intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Đa truy nhập vô tuyến: Chương 5 - Nguyễn Việt Hưng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

Thêm vào BST
Báo xấu
4
lượt xem 1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Đa truy nhập vô tuyến" Chương 5: Đa truy nhập vô tuyến trong môi trường phadinh đa đường và phân tập, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Giới thiệu; ddặc tính kênh trong các miền; pha đinh phạm vi hẹp; phân bố Rayleigh và Rice; các mô hình kênh; máy thu RAKE; MIMO và phân tập. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Đa truy nhập vô tuyến: Chương 5 - Nguyễn Việt Hưng

  1. 10/8/2014 BÀI GIẢNG ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Email: nvhung_vt1@ptit.edu.vn Tel: *** Bộ môn: Vô tuyến Khoa: Viễn Thông 1 Học kỳ/Năm biên soạn: I/2014-2015 www.ptit.edu.vn CHƯƠNG 5: ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN TRONG MÔI TRƯỜNG PHADINH ĐA ĐƯỜNG VÀ PHÂN TẬP Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 2 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 1
  2. 10/8/2014 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN NỘI DUNG • 5.1 Giới thiệu • 5.2 Đặc tính kênh trong các miền • 5.3 Pha đinh phạm vi hẹp • 5.4 Phân bố Rayleigh và Rice • 5.5 Các mô hình kênh • 5.6 Máy thu RAKE • 5.7 MIMO và phân tập • 5.8 Câu hỏi và bài tập Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 3 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN NỘI DUNG • 5.1 Giới thiệu • 5.2 Đặc tính kênh trong các miền • 5.3 Pha đinh phạm vi hẹp • 5.4 Phân bố Rayleigh và Rice • 5.5 Các mô hình kênh • 5.6 Máy thu RAKE • 5.7 MIMO và phân tập • 5.8 Câu hỏi và bài tập Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 4 2
  3. 10/8/2014 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.1 Giới thiệu • Đặc tính kênh vô tuyến di động ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng truyền dẫn và dung lượng. • Các yếu tố hạn chế từ môi trường vô tuyến • Suy hao: Tăng theo khoảng cách, giá trị từ 50 đến 150dB • Che tối: Các vật cản trên đường truyền làm suy giảm tín hiệu • Phadinh đa đường: Tín hiệu trực tiếp, phản xạ, nhiễu xạ, tán xạ giao thoa với nhau gây méo tín hiệu (thay đổi cường độ tín hiệu; Nhiễu giao thoa giữa các ký hiệu ISI, InterSymbol Interferrence, do phân tán thời gian) • Nhiễu: Trùng tần số (CCI – CoChannel Interference), kênh lân cận (ACI – Adjacent Channel Interference) Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 5 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.1 Giới thiệu • Phân loại kênh vô tuyến • Theo phạm vi không gian • Phadinh phạm vi rộng • Khoảng cách đánh giá kênh lớn (vài km), phadinh xảy ra trong thời gian dài • Phadinh phạm vi hẹp • Khoảng cách đánh giá kênh nhỏ, Phadinh xảy ra trong thời gian ngắn (phadinh nhanh, do hiện tượng đa đường) • Theo đặc tính kênh • Phân tập không gian: Đặc tính kênh thay đổi theo không gian (phadinh chọn lọc không gian) • Phân tập tần số: Đặc tính kênh thay đổi theo tần số (phadinh chọn lọc tần số) • Phân tập thời gian: Đặc tính kênh thay đổi theo thời gian (phadinh chọn lọc thời gian) Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 6 3
