ Trong m ng thông tin vô tuy n ngoài ngu n tin và nh n tin thì kênh truy n là
ấ ấ ộ ươ ứ ạ ố ọ m t trong ba khâu quan tr ng nh t, và có c u trúc t ng đ i ph c t p. Nó là môi
ườ ể ừ ế ươ ế tr ề ng đ truy n thông tin t máy phát đ n máy thu. Vì th ch ể ng này tìm hi u
ệ ượ ề ề ưở ế các thông tin v kênh truy n: Đó là, các hi n t ả ng nh h ề ng đ n kênh truy n,
ơ ả ề ề ạ ươ các d ng kênh truy n và các mô hình kênh truy n c b n. Ngoài ra ch ng này
ớ ề ệ ố ệ ế còn gi i thi u khái quát v h th ng thông tin vô tuy n.
ề ệ ố ế ệ 1.2 Khái ni m v h th ng thông tin vô tuy n
ộ ệ ố ể ệ ủ ả ộ ơ Hình 1.2 th hi n m t mô hình đ n gi n c a m t h th ng thông tin vô
ế ồ ướ ế ư ừ ồ tuy n. Ngu n tin tr ể ả c h t qua mã hoá ngu n đ gi m các thông tin d th a, sau
ượ ể ố ỗ ề ệ đó đ c mã hoá kênh đ ch ng các l i do kênh truy n gây ra. Tín hi u sau khi
ượ ế ể ề ả ề ể ề ế qua mã kênh đ c đi u ch đ có th truy n t ả ứ i đi xa. Các m c đi u ch ph i
ệ ủ ệ ượ ề ề ợ ớ ở phù h p v i đi u ki n c a kênh truy n. Sau khi tín hi u đ c phát đi máy phát,
ướ ớ ệ tín hi u thu đ ượ ở c ẽ ả máy thu s tr i qua các b c ng ượ ạ c l ế i so v i máy phát. K t
ệ ả ượ ả ạ ượ ở ấ ượ ệ qu tín hi u đ c gi i mã và thu l i đ c máy thu. Ch t l ng tín hi u thu
ấ ượ ụ ộ ươ ề ế ph thu c vào ch t l ề ng kênh truy n và các ph ng pháp đi u ch và mã hoá
ệ ậ ằ ả ớ ờ ỹ khác nhau. Do đó ngày nay các k thu t m i ra đ i nh m c i thi n ch t l ấ ượ ng
Trang: 1
ươ ế ề Ch ng 1: Kênh truy n vô tuy n
ữ ề ế ậ ạ ộ ỹ kênh truy n nói riêng và m ng vô tuy n nói chung, m t trong nh ng k thu t đó
Mô hình kênh (Discrete channel)
ế
ồ Ngu n tin
Mã hoá ngu nồ (Source coding)
Mã hoá kênh (Channel coding)
Đi u chề (Modulation)
là MCCDMA.
