zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Công Nghệ Thông Tin

» Quản trị mạng

Bài giảng Thông tin di động: Truyền sóng trong thông tin di động - TS. Đỗ Trọng Tuấn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:34

Báo xấu

16
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Thông tin di động: Truyền sóng trong thông tin di động - TS. Đỗ Trọng Tuấn" được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Khái niệm kênh vô tuyến; Các phương thức truyền tin song công giữa MS và BS; Đặc tính truyền sóng - Propagation Characteristics; Môi trường truyền sóng. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thông tin di động: Truyền sóng trong thông tin di động - TS. Đỗ Trọng Tuấn

2/17/2014 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Khoa Điện tử Viễn thông Thông tin di động Mobile Communications TS. Đỗ Trọng Tuấn Bộ môn Kỹ thuật thông tin Hà Nội, 8-2010 1 2/17/2014 Truyền sóng trong thông tin di động 2
2/17/2014 Khái niệm kênh vô tuyến Các thuật ngữ tiếng Anh • Mobile Radio Channel • Wireless Channel • Radio Frequency Channel - RFC Fc: tần số trung tâm ∆f: Độ rộng kênh tần số 3 2/17/2014 Các phương thức truyền tin song công giữa MS và BS • Phân chia theo tần số FDD: Frequency Division Duplex • Phân chia theo thời gian TDD: Time Division Duplex 4
2/17/2014 Truyền song công phân chia theo tần số - FDD • FDD: Frequency Division Duplex Mobile Forward Channel Base Station Station B M Reverse Channel Hướng xuống: Downlink ~ Hướng thuận:Forward Channel Hướng lên: Uplink ~ hướng ngược : Reverse Channel Phương thức FDD sử dụng kênh tần số ở hai băng tần khác nhau để mang thông tin theo hai hướng. 5 2/17/2014 Truyền song công phân chia theo thời gian - TDD • TDD: Time Division Duplex Mobile Station Base Station M B M B M B M B Phương thức TDD sử dụng cùng một kênh tần số để mang thông tin theo hai hướng tại các khe thời gian luân phiên. 6
2/17/2014 Băng tần của hệ thống • Mỗi hệ thống thông tin di động được cấp phát một hoặc nhiều băng tần xác định. • Trong mỗi băng tần, các kênh vô tuyến của hệ thống sẽ được ấn định.  Ví dụ: Băng tần GSM 900 được cấp phát là - UL: 890 MHz – 915 MHz - DL: 935 MHz – 960 MHz * Hệ thống GSM sử dụng phương thức truyền song công nào ? 7 2/17/2014 Bước sóng của một số dải tần • GSM 900: – Tần số ~= 900 Mhz Bước sóng ~= 33.3 cm • DCS 1800 – Tần số ~= 1.8 Ghz Bước sóng ~= 16.7 cm • PCS 1900 – Tần số ~= 1.9 Ghz Bước sóng ~= 15.7 cm • Wi-fi, Bluetooth: – Tần số ~= 2.4Gz Bước sóng ~= 12.5cm 8
2/17/2014 Quy định cấp phát kênh trong hệ thống GSM ARFCN Channels Assignment 9 2/17/2014 Quy định cấp phát kênh trong hệ thống GSM 10
2/17/2014 Môi trường truyền sóng C A D MS B Transmitter Receiver BTS A: truyền thẳng - free space B: phản xạ - reflection C: khúc xạ - diffraction D: tán xạ - scattering reflection: đối tượng phản xạ có kích thước >> bước sóng scattering: đối tượng phản xạ có kích thước nhỏ hoặc bề mặt gồ ghề 11 2/17/2014 Đặc tính truyền sóng - Propagation Characteristics Pr/Pt Slow Fast Very slow d=vt Pt Pr v d=vt 12
2/17/2014 Pha đinh - Fading 13 2/17/2014 Pha đinh - Fading Là hiện tượng tín hiệu thay đổi ngẫu nhiên về cường độ hoặc pha hoặc cả hai tại điểm thu theo thời gian. Pha đinh xảy ra do sự dịch chuyển tương đối tại một khoảng cách xác định gây nên sự biến đổi đường truyền giữa trạm gốc BS và trạm di động MS 14