  4. 10/8/2014 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.1 Giới thiệu • Minh họa đặc tính của kênh TÝnh chän läc kh«ng gian cña kªnh TÝnh chän läc tÇn sè cña kªnh TÝnh chän läc thêi gian cña kªnh Biªn ®é Biªn ®é Biªn ®é MiÒn kh«ng gian MiÒn tÇn sè MiÒn thêi gian Hình 5.1 Hình 5.2 Hình 5.3 Hình 5.1; 5.2; 5.3: Tính chất kênh trong miền không gian, miền tần số, miền thời gian Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 7 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN NỘI DUNG • 5.1 Giới thiệu • 5.2 Đặc tính kênh trong các miền • 5.3 Pha đinh phạm vi hẹp • 5.4 Phân bố Rayleigh và Rice • 5.5 Các mô hình kênh • 5.6 Máy thu RAKE • 5.7 MIMO và phân tập • 5.8 Câu hỏi và bài tập Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 8 4
  5. 10/8/2014 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.2 Đặc tính kênh trong các miền • Miền không gian • Tổn hao đường truyền (Path Loss) PL hay Lp • Phụ thuộc khoảng cách: Công suất thu trung bình giảm so với khoảng cách theo hàm logarit d  n PL (5.1) • Mô hình tổn hao đường truyền bao gồm nhiều tham số, tại một khoảng cách d xác định thì PL là một quá trình ngẫu nhiên có phân bố log chuẩn quanh giá trị trung bình d  PL(d )  dB   PL  d   X   PL  d 0   10n lg    X  (5.2)  d0  PL  d  : Tổn hao đường truyền trung bình tại khoảng cách d X : Biến ngẫu nhiên phân bố Gauss, trung bình “0”, phương sai σ d0 : khoảng cách tham chuẩn thu phát n : số mũ tổn hao đường truyền Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 9 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.2 Đặc tính kênh trong các miền S • Miền tần số ks • Điều biến tần số • Gây ra do hiệu ứng Doppler: Dịch tần số doppler   f cos   fc cos   fd cos  (5.3) d  c s s A B kv d v : Tốc độ máy di động (MS) : Bước sóng v : Góc giữa phương chuyển động của MS và sóng tới fd: Tần số doppler cực đại • Tín hiệu đa đường từ các phương khác nhau làm tăng độ rộng băng tần tín hiệu, gọi là trải phổ doppler • Chọn lọc tần số • Một số đoạn phổ của tín hiệu qua kênh chọn lọc tần số bị ảnh hưởng nhiều hơn • Phadinh chon lọc tần số làm méo tín hiệu Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 10 5
  6. 10/8/2014 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.2 Đặc tính kênh trong các miền • Miền thời gian • Các kênh vô tuyến thay đổi theo thời gian (phadinh chọn lọc thời gian) • Biểu diễn tín hiệu thu  y(t )   x( )h(t, )d  x(t)  h(t, ) (5.4)  x(t): Tín hiệu phát : Trễ đa đường h(t,): Đáp ứng xung kim kênh vô tuyến • Ảnh hưởng đa đường kênh vô tuyến là trải trễ (phân tán thời gian), nghiêm trọng với các hệ thống tốc độ cao "1" "0" "0" "1" Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 11 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.2 Đặc tính kênh trong các miền • Miền thời gian • Trải trễ trung bình quân phương, RDS (Root mean square Delay Spread) 2    2  (5.5)  P(k )k  P(k )k 2 k 2 k  (5.6)   (5.7)  P(k )  P(k ) k k P(k): Công suất trung bình đa đường tại thời điểm k • RDS biểu thị trễ so với đường đến sớm nhất (LOS – Line Of Sight) • RDS đánh giá ảnh hưởng của ISI (InterSymbol Interference) Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 12 6
  7. 10/8/2014 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.2 Đặc tính kênh trong các miền • Miền thời gian • Trễ trội cực đại • Trễ trội cực đại tại X dB là trễ thời gian mà ở đó năng lượng đa đường giảm X dB so với năng lượng cực đại • Thời gian nhất quán, T c • Là thời gian ở đó kênh tương quan rất mạnh với tín hiệu thu • T xác định tính tĩnh của kênh, các ký hiệu truyền qua kênh chịu ảnh hưởng của c phadinh như nhau (kênh phadinh chậm) Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 13 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.2 Đặc tính kênh trong các miền • Quan hệ các thông số trong các miền khác nhau • Băng thông nhất quán và trải trễ trung bình quân phương Với tương quan tần số là 0,5 1 (5.8b) Bc 5 • Thời gian nhất quán và trải doppler 1 TC  (5.9) fd Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 14 7