Kênh vô tuy nế (Channel)
(cid:0) (cid:0)
ka (cid:0), ka
ả
ả
ả
ồ Gi i mã hoá ngu n (Source decoding)
Gi i mã hoá kênh (Channel decoding)
ế ề Gi i đi u ch (Demodulation)
Tín hi u ệ đích (Destination)
(cid:0)
ế ệ ố Hình 1.2: Mô hình h th ng thông tin vô tuy n
ế ề 1.3 Kênh truy n vô tuy n
ớ ệ 1.3.1 Gi i thi u
ấ ượ ệ ố ủ ụ ề ộ Ch t l ề ng c a các h th ng thông tin ph thu c nhi u vào kênh truy n,
ệ ượ ề ừ ư ế ố ơ n i mà tín hi u đ c truy n t máy phát đ n máy thu. Không gi ng nh kênh
ể ự ữ ế ề ổ ượ ế ị truy n h u tuy n là n đ nh và có th d đoán đ ề c, kênh truy n vô tuy n là
ề ễ ệ ệ ẫ hoàn toàn ng u nhiên và không h d dàng trong vi c phân tích. Tín hi u đ ượ c
ở ở ị ả ề ế ố phát đi, qua kênh truy n vô tuy n, b c n tr b i các toà nhà, núi non, cây c i …,
ệ ượ ễ ả ạ ạ ạ ượ ọ ị b ph n x , tán x , nhi u x …, các hi n t ng này đ c g i chung là fading. Và
ả ở ượ ấ ủ ề ả ế k t qu là máy thu, ta thu đ ệ c r t nhi u phiên b n khác nhau c a tín hi u
ề ả ưở ấ ượ ế ủ ệ ố phát. Đi u này nh h ng đ n ch t l ng c a h th ng thông tin vô tuy n. ế Do
Trang: 2
ươ ế ề Ch ng 1: Kênh truy n vô tuy n
́ ̀ ́ ̀ ̀ ̃ ư ̃ ư ơ ̣ ̉ ̉ đó vi c nệ ́ ̉ ăm v ng nh ng đăc tinh cua kênh truyên vô tuyên la yêu câu c ban đê
́ ́ ́ ́ ́ ́ ́ ́ ̣ ự ợ ươ ̉ ̣ ̉ ̣ ̉ co thê chon l a môt cach thich h p cac câu truc cua hê thông, kich th ́ ́ c cua cac
́ ̀ ̀ ̀ ́ ́ ́ ư ̉ ̣ thanh phân va cac thông sô tôi u cua hê thông .
ệ ượ ộ ệ ố ể ượ Hi n t ng fading trong m t h th ng thông tin có th đ c phân thành hai
ẹ ầ ạ ầ ộ lo i: Fading t m r ng (largescale fading) và fading t m h p (smallscale fading).
ễ ả ự ế ủ ệ ấ ầ ộ Fading t m r ng di n t ặ s suy y u c a trung bình công su t tín hi u ho c
ệ ượ ự ề ể ộ ộ ộ đ suy hao kênh truy n là do s di chuy n trong m t vùng r ng. Hi n t ng này
ưở ở ự ủ ị ừ ầ ị ả ch u nh h ồ ng b i s cao lên c a đ a hình (đ i núi, r ng, các khu nhà cao t ng)
ữ ườ ượ ấ ở ị gi a máy phát và máy thu. Ng i ta nói phía thu đ ậ c b che khu t b i các v t
ề ệ ượ ầ ố ả c n cao. Các th ng kê v hi n t ộ ng fading t m r ng cho phép ta ướ ượ c l ng đ ộ
ủ ề ả suy hao kênh truy n theo hàm c a kho ng cách.
ễ ả ự ể ở ẹ ầ ệ ộ Fading t m h p di n t ổ s thay đ i đáng k ề biên đ và pha tín hi u. Đi u
ự ử ả ả ổ ỏ ỏ ị này x y ra là do s thay đ i nh trong v trí không gian (nh kho ng n a b ướ c
ự ả ữ ẹ ầ ờ sóng) gi a phía phát và phía thu. Fading t m h p có hai nguyên lý s tr i th i
ủ ệ ặ ổ ờ gian (timespreading) c a tín hi u và đ c tính thay đ i theo th i gian (time
ố ớ ủ ứ ụ ề ề ế ộ ổ variant) c a kênh truy n. Đ i v i các ng d ng di đ ng, kênh truy n là bi n đ i
ự ủ ự ế ể ẫ ờ ổ theo th i gian vì s di chuy n c a phía phát và phía thu d n đ n s thay đ i
ườ đ ề ng truy n sóng.
ả ơ ưở ự ủ ế ề ệ ế Có ba c ch chính nh h ng đ n s lan truy n c a tín hi u trong h ệ
ộ ố th ng di đ ng:
ạ ẩ ệ ừ ả ặ ằ ạ ẳ ộ ớ + Ph n x x y ra khí sóng đi n t va ch m vào m t m t b ng ph ng v i kích
ướ ấ ớ ớ ướ ệ th c r t l n so v i b c sóng tín hi u RF.