2/17/2014 Fading Fading is caused by movement over distance to produce variations in the overall path between the BS and MS. In a received signal, the time variation of the amplitude or the relative phase, or both, of one or more of the frequency components of the signal is known as fading. Fading is caused by changes in the characteristics of the propagation path with time 15 2/17/2014 Đáp ứng xung của kênh truyền vô tuyến - CIR CIR : Channel Impulse Response 16
2/17/2014 Giản đồ hệ số công suất trễ - truyền đa đường power delay profile 17 2/17/2014 Đáp ứng xung của kênh truyền vô tuyến phụ thuộc theo thời gian Time-variant Channel h( ,t) 18
2/17/2014 Đáp ứng xung của kênh truyền vô tuyến không phụ thuộc theo thời gian Time-variant Channel delay spread Tm h( ) time t zero excess delay delay  CIR : Channel Impulse Response 19 2/17/2014 20
2/17/2014 Các tham số trải thời gian Timer Dispersion Parameters Được xác định từ giản đồ số liệu trễ - công suất ( power delay profile) ): Mean excess delay( a  2 k k  P( )( )k k Trễ tuyến truyền trung bình  k  k a k 2 k  P( ) k k Rms delay spread  Trải trễ tuyến truyền RMS    2    2 a  2 2 k k  P( )( )k 2 k 2  k  k a k 2 k  P( ) k k 21 2/17/2014 Các tham số trải thời gian Timer Dispersion Parameters Trễ tuyến truyền tối đa tại mức suy hao X dB x Maximum Excess Delay (X dB) x được định nghĩa là giá trị thời gian trễ tuyến truyền mà sau đó công suất thu nhỏ hơn X dB so với công suất của tuyến truyền lớn nhất. - Tuyến truyền có công suất lớn nhất không nhất thiết phải là truyền truyền đầu tiến đến máy thu. - Trải trễ tuyến truyền là khoảng thời gian chênh lệch giữa trễ tuyến truyền x và trễ tuyến truyền đầu tiên 0 - Excess Delay Spread =  x  0 22
2/17/2014 23 2/17/2014 Băng thông tương hỗ Bc và thời đoạn tương hỗ Tc 1. Băng thông tương hỗ - Coherence Bandwidth - Là bề rộng độ ổn định về mặt tần số của kênh vô tuyến 1 1 Bc  (f ) c  ( Hz ) Hoặc BC   max 5 2. Thời đoạn tương hỗ - Coherence Duration - Là bề rộng độ ổn định về mặt thời gian của kênh vô tuyến 1 Tc  (t ) c  (s) 2 f D ,max 24
2/17/2014 Mối quan hệ giữa băng thông tương hỗ Bc và băng thông tín hiệu truyền Bs Fading chọn lọc tần số - Freq. Selective Fading Spectral density Tx BW >> Channel BW Bs Bs >> Bc Bc Freq. Fading không chọn lọc tần số - Freq. Flat Fading Spectral density Tx BW Tc Ts Tc Time Fading biến đổi chậm - Slow Fading amplitude Ts
2/17/2014 Phân loại fading phạm vi hẹp Kênh băng rộng Small-scale Fading Kênh băng hẹp WideBand channel (Based on Multipath Tİme Delay Spread) NarrowBand channel Flat Fading Frequency Selective Fading 1. BW Signal < BW of Channel 1. BW Signal > Bw of Channel 2. Delay Spread < Symbol Period 2. Delay Spread > Symbol Period Small-scale Fading (Based on Doppler Spread) Fast Fading Slow Fading 1. Low Doppler Spread 1. High Doppler Spread 2. Coherence Time > Symbol Period 2. Coherence Time < Symbol Period 3. Channel variations smaller than baseband 3. Channel variations faster than baseband signal variations signal variations 27 2/17/2014 Ví dụ 4.1 28