  8. 10/8/2014 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.2 Đặc tính kênh trong các miền • Tổng kết đặc tính kênh Bảng 5.3. Các đặc tính kênh cuả ba miền Miền không gian Miền tần số Miền thời gian 1 1 Thông số d; fd; Bc  ; Tc  Thăng giáng ngẫu nhiên 50  fd Nhược điểm Chọn lọc không gian Chọn lọc tần số Chọn lọc thời gian Giải pháp MIMO OFDM Thích ứng Mục đích Lợi dụng đa đường Phađinh phẳng Phađinh chậm (T) (BS>>fd) Chú thích d: khoảng cách thu phát; MIMO: Multile Input Multiple Output; fd : trải Doppler; BC: độ rộng băng nhất quán của kênh xét cho trường hợp tương quan lớn hơn 90%; T: chu kỳ ký hiệu; : trải trễ trung bình quân phương; TC: thời gian nhất quán của kênh; BS: độ rộng băng tín hiệu phát Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 15 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN NỘI DUNG • 5.1 Giới thiệu • 5.2 Đặc tính kênh trong các miền • 5.3 Pha đinh phạm vi hẹp • 5.4 Phân bố Rayleigh và Rice • 5.5 Các mô hình kênh • 5.6 Máy thu RAKE • 5.7 MIMO và phân tập • 5.8 Câu hỏi và bài tập Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 16 8
  9. 10/8/2014 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.3 Phadinh phạm vi hẹp • Phân loại phadinh phạm vi hẹp • Trải trễ đa đường • Là thông số miền thời gian, làm méo tín hiệu do trễ và phadinh chọn lọc tần số (ảnh hưởng lên đặc tính kênh miền tần số) • Phadinh phẳng • Phadinh chọn lọc tần số • Trải doppler • Là thông số miền tần số, dẫn đến tán tần và phadinh chọn lọc thời gian (ảnh hưởng lên đặc tính kênh miền thời gian) • Phadinh chậm • Phadinh nhanh • Ý nghĩa • Điều kiện phadinh ngoài phụ thuộc thông số kênh là trải trễ đa đường và băng thông nhất quán, còn phụ thuộc đặc điểm của tín hiệu bao gồm chu kỳ ký hiệu và độ rộng băng tần • Lựa chọn tín hiệu phù hợp sẽ cải thiện được hiệu năng truyền dẫn Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 17 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.3 Phadinh phạm vi hẹp • Phân loại phadinh phạm vi hẹp Bảng 5.1. Các loại phađinh phạm vi hẹp Cơ sở phân loại Loại Phađinh Điều kiện Phađinh phẳng B
  10. 10/8/2014 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN NỘI DUNG • 5.1 Giới thiệu • 5.2 Đặc tính kênh trong các miền • 5.3 Pha đinh phạm vi hẹp • 5.4 Phân bố Rayleigh và Rice • 5.5 Các mô hình kênh • 5.6 Máy thu RAKE • 5.7 MIMO và phân tập • 5.8 Câu hỏi và bài tập Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 19 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.4 Các phân bố Rayleigh và Rice • Đường bao tín hiệu (signal envelope) • Đường nối điện áp đỉnh của các thành phần tín hiệu thu được Hình 3.8: Đường bao tín hiệu Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 20 10