ễ ườ ị ả ữ ề ạ ẩ + Nhi u x x y ra khi đ ở ở ng truy n sóng gi a phía phát và thu b c n tr b i
ậ ộ ậ ả ộ ướ ớ ớ ướ m t nhóm v t c n có m t đ cao và kích th c l n so v i b ễ c sóng. Nhi u
ệ ượ ả ượ ượ ạ x là hi n t ng gi i thích cho nguyên nhân năng l ng RF đ c truy n t ề ừ
ầ ườ ế ề ẳ ườ phía phát đ n phía thu mà không c n đ ng truy n th ng. Nó th ng đ ượ ọ c g i
ệ ứ ắ ườ ể ế ạ ượ ộ là hi u ng ch n (shadowing) vì tr ng tán x có th đ n đ c b thu ngay
ở ậ ả ị ắ ể ề ả c khi b ch n b i v t c n không th truy n xuyên qua.
Trang: 3
ươ ế ề Ch ng 1: Kênh truy n vô tuy n
ạ ẩ ệ ừ ề ạ ặ ẳ ộ ớ ồ + Tán x x y ra khi sóng đi n t va ch m vào m t m t ph ng l n, g gh làm
ượ ị ả ạ ặ ả ạ ấ ả ướ cho năng l ng b tr i ra (tán x ) ho c là ph n x ra t t c các h ng. Trong
ườ ể ườ ậ ố ạ ộ ộ môi tr ng thành ph , các v t th th ng gây ra tán x là c t đèn, c t báo
ệ hi u, tán lá.
ệ ượ ả ưở ấ ượ ế ề 1.3.2 Các hi n t ng nh h ng đ n ch t l ng kênh truy n
ệ ượ ườ 1.3.2.1 Hi n t ng đa đ ng (Multipath)
ộ ệ ố ứ ế Trong m t h th ng thông tin vô tuy n, các sóng b c x đi n t ạ ệ ừ ườ ng th
ự ề ế ế ề ẩ không bao gi ờ ượ đ ữ c truy n tr c ti p đ n anten thu. Đi u này x y ra là do gi a
ồ ạ ể ả ở ự ự ề ế ậ ơ ơ n i phát và n i thu luôn t n t i các v t th c n tr s truy n sóng tr c ti p. Do
ậ ượ ế ừ ướ ự ủ ồ ậ v y, sóng nh n đ ậ c chính là s ch ng ch p c a các sóng đ n t h ng khác
ở ự ả ạ ừ ạ ể ậ ố ạ nhau b i s ph n x , khúc x , tán x t các toà nhà, cây c i và các v t th khác.
ệ ượ ượ ự ề ọ ườ Hi n t ng này đ c g i là s truy n sóng đa đ ng (Multipath propagation).
ệ ượ ườ ượ ủ ệ ổ Do hi n t ng đa đ ệ ng, tín hi u thu đ ả c là t ng c a các b n sao tín hi u phát.
ễ ị ả ả ị ưở ẫ ỳ Các b n sao này b suy hao, tr , d ch pha và có nh h ộ ng l n nhau. Tu thu c
ủ ừ ể ượ ệ ậ ầ ồ vào pha c a t ng thành ph n mà tín hi u ch ng ch p có th đ c khôi ph c l ụ ạ i
ị ư ỏ ệ ố ứ ề ặ ho c b h h ng hoàn toàn. Ngoài ra khi truy n tín hi u s , đáp ng xung có th ể
ề ườ ậ ượ ơ ứ ị b méo khi qua kênh truy n đa đ ng và n i thu nh n đ ộ c các đáp ng xung đ c
ệ ươ ự ứ ọ ậ l p khác nhau. Hi n t ng này g i là s phân tán đáp ng xung (impulse
ệ ượ ề ườ dispersion). Hi n t ở ng méo gây ra b i kênh truy n đa đ ế ng thì tuy n tính và có
ể ượ ằ ằ ộ th đ c bù l ạ ở i phía thu b ng các b cân b ng.