2/17/2014 Ví dụ 4.1 29 2/17/2014 Đặc tính truyền sóng - Propagation Characteristics • Pha đinh phạm vi rộng ( Large-scale Fading ) – Suy hao đường truyền - Path Loss – Che khuất - Shadowing (due to obstructions) • Pha đinh phạm vi hẹp ( Small-scale Fading ) – Pha đinh nhiều đường - Multipath Fading 30
2/17/2014 Pha đinh - Fading • Pha đinh phạm vi hẹp ( Small-scale Fading ) • Pha đinh nhanh ( Fast Fading) - Pha đinh chậm ( Slow Fading) gây nên do hiệu ứng Doppler ( frequency dispersion ) • Pha đinh không lựa chọn tần số ( Flat Fading) - Pha đinh lựa chọn tần số ( Frequency Selective Fading ), gây nên do hiện tượng trễ tín hiệu ( time dispersion - delay spread ). • Pha đinh Rayleigh ( không tồn tại đường truyền LOS ) - Pha đinh Rician ( tín hiệu thu bao hàm cả đường truyền LOS) 31 2/17/2014 Pha đinh phạm vi rộng Các thuật ngữ tiếng Anh * Large-scale Fading * Long-term Fading • - Cường độ tín hiệu thu trung bình cục bộ giảm dần khi MS di chuyển ra xa trạm gốc BS gây nên do suy hao đường truyền. • - Công suất thu trung bình cục bộ được tính toán thông qua việc xác định mức trung bình tín hiệu đo đạc sau một khoảng cách di chuyển từ 5λ đến 40λ (GSM: 1,2 m ÷ 12 m). • - Các mô hình tính toán suy hao đường truyền (large-scale propagation models) cho phép ước đoán cường độ tín hiệu trung bình giữa BS và MS tại một khoảng cách xác định. Các mô hình này có ý nghĩa trong việc tính toán thiết kế và quy hoạch vùng phủ sóng. 32
2/17/2014 Pha đinh phạm vi hẹp Các thuật ngữ tiếng Anh * Small-scale Fading * Short-term Fading • - Cường độ tín hiệu thu dao động nhanh khi MS dịch chuyển một khoảng cách nhỏ. • - Nguyên nhân gây pha đinh nhanh là do tín hiệu thu là tổng hợp của nhiều thành phần đền từ nhiều hướng khác nhau với cường độ, pha hoặc tần số khác nhau, ngẫu nhiên theo thời gian. • - Với pha đinh nhanh, công suất tín hiệu thu có thể biến thiên từ 30 dB đến 40 dB khi MS dịch chuyển một khoảng λ/n (a fraction of the wavelength). 33 2/17/2014 Radio Propagation scattering diffraction shadow fading refraction reflection 34
2/17/2014 35 2/17/2014 Wireless Channel Path loss Shadowing Co-channel interference Multipath Propagation • Path loss and shadowing • Multipath Fading (Self interference) • Noise (SNR) • Other users • Co-channel interference ( CCI ) • Adjacent-channel interference ( ACI ) 36
2/17/2014 Mô hình không gian tự do Free Space (LOS) Model PBTS BTS d MS L(dB) = 32,5 + 20 log f (MHz) + 20 log d (km) 37 2/17/2014 Ví dụ 1. Trong 1 cell, 1 MS đang liên lạc với BTS tại tần số 936 MHz. Hãy cho biết: a. Suy hao đường truyền khi MS cách BTS 3 km. b. Giả sử công suất BTS đang phát sóng là 20 W, hãy cho biết MS có liên lạc được với BTS đó không khi độ nhạy máy thu là -102 dBm ? 38
2/17/2014 Mô hình truyền dẫn vô tuyến tổng quát Tổng quát, cường độ tín hiệu nhận được qua môi trường vô tuyến sẽ tỷ lệ với d-n Trong đó: L(d )  d  n n : hệ số suy hao đường truyền n = 2 ~ 8 ( phụ thuộc môi trường truyền dẫn) n = 4 thường được thiết lập khi nghiên cứu các hệ thống thông tin di động tế bào. 39 2/17/2014 Mô hình truyền dẫn vô tuyến tổng quát d n L(d )  ( ) d0 d L(dB)  L(d 0 )  10n lg( ) d0 Trong đó: d0 = khoảng cách tham chiếu - Macro cell -> d0 = 1 km - Micro cell -> d0 = 100 m hoặc 1m 40

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

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.