  11. 10/8/2014 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.4 Các phân bố Rayleigh và Rice • Được sử dụng để mô tả tính chất thống kê thay đổi theo thời gian của tín hiệu phadinh phẳng • Phân bố phadinh Rayleigh • Là phân bố đường bao của tổng hai tín hiệu có phân bố Gauss vuông góc • Hàm mật độ xác suất   r 2  r 2 2 f (r )   2 e , 0r   (5.10)  0 , r0 : Biến ngẫu nhiên của điện áp đường bao tín hiệu thu, r: giá trị của  : Giá trị trung bình quân phương của tín hiệu thu của từng thành phần Gauss 2: Công suất trung bình theo thời gian của tín hiệu thu Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 21 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.4 Các phân bố Rayleigh và Rice • Phân bố phadinh Rayleigh • Giá trị trung bình của phân bố rayleigh   (5.11) tb  E[]   rp(r )dr    1, 253 0 2 • Phương sai của phân bố rayleigh (thành phần công suất xoay chiều)  2 r  E[ ] - E []   r p(r )dr  2 2 2   2  2     0, 42922   2  (5.12) 0 2  2 Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 22 11
  12. 10/8/2014 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.4 Các phân bố Rayleigh và Rice • Phân bố phadinh Rice • Là phân bố đường bao phadinh phạm vi hẹp, nhận được khi tín hiệu thu có thành phần ổn định vượt trội, (LoS – Line of Sight) • Thành phần đa đường xếp chồng nên tín hiệu vượt trội • Hàm mật độ xác xuất   2 (r  A ) 2 r 2 2  Ar  f (r )   2 e I0  2  , A  0, r  0 (5.13)     0 , r0  1 y cos t I0 (y)  2 e dt  A: Biên độ đỉnh của tín hiệu vượt trội I0(.): Hàm Bessel cải tiến loại một bậc không Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 23 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.4 Các phân bố Rayleigh và Rice • Phân bố phadinh Rice • Phân bố Rice thường được mô tả bằng thừa số K C«ng suÊt trong ®­êng v­ît tréi A K=  (5.14) 2 C«ng suÊt trong c¸c ®­êng t¸n x¹ 2 K  0: Suy thoái thành kênh Rayleigh K  : Kênh chỉ có đường trực tiếp Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 24 12
  13. 10/8/2014 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN NỘI DUNG • 5.1 Giới thiệu • 5.2 Đặc tính kênh trong các miền • 5.3 Pha đinh phạm vi hẹp • 5.4 Phân bố Rayleigh và Rice • 5.5 Các mô hình kênh • 5.6 Máy thu RAKE • 5.7 MIMO và phân tập • 5.8 Câu hỏi và bài tập Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 25 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.5 Mô hình kênh • Mô hình kênh trong miền thời gian • Nguyên tắc: • Kênh phadinh đa đường: Đặc trưng toán học bằng bộ lọc tuyến tính thay đổi theo thời gian • Kênh đặc trưng bằng đáp ứng xung kim kênh L 1   ( t )e i (t) h( ; t )       (t) ,  0, 1,...., L  1 (5.15) 0 Trong đó l (t),  l (t),  l (t) biểu thị cho biên độ, pha và trễ đối với xung thu thứ l (đường truyền l);  biểu thị cho trễ, t biểu thị cho sự thay đổi theo thời gian của chính cấu trúc xung kim (.) biểu thị cho hàm Delta Dirac, L biểu thị cho số đường truyền • Tín hiệu đầu ra bằng tích chập tín hiệu đầu vào kênh với đáp ứng xung kim kênh  y(t )   x( )h(t, )d  x(t)  h(t, )  Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 26 13
  14. 10/8/2014 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.5 Mô hình kênh • Mô hình kênh trong miền thời gian L 1 h   t    l  t  e     l  t   , il  t  l  0,1...., L  1 l 0  y t    x   h t ,  d  x t   h t ,   Hình 5. 4: Mô hình kênh vô tuyến di động bằng đường trễ đa nhánh Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 27 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.5 Mô hình kênh • Mô hình kênh trong miền tần số • Nguyên tắc: • Sự thay đổi thời gian trễ  dẫn đến thay đổi tần số, nghĩa là tán thời của kênh khiến kênh mang tính chọn lọc tần số • Thực hiện biến đổi fourier đáp ứng xung kim kênh trong miền thời gian  L -1  j[ 2 f '  ( t )] d   h(, t)e  j2 f '  h(f ', t)   h(, t)e (5.20)  0 Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 28 14