Trang: 4
Tán xạ
ạ
Ph n xả
ề
ẳ
Truy n th ng
Khúc xạ
Che khu tấ
ạ
ộ
Tr m di đ ng
Tán xạ
Tr m ạ g cố
ươ ế ề Ch ng 1: Kênh truy n vô tuy n
ệ ượ ề ườ Hình 1.3: Hi n t ng truy n sóng đa đ ng
ệ ứ 1.3.2.2 Hi u ng Doppler
ệ ứ ự ể ộ Hi u ng Doppler gây ra do s chuy n đ ng ươ t ng đ i ố gi aữ máy phát và
ở ấ ủ ệ ượ ả ổ ủ ư máy thu nh trình bày hình 1.4. B n ch t c a hi n t ng này là ph c a tín
ệ ượ ớ ầ ệ ả ầ ố ộ ọ ị hi u thu đ c b xê l ch đi so v i t n s trung tâm m t kho ng g i là t n s ố
Doppler.
ả ế ớ ủ ớ ướ ế ủ ể ộ αn, Gi thi t góc t i c a tuy n n so v i h ng chuy n đ ng c a máy thu là
ầ ố ủ ế khi đó t n s Doppler c a tuy n này là [5]:
f
f
D
αcos n
0
n
v c
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (1.1)
ầ ượ ủ ệ ố ầ ố ậ ố Trong đó f0, v, c l n l ể t là t n s sóng mang c a h th ng, v n t c chuy n
n = 0 thì
ươ ậ ố ố ủ ế ớ ộ đ ng t ng đ i c a máy thu so v i máy phát và v n t c ánh sáng. N u α ạ Tr m phát ớ ầ ố t n s Doppler l n nh t s là:
(cid:0)
)(2 t
f
max
D,
v c
(cid:0) (cid:0) (1.2) ấ ẽ Tuy n 1ế f
(cid:0)
0 Tuy n 2ế
)(1 t
1
α V t ậ ph nả xạ v
Trang: 5
ạ ủ ề Hình 1.4: Hàm truy n đ t c a kênh
ươ ế ề Ch ng 1: Kênh truy n vô tuy n
ả ế ớ ườ ệ ế ề ằ ồ Gi thi t tín hi u đ n máy thu b ng nhi u lu ng khác nhau v i c ng đ ộ
ở ọ ướ ắ ệ ươ ứ ngang hàng nhau kh p m i h ổ ủ ng, khi đó ph c a tín hi u t ớ ầ ng ng v i t n
A
2
ượ ư ể ễ ố s Doppler đ c bi u di n nh sau[5]:
f
f
0
1
f
max
(cid:0) (cid:0) (cid:0) ế n u (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) = (1.3) ườ ạ các tr ợ ng h p còn l i 0
ệ ổ ượ ễ ạ ở ể Ph tín hi u thu đ c bi u di n l i hình 1.5
ậ ộ ị ả ệ ổ ưở ệ ứ ở M t đ ph tín hi u thu b nh h ng b i hi u ng Doppler do Jake tìm ra
ượ ọ ủ ệ ổ ổ ượ ả năm 1974. Và đ c g i là ph Jake. Ý nghĩa c a ph tín hi u này đ c gi i thích
0, khi đó tín hi u thu đ
ư ả ế ệ ở ầ ố ệ nh sau: Gi thi t tín hi u phát đi t n s sóng mang f ượ c
0 mà b d ch đi c v hai
ậ ầ ố ả ề ị ị ẽ s không nh n đ ượ ở c chính xác trên t n s sóng màng f
ở ầ ố ự ị ả ưở ớ ộ ị phía v i đ d ch là f ư D,max nh hình 1.5. S d ch t n s này nh h ng đ n s ế ự
ệ ố ộ ủ ề ồ đ ng b c a nhi u h th ng.
Trang: 6
ươ ế ề Ch ng 1: Kênh truy n vô tuy n
ệ ậ ộ ổ ủ Hình 1.5: M t đ ph c a tín hi u thu
1.3.2.3 Suy hao trên đ ̀ ̀ ươ ng truyên
́ ̀ ́ ̀ ̉ ự ̉ ̉ ̣ Mô ta s suy giam công suât trung binh cua tin hiêu khi truyên t ̀ ́ ́ ư may phat
́ ́ ̀ ́ ́ ̣ ượ ự ̉ ̉ ́ đên may thu. S giam công suât do hiên t ́ ng che chăn va suy hao co thê khac
́ ́ ̀ ươ ̣ ̉ ̀ phuc băng cac ph ́ . ng phap điêu khiên công suât
ệ ứ 1.3.2.4 Hi u ng bóng râm (Shadowing)
ưở ủ ở ườ ư ề ả Do nh h ậ ả ng c a các v t c n tr trên đ ụ ng truy n, ví d nh các toà nhà
ệ ả ầ ọ ồ ộ ị cao t ng, các ng n núi, đ i,… làm cho biên đ tín hi u b suy gi m. Tuy nhiên,
ệ ượ ộ ế ỉ ả ả ộ ố ổ ớ hi n t ậ ng này ch x y ra trên m t kho ng cách l n, nên t c đ bi n đ i ch m.
ậ ượ ọ ậ ệ ứ Vì v y, hi u ng này đ c g i là fading ch m.
ề ạ 1.3.3 Các d ng kênh truy n
ầ ố ủ ứ ủ ệ ề Tùy theo đáp ng t n s c a kênh truy n và băng thông c a tín hi u phát mà ta
có.
ọ ọ ầ ố ề ề ọ ọ ầ ố + Kênh truy n ch n l c t n s và kênh truy n không ch n l c t n s .
ọ ọ ọ ọ ề ề ờ ờ + Kênh truy n ch n l c th i gian và kênh truy n không ch n l c th i gian.
ọ ọ ầ ố ề ọ ọ ầ ố ề 1.3.3.1 Kênh truy n ch n l c t n s và kênh truy n không ch n l c t n s
Trang: 7
ươ ế ề Ch ng 1: Kênh truy n vô tuy n
ề ồ ạ ề ỗ ả ả ầ ố ộ M i kênh truy n đ u t n t i m t kho ng t n s mà trong kho ng đó, đáp
ứ ố ủ ư ề ầ ầ ạ ọ ầ ể ố ng t n s c a kênh truy n là g n nh nhau t i m i t n s (có th xem là
ầ ố ẳ ả ượ ọ ượ ph ng), kho ng t n s này đ c g i là Coherent Bandwidth và đ ệ c ký hi u trên
hình 1.6 là f0.
ề
Hình 1.6a: Kênh truy n ch n l c t n s (f ọ ọ ầ ố 0 ề ấ ậ ỏ ơ ớ Trên hình 1.6a, ta nh n th y kênh truy n có f ề
0 nh h n nhi u so v i băng ủ ạ ộ ố ầ ầ ố ệ
thông c a tín hi u phát. Do đó, t ề
i m t s t n s trên băng t n, kênh truy n ầ ầ ữ ủ ệ ố ệ
không cho tín hi u đi qua, và nh ng thành ph n t n s khác nhau c a tín hi u ượ ị ự ề ề ạ ả ị đ c truy n đi ch u s suy gi m và d ch pha khác nhau. D ng kênh truy n nh ư ậ ượ ọ
v y đ ọ ọ ầ ố
ề
c g i là kênh truy n ch n l c t n s . ề
Hình 1.6b: Kênh truy n không ch n l c t n s ọ ọ ầ ố (f0 0 l n h n nhi u so v i băng thông ề ớ ơ ớ >W)
ề Ng ượ ạ
c l i, trên hình 1.6b, kênh truy n có f ầ ấ ố ủ ệ ệ ọ ượ ề ủ
c a tín hi u phát, m i thành ph n t n s c a tín hi u đ ị
c truy n qua kênh ch u Trang: 8 ươ ế ề Ch ng 1: Kênh truy n vô tuy n ư ề ậ ầ ả ị ượ ự