  15. 10/8/2014 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN NỘI DUNG • 5.1 Giới thiệu • 5.2 Đặc tính kênh trong các miền • 5.3 Pha đinh phạm vi hẹp • 5.4 Phân bố Rayleigh và Rice • 5.5 Các mô hình kênh • 5.6 Máy thu RAKE • 5.7 MIMO và phân tập • 5.8 Câu hỏi và bài tập Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 29 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.6 Máy thu RAKE • Tổng quát • Trong kênh đa đường, tín hiệu đến điểm thu bị trễ. Nếu trễ lớn hơn T c thì các tín hiệu không tương quan và bị bộ lọc phối hợp tại máy thu loại bỏ. • Do hệ thống SS có khả năng chống lại phadinh đa đường, các thành phần đa đường lại độc lập nhau (không tương quan) nên có thể sử dụng các thành phần đa đường để đảm bảo việc thu tín hiệu tốt. • Máy thu CDMA lợi dụng đa đường để đảm bảo phân tập thu gọi là máy thu RAKE • Máy thu RAKE • Gồm tập hợp các bộ tương quan (bộ thu), mỗi bộ dùng để tách sóng cho một trong số L phần tử đa đường mạnh nhất • Máy thu lựa chọn năng lượng từ các tín hiệu đa đường phân giải được, kết hợp theo tỉ lệ cường độ của chúng Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 30 15
  16. 10/8/2014 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.6 Máy thu RAKE x(t) Tc Tc Tc c j ( t ) cos( c t   j1 ) c ( t ) cos( c t   j2 ) c j ( t ) cos( c t   jL 1 ) c ( t ) cos( c t   jL ) j j a1 a2 a L 1 aL  L Y   a i Yi Tb Yj bj i 1 (5.30)  (.)dt 0 Hình 5.9. Máy thu RAKE lọc phối hợp với giải điều chế BPSK Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 31 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN NỘI DUNG • 5.1 Giới thiệu • 5.2 Đặc tính kênh trong các miền • 5.3 Pha đinh phạm vi hẹp • 5.4 Phân bố Rayleigh và Rice • 5.5 Các mô hình kênh • 5.6 Máy thu RAKE • 5.7 MIMO và phân tập • 5.8 Câu hỏi và bài tập Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 32 16
  17. 10/8/2014 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.7 MIMO và phân tập • Phân tập • Thông tin được truyền đồng thời trên nhiều đường độc lập để đạt được độ tin cậy truyền dẫn cao (các đường truyền không tương quan nhau) • Phân tập thời gian: Các ký hiệu được truyền phân tán trong các khoảng thời gian khác nhau đảm bảo tính độc lập (mã hóa và đan xen) • Phân tập tần số: Các ký hiệu được phát ở hai tần số độc lập (cách nhau một khoảng bằng độ rộng băng tần nhất quán) • Phân tập phân cực: Các ký hiệu được phát ở hai phân cực chéo nhau đảm bảo tính độc lập • Phân tập không gian: Các ký hiệu đến điểm thu theo đường đi độc lập nhau (sử dụng nhiều anten phát hoặc thu đặt ở khoảng cách đủ xa) SIMO: Single Input Multiple Output MISO: Multiple Input Single Output MIMO: Multiple Input Multiple Output Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 33 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.7 MIMO và phân tập • Sơ đồ MIMO Alamouti • Sử dụng 2 anten phát và 2 anten thu, với M ký hiệu • Xét quá trình xử lý trong thời gian hai ký hiệu và coi kênh không đổi Bảng 5.3. Mã hóa và chuỗi ký hiệu phát cho sơ đồ phân tập phát hai anten Anten 1 Anten 2 Thời điểm k x1 x2 Thời điểm k+1 -x * 2 * x1 Bảng 5.4. Định nghĩa các kênh giữa anten phát và anten thu Anten thu 1 Anten thu 2 Anten phát 1 h11 h12 Anten phát 2 h21 h22 Bảng 5.5. Ký hiệu các tín hiệu thu tại hai anten thu Anten thu 1 Anten thu 2 Thời gian k y1 y3 Thời gian k+1 y2 y4 Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 34 17