s suy gi m và d ch pha g n nh nhau. Chính vì v y, kênh truy n này đ ọ
c g i ọ ọ ầ ố ề ề ặ ẳ là kênh truy n không ch n l c t n s ho c kênh truy n fading ph ng. ọ ọ ờ ề ề ọ ọ
1.3.3.2 Kênh truy n ch n l c th i gian và Kênh truy n không ch n l c ờ th i gian ụ ề ế ậ ổ ờ ấ
Kênh truy n vô tuy n luôn thay đ i liên t c theo th i gian, vì các v t ch t trên ườ ổ ề ữ ề ậ đ ể ớ
ậ ố
ng truy n luôn thay đ i v ví trí, v n t c…, luôn luôn có nh ng v t th m i xu tấ ệ ừ ữ ể ệ ấ ậ ườ hi n và nh ng v t th cũ m t đi… Sóng đi n t ề
lan truy n trên đ ề
ng truy n ph nả ể ạ ậ ướ ộ ữ
ạ
x , tán x … qua nh ng v t th này nên h ng, góc pha, biên đ cũng luôn thay đ iổ ờ
theo th i gian. ề ấ ượ ả ằ ộ ố ọ ủ
Tính ch t này c a kênh truy n đ c mô t b ng m t tham s , g i là ứ ủ ả ờ ờ coherent time. Đó là kho ng th i gian mà trong đó, đáp ng th i gian c a kênh ề ờ ổ ấ ề ẳ ể
truy n thay đ i r t ít (có th xem là ph ng v th i gian). ấ ớ ề ệ ệ ớ ỳ ớ
Khi ta truy n tín hi u v i chu k ký hi u (symbol duration) r t l n so v i ề ượ ọ ọ ề ờ ọ coherent time thì kênh truy n đó đ c g i là kênh truy n ch n l c th i gian. ệ ệ ề ấ ớ ỳ Ng ượ ạ
c l ỏ
i, khi ta truy n tín hi u v i chu k ký hi u (symbol duration) r t nh so ề ượ ọ ớ
v i coherent time thì kênh truy n đó là đ ọ ọ
ề
c g i là kênh truy n không ch n l c ề ờ ờ ẳ
th i gian hay ph ng v th i gian. ơ ả 1.3.4 Các mô hình kênh c b n ố 1.3.4.1 Kênh theo phân b Rayleigh ữ ế ộ ố ườ ượ Trong nh ng kênh vô tuy n di đ ng, phân b Rayleigh th ng đ c dùng ả ả ủ ườ ấ ổ ờ ệ ể
đ mô t b n ch t thay đ i theo th i gian c a đ ẳ
ng bao tín hi u fading ph ng ượ ặ ườ ủ ầ ộ ườ ẻ thu đ c ho c đ ng bao c a m t thành ph n đa đ ng riêng l . Chúng ta bi ế
t Trang: 9 ươ ế ề Ch ng 1: Kênh truy n vô tuy n ườ ủ ổ ự ệ ằ
r ng đ ễ
ng bao c a t ng hai tín hi u nhi u Gauss tr c giao tuân theo phân b ố 2 ậ ộ ấ ố Rayleigh. Phân b Rayleigh có hàm m t đ xác su t[4],[14]: r r exp 0( ) 2 2 (cid:0) rp
)( r
(cid:0)
2 r 0 ( )0 (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (1.4) (cid:0) (cid:0) (cid:0) σớ ụ ệ ệ ế ệ ậ ị ượ ướ V i ủ
là giá tr rms (hi u d ng) c a đi n th tín hi u nh n đ c tr c b ộ 2 là công su t trung bình theo th i gian. ườ ấ ờ tách đ ng bao (evelope detection). σ ấ ể ườ ủ ệ ậ ượ ượ Xác su t đ đ ng bao c a tín hi u nh n đ c không v ộ
t qua m t giá tr ị R 2 ở ố R cho tr ướ ượ
c đ c cho b i hàm phân b tích lũy: dr RP
( ) ( ) rp
)( 1 exp RrP
r 2 R
(cid:0)
2 0 (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (1.5) (cid:0) (cid:0) (cid:0) mean c a phân b Rayleigh đ ị ủ ố ượ ở Giá tr trung bình r c cho b i: (cid:0) (cid:0) rp dr rE
][ r
)( (cid:0)
2533 .1 rmean 2 0 2 (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (1.6) r ươ ủ ườ ấ ầ ệ Và ph ng sai (công su t thành ph n ac c a đ ng bao tín hi u): 2 2 2 2 2 2
rE
][ 2
rpr
)( r 0 (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) rE dr 2 (cid:0)
4292 .0 (cid:0) (1.7) (cid:0) (cid:0) 2 2 (cid:0)2 (căn b c hai c a giá tr trung bình
ủ ị ệ ủ ườ ụ ậ ị Giá tr hi u d ng c a đ ng bao là r
median ủ ượ ả ươ ị
bình phương). Giá tr median c a r tìm đ c khi gi i ph ng trình: (cid:0) (cid:0) (cid:0) (1.8) (cid:0) r
median dr
rp
)(
p(r) (cid:0)
177.1
.0
6065 0 1
2 2σ 3σ 4σ 5σ 0 σ Trang:10 ậ ộ ấ ủ ố Hình 1.7: Hàm m t đ xác su t c a phân b Rayleigh ươ ế ề Ch ng 1: Kênh truy n vô tuy n ậ ỉ ị ượ Vì v y giá tr mean và median ch khác nhau môt l ng là 0.55dB trong ườ ệ ằ ợ ị ườ tr ng h p tín hi u Rayleigh fading. Chú ý r ng giá tr median th ng đ ượ ử
c s ự ế ữ ệ ườ ượ ữ ụ
d ng trong th c t vì d li u Rayleigh fading th ng đ c đo trong nh ng môi ườ ể ấ ố ặ ộ ệ tr ậ
ng mà chúng ta không th ch p nh n nó tuân theo m t phân b đ c bi t nào. ử ụ ễ ằ ị ị B ng cách s d ng giá tr median thay vì giá tr trung bình, chúng ta d dàng so ố ị sánh các phân b fading khác nhau (có giá tr trung bình khác nhau). Hình 1.7 minh ấ ọ
h a hàm m t ậ đ xáộ c su t Rayl eigh. ố 1.3.4.2 Phân b Ricean ườ ế ệ ầ ợ Trong tr ự
ng h p fading Rayleigh, không có thành ph n tín hi u đ n tr c ế ầ ạ ạ ả ớ ị ti p máy thu mà không b ph n x hay tán x (thành ph n lightofsight) v i công ấ ượ ộ ố ẽ ầ ườ su t v t tr i. Khi có thành ph n này, phân b s là Ricean. Trong tr ợ
ng h p ầ ườ ữ ế ẫ ộ ớ này, các thành ph n đa đ ng ng u nhiên đ n b thu v i nh ng góc khác nhau ượ ủ ế ệ ạ ồ ộ ườ đ c x p ch ng lên tín hi u lightofsight. T i ngõ ra c a b tách đ ng bao, ề ả ưở ư ầ ầ ộ đi u này có nh h ng nh là c ng thêm thành ph n dc vào các thành ph n đa ườ ư ẫ ố ườ ợ ị đ ng ng u nhiên. Gi ng nh trong tr ễ
ng h p dò sóng sin trong khi b nhi u ệ ả ưở ấ ượ ộ ủ ệ ộ nhi t, nh h ng c a tín hi u lightofsight (có công su t v ế