  18. 10/8/2014 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.7 MIMO và phân tập x1 x2 • Sơ đồ MIMO Alamouti * x1 -x * 2 Anten phát 1 Anten phát 2 h11 h 21 h 22 Hình 5.11. Sơ đồ phân tập h12 phát hai nhánh với hai máy thu Alamouti Anten thu 1 Anten thu 2 1 3 Nhiễu và tạp âm Nhiễu và tạp âm 2 4 h11 h12 Bộ ước Bộ ước Bộ kết hợp tính kênh tính kênh h11 h 21 x1 x2 h 22 h12 h 22 h 21 Bộ tách sóng ML ˆ x1 ˆ x2 Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 35 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.7 MIMO và phân tập • Sơ đồ MIMO Alamouti • Biểu thức cho các tín hiệu thu y1 = h11x1+ h21x2 +1 (5.41a) y2= -h11 x *2 + h21 x1* + 2 (5.41b) y3 = h12x1+ h22x2 + 3 (5.41c) y4= -h12 x *2 + h22 x1* + 4 (5.41d) • Hai ký hiệu thu tại máy thu 1 Viết theo dạng ma trận 1 H1x 1 T T T 1 y1 y* ; x 2 x1 x2 ; 1 1 * 2 (5.42) h11 h 21 H1 h* 21 * h11 Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 36 18
  19. 10/8/2014 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.7 MIMO và phân tập • Sơ đồ MIMO Alamouti • Hai ký hiệu thu tại máy thu 2 Viết theo dạng ma trận 2 H2 x 2 T T T * * 2 y3 y 4 ; x x1 x2 ; 2 3 4 (5.44) h12 h 22 H2 h* 22 * h12 • Ước tính đầu ra h x = H1 1 Hh 2 h H1 H1 H h H2 x 2 h H1 1 Hh 2 2 (5.45) * * h11 h 21 h12 h 22 x = [x1 x 2 ]T ; H1 h h ; H2 h* 21 h11 h* 22 h12 (Hh : Ma trận Hermitian) Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 37 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.7 MIMO và phân tập • Sơ đồ MIMO Alamouti • Ước tính đầu ra Khai triển (5.45) nhận được 2 2 2 2 * * * * x1 1 2 3 4 x1 h11 1 + h 21 2 + h12 3 + h 22 4 2 2 2 2 * * * * (5.49) x2 1 2 3 4 x2 h1 2 +h 2 1 h 3 4 +h 4 3 Ước tính cho x1: Chọn xm khi 2 2 2 2 2 2 1 2 3 4 1 xm d 2 (x1 , x m ) 2 1 2 2 2 3 2 4 1 xk d 2 (x1 , x k ) hay d 2 (x1 , x m ) d 2 (x1 , x k ) m k (5.51) Ước tính cho x2: Chọn xm khi 2 2 2 2 2 2 1 2 3 4 1 xm d 2 (x 2 , x m ) 2 1 2 2 2 3 2 4 1 xk d 2 (x 2 , x k ) hay d 2 (x 2 , x m ) d 2 (x 2 , x k ) m k (5.53) Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 38 19
  20. 10/8/2014 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.7 MIMO và phân tập • Sơ đồ MIMO Alamouti • SNR MIMO Alamouti 2x2 2 2 2 2 PT  | h n,m |2 PT   n,m 2 (5.54) SNR  n 1 m 1  n 1 m 1 2 2 2 N0 Trong đó: PT là tổng công suất hn,m là hệ số khuyếch đại đường truyền tức thời từ anten phát n đến anten thu m • Tín hiệu thu là tổng các tín hiệu từ từng anten Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 39 www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 5.8 Câu hỏi và bài tập 15. Xét một máy phát phát xạ sóng mang có tần số 1850 MHz. Máy di động được đặt trên xe ô tô chạy vận tốc 80 km giờ. Tính tần số sóng mang tại máy thu khi máy di động tiến thẳng đến máy phát? (a) 1850,000010 MHz; (b) 1850, 000120 MHz; (c) 1850,000137MHz 16. (Tiếp). Tính tần số sóng mang tại máy thu khi máy di động rời xa máy phát (a) 1850,000118MHz; (b) 1850,000220MHz; (c)1849,999863MHz 17. (Tiếp). Tính tần số sóng mang tại máy thu khi máy di động chuyển động vuông góc với phương sóng tới. (a) 1850,000118MHz; (b) 1850,000220MHz; (c)1849,999863MHz; (d) 1850 MHz 18. Giả thiết đáp ứng xung kim kênh được sử dụng để lập mô hình cho các kênh vô tuyến với trễ trội lớn nhất là100s. Nếu số nhánh trễ được cố định là 64. Tìm  của mô hình đường trễ đa nhánh. (a) 1,3s; (b)1,56s; (c)1,5625s; (d)1,625s Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 40 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
3=>0