t tr i) đ n b thu ệ ớ ườ ấ ế ẽ cùng v i các tín hi u đa đ ơ
ng (có công su t y u h n) s làm cho phân b ố ệ ơ ệ ổ ế ầ ị ợ
Ricean rõ r t h n. Khi thành ph n lightofsight b suy y u, tín hi u t ng h p ư ễ ố ườ ậ ố trông gi ng nh nhi u có đ ng bao theo phân b Rayleigh. Vì v y, phân b b ố ị ở ườ ầ ấ ợ ố
tr thành phân b Rayleigh trong tr ng h p thành ph n lightofsight m t đi. ậ ộ ấ ủ ố ố Hàm m t đ phân b xác su t c a phân b Ricean: Trang:11 2 2 ươ ế ề Ch ng 1: Kênh truy n vô tuy n r ( ) A
2 r (cid:0) 2 e I A r ( ,0 )0 0 2 rp
)( (cid:0) Ar
(cid:0)
2 r 0 0 (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (1.9) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) ủ ầ ộ ỉ
A: Biên đ đ nh c a thà nh ph n lightofsight. ử ổ ậ ạ Io: Là hàm Bessel s a đ i lo i 1 b c 0. ố ườ ượ ả ở ố ượ ị Phân b Ricean th ng đ c mô t b i thông s k đ ư
c đ nh nghĩa nh là ệ ầ ấ ấ ị ỉ ố ữ
t s gi a công su t tín hi u xác đ nh (thành ph n lightofsight) và công su t các 2 k (cid:0) ầ ườ thành ph n đa đ ng: 2 A
2(cid:0) 2 (1.10) dB dBk
( ) 10 log 2 A
(cid:0)
2 ế ướ ạ Hay vi i d ng t d (1.11) (cid:0) dB: ố ị ệ ố k xác đ nh phân b Ricean và đ ượ ọi là h s Ricean. c g (cid:0) (cid:0) ề ả ầ ị 0 ( ộ
dB) thành ph n lightofsight b suy gi m v biên đ , Khi A → 0, k (cid:0) ố ở ố ả phân b Ricean tr thành phân b Rayleigh. Hình 1.8 mô t ậ ộ
hàm m t đ xác su ất ố ủ
c a phâ n b Ricean. k = dB p(r) k = 6 dB ậ ộ ấ ủ ố ị ấ ỉ ớ ố ố Hình 1.8: Hàm m t đ xác su t c a phân b Ricean:
k =dB (Rayleigh) và k = 6 dB. V i ớ k >>1, giá tr trung bình
ủ
c a phân b Ricean x p x v i phân b Gauss Trang:12 ươ ế ề Ch ng 1: Kênh truy n vô tuy n ổ ế ươ 1.4 T ng k t ch ng ươ ệ ượ ưở ấ ượ ế Ch ng 1 đã nêu lên các hi n t ả
ng nh h ng đ n ch t l ủ
ng c a kênh ệ ứ ề ườ ệ ứ ườ ề truy n, đó là hi u ng đa đ ng, hi u ng Doppler, suy hao đ ng truy n và ệ ứ ừ ấ ượ ệ ố ầ hi u ng bóng râm, t ả
đây mu n c i thi n ch t l ả
ề
ng kênh truy n thì c n ph i ệ ượ ụ ắ ậ ậ ờ ỹ kh c ph c các hi n t ề
ng này, do v y mà nhi u k thu t đã ra đ i. ươ ế ệ ố ề ạ Ch ng 1 còn cho ta bi t các d ng kênh truy n trong h th ng thông tin di ế ố ộ
đ ng. Và cho ta bi t hai mô hình phân b kênh, đó là Rayleigh và Rice. Tuy nhiên ậ ượ ế ợ ừ ỹ ậ ậ ỹ ỹ
k thu t MCCDMA đ c k t h p t k thu t CDMA và k thu t OFDM, do ươ ể ẽ ề ậ ỹ ậ
v y ch ng sau s tìm hi u v các k thu t này. Trang:13(cid:0)/
